大跨钢箱梁悬索桥地震响应有限元分析

根据某大跨钢箱梁悬索桥的设计图纸,采用ANSYS建立其有限元模型,采用壳单元对主梁进行模拟.通过不断调试找出最佳的主缆初始应力,完成悬索桥的初始找形分析.对悬索桥进行预应力模态分析,采用瑞利阻尼理论,通过悬索桥有限元模型的前2阶圆频率计算模型的质量阻尼和刚度阻尼.采用动力时程分析法对悬索桥进行地震响应有限元分析.结果表明:横桥向位移的最大峰值由横桥向地震波输入决定,纵桥向位移的最大峰值以及竖桥向位移的最大峰值主要由重力载荷工况决定,地震载荷工况对其贡献非常小.     

LNG储罐外壁地震响应有限元分析

利用ADINA分别建立LNG储罐空罐SHELL壳体单元及3D-SOLID实体单元有限元模型.对2种模型进行模态分析,验证SHELL单元模型的有效性.在El Centro地震波作用下对LNG储罐混凝土外壁进行地震响应分析.结果表明:在地震作用下,LNG储罐外壁的位移和加速度沿罐高方向逐渐增大;空罐时,LNG储罐外壁位移及加速度时程曲线与地震波形基本一致.     

高速列车车内低频气动噪声预测

为研究气动载荷下高速列车的车内低频噪声,建立高速列车空气动力学模型,采用大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)法计算中间车的表面脉动压力.将脉动压力加载到高速列车的有限元模型上,通过瞬态分析得到车体的振动位移响应;将位移响应作为边界条件,采用边界元法(Boundary Element Method,BEM)分析车内噪声.结果表明：车窗振动位移最大,车顶和车底次之;中间车车厢的两端声压比中部大;在低频范围内,车厢内声压呈强弱交替分布,声场强弱界限较明显,且随着频率的增大,沿车体纵向和横向干涉条纹增多;车内低频气动噪声随速度二次方的增大而增加.     

风力机叶片大挠度挥舞振动特性分析

分析了风力机叶片大挠度挥舞振动特性.基于Hamilton原理,建立了叶片大挠度挥舞振动控制方程,其中非稳态气动力由Greenberg公式得出.使用瑞利-利兹法求解振动特征问题,得到振动的频率和无阻尼模态函数.基于得出的模态函数,使用Galerkin方法将控制偏微分方程离散,得到模态坐标方程.将振动位移分解为静态位移和动态位移,得到了静态位移和动态位移方程,考查了入流速度比对静态位移和气动阻尼的影响,并对大挠度挥舞振动动态响应进行了分析,得到如下结论：大挠度挥舞振动静态位移沿叶片展向随入流速度比的增大而增大,叶尖处位移最大；当入流速度比较小时,振动为小振幅的周期运动,入流速度比较大时,振动为大振幅的拟周期运动.     

乘用车排气净化器频响分析方法

基于发动机试验和频响分析,以某乘用车排气净化器为例,研究振动强度的评价方法,考虑排气高温对结构强度的影响,选择频响分析的位移和应力作为验证和评价的指标,分析获得的出气法兰峰值加速度与试验结果具有很好的一致性。上、下蚌壳焊缝处为净化器结构的高风险区域,该区域的应力水平是决定净化器结构强度的关键指标。研究结果认为：在分析采用的载荷和温度输入条件下,该净化器结构强度满足可靠性要求。     

压力传感器波纹膜片设计的力学性能分析

利用ANSYS有限元软件,对压力传感器波纹膜片的有关结构参数与力学性能的关系进行了分析:对均布载荷和集中载荷作用下,波纹膜片中心位移的有限元解与解析解进行了比较,验证有限元模型和结果的精度;根据ANSYS分析结果,对不同型面结构的波纹膜片,比较波纹形状对膜片力学性能的影响;讨论了正弦型波纹膜片的膜片厚度、波纹高度、波纹数目对其性能的影响,为波纹膜片结构的优化设计提供依据.     

