利用ABAQUS分析混凝土面板堆石坝非线性应力与应变

利用通用有限元分析系统ABAQUS的用户子程序,实现了Duncan-Chang模型的开发.对某混凝土面板堆石坝(CFRD)进行了填筑与蓄水过程的应力与变形的三维非线性有限元仿真模拟,得到了坝体和面板的应力与变形、垂直缝和周边缝沉陷、剪切和张开变形等结果,可为坝体断面优化分区、接缝止水设计提供重要参考依据.同时表明:充分利用ABAQUS已经具备的非线性分析功能,二次开发是完成混凝土面板堆石坝三维非线性应力应变分析的有效解决方案.     

非均匀载荷作用下套管挤压强度有限元分析

采用有限元分析方法，运用大型有限元软件ABAQUS，分析计算了受非均匀外挤载荷作用下的套管挤压强度。通过非均匀载荷作用与均匀载荷作用下套管强度的对比，说明载荷的不均匀性对陶管强度的影响。     

考虑缺陷的轴压功能梯度材料圆柱壳的弹塑性屈曲分析

针对功能梯度材料圆柱壳的考虑缺陷的弹塑性屈曲问题,采用有限元软件ABAQUS进行了数值模拟与分析。分析中采用叠层模型和TTO模型,充分考虑了材料的物性特性,即材料的物理非线性和前屈曲几何非线性的影响。计算得到缺陷作用下的弹塑性功能梯度材料圆柱壳的屈曲临界荷载和变形模式,研究了壳体厚度、组分参数对屈曲临界状态的影响。     

功能梯度圆柱曲板在超音速流中的非线性动力学分析

研究了在外部激励作用下,功能梯度圆柱面曲板在超音速流中的非线性动力学行为。假设材料属性与温度有关,功能梯度曲板的组分材料沿厚度方向呈梯度变化,并按照体积分数的幂律分布,运用一阶活塞理论得到了超音速空气动力载荷;以von-Karman型的非线性应变位移几何关系为基础,通过Hamilton原理推出了曲板的非线性运动控制方程;运用伽辽金法离散化控制方程,得到一个包含二次非线性项和三次非线性项的二自由度非线性系统;利用数值计算,分析了面外内载荷对系统非线性动力学的影响。     

薄环板与扁薄锥壳组合结构在横向载荷作用下的非线性振动

从弹性壳体的无量纲控制方程出发，研究了一类薄环板与扁薄锥壳组合结构在横向均布载荷和温度载荷作用下的大挠度非线性振动问题．采用打靶法对周边固定的问题进行了数值求解，分析和讨论了组合结构的固有频率与外载荷、锥底和环板半径比例、扁壳锥度的非线性关系以及结构刚度的变化．     

一种二维弹塑性裂纹有限元模型的分析

利用非线性有限元软件ABAQUS,以较少的单元建立了模拟循环载荷下裂尖参数变化的二维弹塑性有限元模型,通过应力、位移及塑性区尺寸等裂尖参数的有限元计算值与力学公式计算的理论值的比较,分析了不同单元类型对裂尖参数的影响,为解决有应力集中的二维弹塑性有限元问题提供了一种高效准确的模型.     

非线性弹性屈曲问题的简单模型分析

本文借用Ｓｈａｎｌｅｙ模型考虑材料的非线性弹性的影响，给出了临界载荷分析，并用摄动法对后屈曲路径进行了分析。建立了后屈曲路径稳定与否的临界条件并进行了数值计算。结果表明材料的非线性弹性性质对临界载荷及后屈曲路径均有影响。     

基于ABAQUS二次开发状态相关砂土本构模型的研究

剪胀性是砂土最重要的特性之一,其变形主要取决砂土的当前状态,而基于状态相关砂土本构模型能较好反映砂土剪胀性。ABAQUS作为有限元计算平台,具有强大的非线性计算和前后处理功能,标准ABAQUS程序仅包含一些通用土体本构模型,缺少状态相关砂土本构模型,因而有必要针对土木工程具体问题进行二次开发。利用二次开发工具和UMAT数据接口程序,采用隐式积分算法将基于状态相关砂土本构模型嵌入到标准ABAQUS程序中,并将有限元数值计算结果与实验数据及理论计算值比较,进行单元敏感性分析。计算结果表明子程序运行稳定可靠,不仅充分利用ABAQUS方便、快捷的前后处理和强大的非线性求解平台,还可以完成更复杂,且切合实际土体应力应变关系的有限元数值计算,拓展ABAQUS在土木工程领域应用能力。     

