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结构多尺度有限元模拟是考虑结构易损部位损伤演化进行大型结构失效过程分析的有效方法。如何方便、准确地建立有限元大尺度与小尺度模型的跨尺度界面连接是多尺度有限元模拟中的关键。本文根据损伤多尺度分析的需求,研究了两种跨尺度界面连接方法及其实施过程,并对计算方法的精度进行了比较和验证;将塑性损伤演化本构关系通过ABAQUS提供的UMAT子程序写入,考察狗骨式刚节点在强动载荷作用下其薄弱区域的损伤演化特性,结合跨尺度界面连接方法初步实现了强载荷下结构损伤的跨尺度分析;针对某大跨悬索桥钢箱梁纵向加劲钢桁架结构,采用本文建立的跨尺度分析方法研究了强载荷作用下结构中的损伤演化过程。研究结果为揭示结构在强载荷作用下的损伤破坏机理奠定了基础。 相似文献
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基于结构多尺度模拟和分析的大跨斜拉桥应变监测传感器优化布置研究 总被引:2,自引:0,他引:2
该文以润扬大桥斜拉桥钢箱梁结构为研究对象,针对结构安全评估为目标的大跨桥梁结构健康监测系统中应变传感器的优化布置问题,提出了一个基于桥梁结构多尺度模拟和结构响应分析结果进行应变传感器优化布置的方法。通过斜拉桥脊骨梁模型来研究确定钢箱梁的关键截面,通过子模型方法实现钢箱梁结构的多尺度模拟和从结构整体到主要局部构件中的应力状态分析,据此进一步分析和确定斜拉桥健康监测系统中钢箱梁结构应变传感器的安装位置,并用在润扬斜拉桥上进行的静动载试验的测试结果验证了结构整体与局部响应分析结果,从而间接验证了应变传感器优化布置结果的正确性。 相似文献
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讨论了润扬北汊斜拉桥以健康监测和损伤评估为目标的空间有限元模型的建立.在建模过程中,尽可能多的考虑一些影响有限元模型精度的因素,如斜拉索几何非线性(重力垂度和初始应力)的影响,将构造正交各向异性钢箱梁桥面板用复合材料力学的方法等效为物理正交各向异性板等.并用此有限元模型进行了模态分析,讨论了边界条件、边跨压重等因素对斜拉桥动力特性的影响.将有限元模态计算结果与环境振动试验结果进行比较,验证了润扬斜拉桥有限元模型的有效性.因此,建立的有限元模型可以为润扬斜拉桥的结构健康监测和安全评估提供计算和分析的基础. 相似文献
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大跨桥梁索塔有限元模型修正 总被引:4,自引:1,他引:3
首先采用不同的方法分别建立了大跨桥梁索塔的精细有限元模型和简化模型,运用环境振动实测结果对简化有限元模型进行了修正,并和精细模型计算结果相比较;研究结果表明:严格按照设计图纸建立的精细有限元模型计算得到的动力特性与索塔现场环境振动实测值之间的误差较小,而未经修正的简化模型误差较大,由此说明:大跨桥梁在有限元建模时应尽可能详细地反映结构的几何与材料特性,在此前提下,对于设计资料全面的桥梁结构,建立有限元模型时就只需要修正那些无法用数学和物理方法模拟的不确定因素。对于缺乏实测信息的在建桥梁工程,则可以应用精细有限元模型的计算结果暂时代替实测结果对简化的有限元模型进行修正。 相似文献
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既有工业厂房钢吊车梁疲劳性能预后分析 总被引:2,自引:0,他引:2
为更好地理解工业厂房钢结构的疲劳性能衰退机理,有效预防结构发生脆性断裂,发展了面向既有工业厂房钢结构的疲劳性能预后分析方法.基于跨尺度界面功平衡原理建立了工业厂房钢结构疲劳损伤多尺度模型,量化了结构既有缺陷引起的损伤,研究了工业厂房钢结构关键构件——钢吊车梁的疲劳损伤演化和复合型疲劳裂纹扩展过程.疲劳预后分析结果表明:钢吊车梁焊缝区域的损伤在初始阶段增长较为缓慢,后期急剧加快,论证了工程中常用的线性Miner损伤准则会导致评估结果过于保守;变截面钢吊车梁的插板与封板连接处的焊缝区域最容易发生疲劳失效,本次研究的吊车梁裂纹深度a超过5 mm后,裂纹迅速扩展,应对其进行加固处理;主要易损部位的裂纹对其他易损部位的疲劳性能影响较大. 相似文献
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摘 要:为了降低动力模型修正过程中的计算复杂程度,提出了拟静力模型修正方法。借助特征载荷的概念,将基于动力测量信息的动力模型转化为静力模型进行修正,避免了模型修正过程中特征值和特征向量的计算。利用样条插值方法,解决了测量信息与计算信息间的匹配问题。采用复域灵敏度分析方法对修正过程中的参数灵敏度进行计算,提高了修正过程中的计算效率。研究了测量误差对修正结果的影响,给出了修正参数的统计特性,为评估修正结果的可靠性提供了基础。通过数值算例对提出的方法进行了验证,结果表明本文的方法是有效可靠的。利用建立的方法对润扬大桥北汊斜拉桥桥塔模型进行了修正,修正结果较为精确可靠。 相似文献
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本文探讨了大跨桥梁索塔有限元模型在传感器振动测点布置方面的应用,首先对索塔有限元模型进行模态分析,采用以MAC矩阵的非对角元素为目标函数,通过增加或减少测点自由度使MAC矩阵的非对角元素趋于最小来确定索塔环境振动测点位置的最优布置。然后,运用试验室斜拉桥缩尺模型索塔不同布点方案的测试结果来验证索塔振动测点布置的有效性。研究结果表明:由缩尺模型桥的索塔不同布点方案测得的试验数据得出的测点布置和有限元计算得出的测点布置结果是一致的,因此,从模型试验的角度验证了根据有限元分析结果得出的索塔环境振动测点布置是有效的。 相似文献
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在建立的面向结构状态评估的有限元模型(SSAOM)基础上,对青马桥在列车载荷作用下结构的动力响应进行了模拟.把列车载荷简化为移动载荷,通过施加随载荷大小、载荷位置和载荷移动速度而变化的等效结点力的方法,模拟计算了列车以不同速度通过桥梁以及单列列车和两列列车同时过桥时结构中的动应力和动位移.结果发现,结构中的动应力表现为线性和局部性,随载荷速度的变化不大;而动位移表现为非线性和整体性,随载荷速度的增大而增加. 相似文献