填埋场典型复合衬垫系统单剪试验数值模拟

为研究填埋场典型复合衬垫系统接触面间的滑动特性,建立典型复合衬垫系统单剪试验的有限元模型,用ANSYS对其进行数值仿真分析.研究复合衬垫不同界面在不同法向力下的滑动特征;绘制衬垫系统不同界面节点的应力 位移关系曲线,得到不同法向力作用下各个界面不同位置点沿剪切位移方向和垂直剪切位移方向的切应力变化规律;分析接触面内节点的剪切位移随载荷步的变化特征.结果表明：随法向力的增加,滑动界面将发生转移;在低法向力（56 kPa）条件下,土工网 土工膜界面发生滑动;在高法向压力条件下（压力超过560 kPa）,土工膜 黏土界面发生滑动.     

热风炉热风竖管底板结构强度有限元分析

为设计更薄的热风炉热风竖管底板,解决试验结果和经验公式计算结果无法反映其实际受力情况的问题,用ANSYS分析某底板的结构强度.根据该底板的结构几何模型建立有限元模型,采用SOLID 185单元划分网格.分析中不考虑固定支座处的滑动;设定砖载荷、上部竖管自重载荷、内压载荷、温度载荷等边界条件.对底板、底板下部筋板、筒体和筒体外围筋板的应力与位移分布的分析表明:底板及其筋板与竖管筒体连接处易出现应力集中现象;在热膨胀和内压的作用下,最大位移出现在底板下部筋板与筒体交界处、筒体自由边界处和筒体外围筋板的上部.计算结果表明该底板能满足结构强度要求.     

高g_n值MEMS加速度传感器封装的研究

对一种新型双悬臂梁高gn 值MEMS加速度传感器进行有限元模拟。采用双悬臂梁传感芯片的一种实际封装结构 ,进行频域分析和时域分析 ,讨论封合传感器芯片和封装基体的封合材料对其输出信号的影响。频域分析表明 ,封合材料的杨氏模量对封装后加速度传感器整体的振动模态有一定影响 ,封合胶的杨氏模量很小时 ,会致使加速度传感器的信号失真 ,模拟表明可选用杨氏模量足够高的环氧树脂类作高gn 值传感器的封合材料。时域分析静态模拟表明 ,封合材料的杨氏模量 ,对最大等效应力和沿加载垂直方向的正应力最大最小值基本无影响。时域分析动态模拟表明 ,随着封合材料杨氏模量的提高 ,动态模拟输出的悬臂梁末端节点位移的波形和其经数字滤波后输出的信号变好 ,封合材料的杨氏模量不影响输出信号的频率和均值 ,在加速度脉冲幅值输入信号变化时 ,悬臂梁末端位移平均值输出信号与输入有良好的线性关系。     

基于有限元法液压支架底座的结构优化

为提高液压支架底座的可靠性和稳定性,对ZZC8800/20/38型六柱支撑式固体充填液压支架底座进行有限元分析;建立底座模型并进行分析,确定其危险工况和其加载的方式;建立有限元模型并对其分析,确定了应力集中和位移变形最大位置以及每种危险工况的加载方式。根据有限元的分析结果,对底座结构进行拓扑优化,并以质量、最大应力和最大变形位移为优化目标,进行尺寸优化。优化后底座最大应力最大减小了79.7%,最大变形位移最大减小了53%,质量减少了3.7%,底座的整体强度得到了提高,同时实现了底座的轻量化,疲劳损伤和变形位移较小,达到了预期的优化目的,安全系数均得到了提高。     

组合框架结构柱和梁板间耗能分配规律分析

将能量原理运用到钢-混凝土组合框架结构地震反应分析中,利用有限元软件模拟组合框架在地震荷载作用下的动力响应,分析结构阻尼比、地震动峰值和持时等因素对滞回耗能分配规律的影响,探讨组合结构总输入能量及层间和柱、梁板间能量分配规律.研究表明总输入能受阻尼比和地震动频谱特性影响较大,地震动峰值影响较小;滞回耗能在结构层间分布为底层大顶层小的梯形分布;柱耗散的滞回能随阻尼比、地震动峰值或卓越周期增加而增加,阻尼耗能随之减少,梁耗散与柱相反;地震动持时对柱和梁的耗能分配影响很小.     

钢筋混凝土拱桥构件重要性评价及超载导致倒塌破坏模拟

针对近年来频频发生的拱桥倒塌事故,以某钢筋混凝土拱桥为例,建立相应的有限元模型,采用基于广义刚度的构件重要性评价方法分析拱桥各构件的重要性,指出保证结构安全的关键部位.利用清华大学开发的TECS程序模拟拱桥因超载导致倒塌的过程,其仿真结果可供拱桥倒塌事故原因分析和抗倒塌能力评定参考.     

