水电站机墩结构自振特性研究

水电站机墩组合结构是水轮发电机组的主要支撑结构,其自振特性是分析共振复核和动态设计的重要基础.<水电站厂房设计规范>中的自振频率计算公式过于简化,不完全符合实际.以某大型水电站地厂房为例,对其机墩组合结构建立三维有限元计算分析模型,比较了机墩各种不同组合模型的自振频率及振型.结果表明,仅仅模拟机墩结构或只考虑机墩及其上部或下部结构,都不能准确反映机墩结构的真实性态,也将对振动安全评价产生不利影响.从理论上讲,考虑一定范围围岩的整体有限元模型最符合实际,也较为科学,但从方便实用的角度分析,考虑机墩组合的整体混凝土结构较为适宜.     

某地下室筏板柱下墩的优化设计

本文以带柱下墩的平板式筏板基础为例,在进行某地下室筏板柱下墩有限元分析时,利用地质勘察报告中的参数计算基础实际沉降,从而反推等效基床系数K,结合K值采用弹性地基梁板法对筏板进行有限元分析。同时对该基础采用倒楼盖法进行有限元分析,就这两种方法计算得到的配筋进行比较,并在保证一些参数不变的前提下,观察柱墩厚度的变化对筏板内力分布和配筋的影响。分析表明,适当增加柱墩厚度能优化筏板的配筋。     

大型船船台下水时艏部强度计算分析

对大型船船台下水时艏部所受墩木支反力的分布形式及不同分布形式对结构的影响作了计算分析。通过分析实船下水资料，得出艉浮中期典型的受力分布形式。用PATRAN／NSTRAN软件建立有限元模型，将墩木支反力的分布形式加载到有限元模型上进行计算，得出结构的应力响应和变形，校核是否满足要求，对下水船局部结构的安全性进行预报。     

抽水蓄能电站地下厂房机墩结构刚度分析与设计优化

以我国西龙池高水头抽水蓄能电站地下厂房为计算实例,利用有限单元法建立数值模型,对机墩结构的整体刚度特性进行了分析.探讨了结构计算模型和边界条件的影响,在自振特性计算的基础上进行共振复核.进而就机墩的结构形式和尺寸等对机墩刚度的影响进行了敏感性分析,探讨了提高机墩刚度及其抗振性能的设计途径,并研究了拟静力法和动力法对计算结果的影响规律,得到了明确的结论性认识,可以为大型抽水蓄能电站地下厂房机墩结构的抗振设计提供有益参考.     

预应力闸墩与钢锚块接触非线性有限元分析

采用非线性有限元方法,对深溪沟水电站泄洪闸预应力闸墩与钢锚块进行了整体空间应力与变形分析,计算中考虑了预应力闸墩与钢锚块的耦合效应,并通过在两者之间设置接触单元模拟预应力闸墩与钢锚块的接触非线性,得到各设计工况下的位移分布和变形结果,全部有限元计算结果为深溪沟工程泄洪闸预应力体系设计与优化提供依据.根据有限元计算成果,对大吨位预应力闸墩所采用的钢结构支撑梁的预应力效果进行总结和评价,并与混凝土锚块的应力分布规律作了简要的对比.     

预应力闸墩体内锚束锚固区受力性能研究

通过有限元、模型试验及弹性理论的分析，并结合多种锚固区受力特点的比较，得到了预应力闸墩体内锚束锚固区的应力分布及开裂部位，在此基础上给出闸墩体内锚固区的配筋计算方法。     

预应力闸墩体内锚束锚固区受力性能研究

通过有限元、模型试验及弹性理论的分析，并结合多种锚固区受力特点的比较，得到了预应力闸墩体内锚束锚固区的应力分布及开裂部位．在此基础上给出闸墩体内锚固区的配筋计算方法     

小湾拱坝放空底孔预应力闸墩三维有限元分析

采用三维有限元方法,应用ANSYS程序对小湾拱坝放空底孔预应力闸墩进行了空间应力与变形计算,并详细探讨了预应力的模拟方法,对3种不同方法的优缺点进行了对比评价.根据计算结果,对比分析了多个设计工况下闸墩结构的变形、应力分布规律,评价了预应力锚索的预压效果.在此基础上,取闸墩结构特征点的第一主应力作为优化变量,对预应力锚索设计吨位和布置方案进行了敏感性分析,得出了预应力锚索布置的优化方案.全部研究成果为小湾拱坝施工设计详图所采用.     