非均匀载荷作用下套管挤压强度有限元分析

采用有限元分析方法,运用大型有限元软件ABAQUS,分析计算了受非均匀外挤载荷作用下的套管挤压强度.通过非均匀载荷作用与均匀载荷作用下套管强度的对比,说明载荷的不均匀性对陶管强度的影响.     

一种轴对称结构强度可靠性分析算法

本文提出了一种适合于结构功能函数为非线性,且载荷离差较大,节点载荷之间存在着相关性时,计算轴对称结构可靠度的分析算法.这个算法能充分利用确定性有限元的分析成果,在工程中具有一定的推广价值.     

预应力钢与高强混凝土组合梁有限元分析

目的研究预应力钢与高强混凝土组合梁从加载到破坏的全过程，分析其力学性能，为工程应用提供可靠的理论依据．方法采用大型有限元软件ANSYS，对预应力钢与高强混凝土组合梁进行了空间非线性分析，在组合梁的有限元模型中，钢梁采用壳单元，混凝土采用体单元，混凝土中的普通钢筋通过单元实常数确定，预应力钢筋采用线单元，预加应力通过单元实常数确定。采用弹簧单元考虑了混凝土翼缘板同钢梁间的滑移；采用非线性材料本构模型关考虑了钢材和混凝土的材料非线性特性．结果计算得到了组合梁在不同加载状态的应力、应变，荷载一变形曲线，预应力钢筋增量曲线，滑移沿梁长分布曲线等，并与试验研究进行了比较．分析表明，高强混凝土和钢材的强度都得到了充分发挥．结论计算结果与已有试验结果较为吻合，因此，可以利用有限元方法研究组合梁的工作性能，代替部分试验研究．     

基于ABAQUS的压电悬臂梁有限元仿真分析

介绍了压电效应与压电材料相关理论及大型有限元分析软件ABAQUS及其力电耦合场分析功能,采用有限元软件ABAQUS对压电材料悬臂梁进行分析.建立了ABAQUS软件压电悬臂梁实体模型,设定几何尺寸和材料特性参数进行性能仿真,具有很好的通用性.讨论了不同电压下电压-位移变化关系.算例结果表明ABAQUS计算结果同理论解吻合很好,具有较高的精度.     

爆炸下考虑钢梁翼缘变形的改进单自由度法

为解决爆炸下结构产生较大局部变形时采用等效单自由度方法计算结构整体位移会出现较大误差甚至错误的问题,在单自由度理论基础上,以工字型钢梁为研究对象,通过分析翼缘局部变形对钢梁整体位移的影响规律后,基于提出的钢梁截面简化变形模型对其弯曲抗力函数进行改进,提出钢梁抗爆分析的改进单自由度方法。通过有限元软件ABAQUS数值模拟不同爆炸工况下钢梁的动态位移响应与破坏特征,并与单自由度模型及改进单自由度模型的计算结果进行对比,研究了不同计算模型下钢梁的位移及破坏差异。结果表明：与有限元模拟结果相比,钢梁翼缘局部变形越大,单自由度模型计算结果偏小越严重,而改进单自由度模型计算结果较好,可以更好地适用于钢梁抗爆分析的位移简化计算。     

空间钢构架混凝土简支梁非线性有限元分析

采用ABAQUS软件对5根空间钢构架混凝土简支梁和1根普通钢筋混凝土简支梁的受力性能进行非线性有限元分析,验证了所建立的有限元分析模型的正确性,模拟分析结果与试验结果基本相符。在此基础上,通过改变空间钢构架的含钢率、竖向缀条的间距和宽度等参数,模拟分析了空间钢构架混凝土简支梁的受力性能,得到了一些有益的结论,为后续的试验研究提供依据。     