Thermoelastic coupling effect analysis for gyroscope resonator from longitudinal and flexural vibrations

The paper illustrates thermoelastic modeling, analysis and simulation solutions of gyroscope resonator from the longitudinal and transverse vibration modes. In the study, the sensitive components of gyroscope are the cantilever beams within the drive mode and the detection mode. Then, the effect of thermoelastic coupling, coupling strength on gyroscope performance is analyzed by two different numerical calculation methods, and the results are validated by FEM simulation solutions. The corresponding parameters which are analyzed in the study for thermoelatic coupling are temperature, thermoelastic damping (TED) and frequency shift ratio. It is found that the thermoelastic damping has the order of 10^?4 at both transverse and longitudinal vibrations. And the shift frequency sharply increased and then gradually approaches the horizontal line at the longitudinal and flexural vibrations. Then the comparison of thermoelastic damping is studied at two vibration modes. Compared with longitudinal vibration, the thermoelastic damping for flexural vibration has a similar pattern, while the former’s peak value is twice lower than that of the latter.     

液化气体运输车V型支座的合理设计

用ANSYS建立液化气体运输车罐体有限元模型,对包括4种惯性力载荷在内的多种工况的作用进行应力分析.结果发现：在所有工况中,受与运动方向垂直的水平方向1倍重力载荷的工况作用时,后封头与筒体连接处的局部应力出现最大值;为减少局部应力,单纯增加封头或筒体厚度既不经济也不合理.为此通过ANSYS中的优化设计模块研究V型支座的尺寸和位置对封头应力的影响,并通过调整其尺寸和位置降低封头与筒体连接处的局部最大应力,使其满足强度要求.     

建筑管道抗震支吊架力学性能有限元分析

针对建筑管道抗震支吊架理论研究落后于工程应用实践的现状,以某抗震支吊架为研究对象,采用有限元法分析抗震支吊架的力学性能。对比数值计算结果与支吊架室内拉伸试验结果,验证有限元建模的可靠性。针对3种不同地震波,对支吊架结构的地震响应进行瞬态时程分析,并对连接螺栓的拉伸强度进行校核,探讨水平加速度方向、斜撑厚度和安装角度变化对支吊架结构抗震性能的影响。结果表明：在3种地震波作用下,支吊架结构均满足强度要求,且连接螺栓也未发生破坏;当水平加速度侧向输入时,支吊架结构的受力响应最大;随着斜撑厚度的增加和安装角度的减小,支吊架结构的抗震性能增强。     

通信单管塔抗震性能分析

为确定通信单管塔在地震载荷作用下结构设计的安全性,选取典型的通信单管塔为研究对象,通过合理的结构简化建立有限元模型;参考规范中8烈度罕遇地震的要求,通过静力分析法、振型分解反应谱法和非线性时程法分析计算结构的抗震性能;对3种计算方法得到的结果进行对比,得出不同分析方法计算结果的差别;通过综合分析计算结果评估通信单管塔的抗震性能.     

易损性分析考虑结构非线性的输入地震波选取方法研究

对于结构抗震设计和研究,地震易损性分析中输入地震波组的选择至关重要,然而现有地震波选取方法对于地震波组的多样性和离散性未作考虑或不够明确,从而影响易损性分析结果的可靠性和意义.针对这个问题,文章提出一个新的选波策略,基于目标结构的简化模型在地震波组激励下的响应,通过改进的地震动强度指标以及信息熵概念来判断输入地震波组的多样性.建立了一个3跨连续梁桥的有限元模型作为数值算例,通过执行新提出的方法验证了简化模型响应的信息熵与实际有限元模型响应的信息熵之间的关系,初步证明了此策略基于输入地震动多样性的筛选能力,可以作为地震易损性中分析输入地震动选取的简便和可靠的依据.     

特种材料蒸发器抗震性能分析

针对某安全性要求极高的特种材料蒸发器,采用频谱分析法分析其抗震性能.利用ANSYS进行网格敏感性测试,确定主体部位网格尺寸,建立包含第一个固定管架与设备之间的管线在内的整体有限元模型,解决接管载荷数据缺失的问题;进行设计工况分析和模态分析,在此基础上通过频谱分析分别计算其在OBE和SSE两种地震作用下的应力,并参照国外某设计规范进行安全评定.结果表明在各种载荷作用下该蒸发器的最大应力远小于相应的许用值.