考虑残余应力的焊接节点疲劳寿命有限元分析

为研究残余应力对焊接结构疲劳性能的影响,基于热力耦合计算方法建立了热弹塑性有限元模型,模拟T型节点焊接全过程及焊后热处理的温度场与应力场。基于扩展有限元法建立T型焊接节点断裂力学数值模型,将焊接应力场作为初始条件引入模型并分析其对疲劳裂纹动态扩展行为的影响。结果表明,未考虑残余应力时,焊接节点疲劳裂纹向焊缝两端均匀发展,裂纹扩展形式与试验结果不符;焊后热处理可以显著降低焊接产生的高拉伸应力和压缩应力,但对疲劳寿命的增幅较小,仅为6.1%;考虑残余应力后疲劳裂纹扩展路径与试验更为接近,焊接结构有限元模拟应考虑焊接残余应力对疲劳裂纹扩展路径的影响。     

应用碳纤维索的斜拉桥地震响应分析

以在建的杭州湾跨海大桥北航道桥为对象,采用强度等效的原则将原桥的钢丝索替换成碳纤维索,利用能考虑拉索局部振动的斜拉桥地震响应分析程序,分析比较了同一地震荷载作用下碳纤维索斜拉桥与钢丝索斜拉桥的振动特性及地震响应差异,并探讨了引起差异的根本原因。结果表明:索桥耦合振动是引起两种拉索斜拉桥的振动特性和地震响应存在差异的根本原因,碳纤维索的自振频率高,发生索桥耦合振动的可能性低于钢索斜拉桥,同一地震荷载作用下碳纤维索斜拉桥的地震响应要较钢丝索斜拉桥有不同程度的降低。     

基于Zig-zag理论的波形钢腹板梁自由振动分析

根据波形钢腹板梁的特点,将波形钢腹板梁模拟为具有正交各向异性层的夹芯梁,并引入层间连续的Zig-zag位移假设和分层抛物线分布的横向切应力假设,基于混合能变分原理,建立波形钢腹板梁自由振动的Zig-zag理论. 该理论的横向切应力满足上、下表面为0以及层间连续条件,因此无需引入剪切修正系数. 导出波形钢腹板梁的频率方程,得到不同边界条件下的频率和振型. 与其他方法的对比表明该理论能够精确地预测波形钢腹板梁的动力学特性.     

3D打印混凝土永久模板叠合柱的抗压性能数值模拟研究

为深入研究3D打印混凝土永久模板叠合柱的抗压性能,基于3D打印混凝土永久模板叠合柱及同尺寸整体现浇对照柱试验建立构件数值模型,模拟分析其轴压荷载-位移响应及失效形态。针对界面粘结性能、现浇混凝土抗压强度、打印模板厚度、荷载偏心距等参数开展3D打印混凝土永久模板叠合柱的抗压性能计算分析,研究表明：叠合柱轴压极限承载力随着薄弱界面剪切强度、刚度及现浇混凝土抗压强度的增大而增大。由于打印材料的抗压强度高于现浇混凝土,叠合柱抗压极限承载力提升率与打印模板厚度呈近似线性关系,叠合圆柱的抗压极限承载力随着荷载偏心距的增大而降低,呈近似线性负相关。此外,偏心距对叠合圆柱极限承载力下降幅度的影响大于现浇圆柱。     

大跨度拱桥钢管拱肋悬拼中的扣索索力优化计算

钢管拱肋悬拼吊装中的扣索索力计算,采用有限元计算同优化分析相结合的方法进行逆向求解,得到各悬拼工况下索力的最优值,既控制了拱肋线形,又保证了结构内力处于安全范围内,极大地方便了施工。经实践证明该方法实用、高效。     

深厚软土地区大型沉井突沉行为分析

为了研究深厚软土地区某大型沉井的突沉行为,结合现场监测数据对沉井的下沉过程及受力特性进行分析,推测了沉井发生大幅度突沉的机理;基于ABAQUS/Explicit有限元软件,将显式动态求解方法应用于沉井下沉的拟静力过程分析,揭示了沉井突沉过程中土体的扰动损伤行为。分析结果表明,由于局部土体损伤失效带动周围大面积土体的不稳定损伤演化从而引发沉井快速下沉,土体损伤耗散能的大小可表征相应的沉井区域的下沉量;采用扩展的Drucker-Prager模型并结合损伤因子演化方程用来模拟土体扰动损伤特性的方法,能够定量分析评价沉井周边软土在受力变形后的扰动度和相应的沉井突沉行为。     

挤出形状/尺寸对3D打印混凝土力学性能的影响

为了揭示3D打印挤出形状和尺寸对成型混凝土性能的影响机制,对比了模具成型、同挤出流量条件下不同挤出形状（三角形、方形和圆形）成型、同挤出形状条件下不同挤出尺寸成型、同挤出形状和同尺寸下不同打印条排列成型的混凝土断面形态、力学性能和空间孔隙分布,分析了不同挤出形状和尺寸条件下打印试件的层/条缺陷特征,探讨了打印试件孔隙率与其力学性能的对应关系.结果表明：层间和条间缺陷会显著影响打印试件的密实度,在同挤出流量条件下,由于层/条间的压紧作用,挤出形状呈三角形的打印试件具有最少的层间缺陷和最佳的力学性能;同形状的打印试件随着挤出尺寸的增大,其缺陷降低、力学性能提高;在挤出形状和尺寸均不变的情况下,打印口交错排列可提升打印试件力学性能13%～47%.     

考虑动力特性约束的斜拉桥优化设计新方法

文章通过运用一阶优化计算方法并引入灵敏度分析,提出了带频率约束条件的斜拉桥优化设计方法,并以通用有限元软件ANSYS为平台,编制了相应的程序,实现了斜拉桥结构在频率、应力、变形等约束条件下的设计优化。通过舟山金塘门大桥工程实际算例,证明该方法适合工程应用。