钢筋混凝土叠合结构二次受力过程数值分析

二阶段制造和二次受力是叠合结构的关键特征。基于ABAQUS软件,考虑钢筋和混凝土材料本构关系的非线性,定义了联结单元分析钢筋与混凝土之间的粘结滑移关系,确定了切向弹簧单元和主、被动接触表面分析新旧混凝土叠合面之间的粘结滑移关系,通过初始条件定义施加预应力形成初始应力场,引入生死单元模拟叠合结构的二阶段制造和二次受力过程。通过数值分析,验证有限元分析方法的正确性和可靠性,为叠合结构在实际工程中的应用以及其有限元分析提供参考。     

除尘器壳体纵梁承载性能的非线性分析

大型电除尘器钢结构为空间杆系与壳体混合结构体系,杆件种类多,受力状态复杂。传统的设计方法不能明确结构体系的承载性能,需进一步分析其非线性承载性能,并优化结构体系和构件截面。运用有限元软件ANSYS,对某大型电厂300MW机组电除尘器壳体钢结构纵向大梁(仅有弯矩作用下及较大轴力、弯矩共同作用下)建立有限元模型,对整体结构进行静力分析、特征值屈曲分析及极限承载力分析。以分析结果为依据对仅有弯矩作用下的纵梁提出优化方案建议。计算结果表明,两类梁模型均满足设计荷载下的承载能力要求。     

叠合梁斜截面抗剪性能的数值研究与分析

充分利用了已有的国内外研究成果,从理论上分析钢筋混凝土叠合梁斜截面的抗剪性能,并在考虑其自身受力特点的基础之上,运用ANSYS对一组叠合梁和对比梁进行非线性有限元数值模拟,以求得更加直观地分析叠合梁的典型特征。结果表明:ANSYS能有效地模拟叠合梁的受力特点,数值模拟结果与理论分析吻合较好。     

ABAQUS中三维梁单元材料单轴本构模型的二次开发

为了在ABAQUS软件中实现对三维钢筋混凝土纤维梁单元的弹塑性计算,利用ABAQUS软件隐式模块下的用户自定义子程序接口UMAT,基于Mander受压骨架曲线、过镇海受压加卸载规则及滕智明受拉加卸载规则组合的混凝土本构理论和OpenSEES中Steel02采用的钢筋本构理论,在ABAQUS软件中开发了用于空间梁单元的混凝土和钢筋单轴本构滞回模型,并与已有的低周反复加载试验结果进行了比较.结果表明,本文基于ABAQUS软件二次开发的材料单轴滞回模型能够较好地模拟空间钢筋混凝土杆系结构的弹塑性滞回行为.     

变面门式刚架结构的几何非线性性能研究

近年来,变截面轻型钢结构门式刚架在钢结构建筑中应用相当广泛,本文基于有限元基本理论推导了考虑剪切变形影响的变截面平面梁元的切线刚度矩阵,并编制了相应的变截面门式刚架的几何非线性分析程序,应用该程序,讨论了屋面均布菏载作用下变截面门式刚架的整体稳定性能;给出了相应的菏载一位移曲线。     

新型组合梁板连接中板的抗弯性能

在高层建筑结构设计中,由于上部荷载较大或梁的跨度较大,使得梁的截面高度较高,通常会影响建筑的有效层高和建筑的总体高度。为了减小各层梁板结构高度,有效增大各层净高,提出了一种钢箱梁嵌入现浇板的新型组合梁板连接方式。针对这种新型连接方式,对6个钢箱梁混凝土板组合连接区域进行了板承受支座负弯矩的单调加载试验,对比分析了采用钢箱梁嵌入混凝土板组合楼盖与传统栓钉连接组合楼盖中板抵抗支座负弯矩的性能差异;并利用ABAQUS对试件进行了有限元分析。试验与有限元分析结果表明：采用钢箱梁嵌入板连接组合方式,其混凝土板抵抗支座负弯矩的能力与传统连接方式板抵抗支座负弯矩能力没有明显差异。