锚块预留槽预应力闸墩结构的二维有限元计算

锚块预留槽预应力闸墩是一种新型水工结构,由于其可以提高预应力锚索的预压效果,而被广泛运用于国内外的水电工程中。为便于分析预留槽对闸墩应力状态的影响,探讨了采用二维模型进行有限元计算的可行性,并利用单元生死功能计算和分析了不同预留槽位置对闸墩的应力分布状况的影响。计算结果表明,利用二维模型进行预应力闸墩结构的有限元计算能有效提高工程设计的效率,将预留槽设置在锚块中部及靠近颈部的区域更有利于提高预应力锚索的预压效果。     

群桩基础对自复位高墩地震反应的影响

为探讨群桩基础对自复位高墩地震反应的影响,本文给出了群桩基础的有限元模拟方法。基于Open Sees平台建立了考虑群桩基础的自复位高墩有限元模型,输入3条强震记录,进行了考虑群桩基础的自复位高墩地震反应分析,并与不考虑群桩基础的自复位高墩地震反应进行了比较。结果表明:群桩基础改变了自复位桥墩的提离位移、桥墩刚体转动及桥墩弹性变形引起的墩顶水平位移反应量值,群桩基础对自复位高墩的墩顶水平位移反应量值有影响。群桩基础对自复位高墩的墩底弯矩反应量值有影响,总体上看,考虑群桩基础会减小墩底弯矩。忽略群桩基础的影响时,对设计来说偏于安全。     

薄板弯曲分析的混合条－元法

本文在有限元法（ＦＥＭ）和有限条法（ＦＳＭ）的基础上，提出了薄板弯曲分析的混合条－元法ＣＳＥＭ。用两端简史的有限条位移函数与四结点矩形有限元位移函数迭加作新的位移函数，导出了薄板弯曲混合条无法的各种公式。用自编的ＣＳＥＭＦＯＲＴＲＡＮ程序计算了若干算例，算例结果表明了ＣＳＥＭ方法的精确性和有效性。     

一种基于MATLAB的有限元编程方法

为了实现有限元数值分析的程序化,解决方程组求解时需要人工移位的方式,通过对二次杆元有限元分析过程的剖析,给出有限元分析过程中的数值运算及其特点.针对此特点,提出基于单元连通性向量、索引向量、单元刚度矩阵的变换矩阵等的MATLAB程序设计方法.通过数值验证表明该方法满足设计要求.此方法也可拓展到其他结构的有限元分析程序的设计中.     

改进的r-收敛和h-收敛自适应有限元方法

提出了一种基于矩阵摄动理论和单元能量比率的改进的r 收敛和h 收敛自适应有限元方法。在结构动力分析中 ,通过r 收敛过程 ,实现网格最优划分 ;通过对单元能量比率变化量的判断 ,进行h 收敛自适应有限元过程 ,实现最优局部网格再加密过程 ,以尽量少的网格数 ,得到高精度的有限元解。最后通过大量的算例 ,说明了该方法的实用性和有效性。     

具有区间参数的瞬态温度场数值分析

针对不确定结构的瞬态热传导问题,提出一种将结构的各个物理参数和温度的初、边值条件均视为区间变量,并利用区间分析进行处理的方法。对具有区间参数的热传导抛物型方程的求解,在空间域上利用有限单元离散,在时间域上利用差分离散,将区间分析和常规的有限元法相结合,建立了基于单元的区间有限元方法。利用矩阵摄动公式求解结构的区间有限元方程,获得了结构瞬态温度场响应的范围。通过一瞬态热传导问题的算例表明该方法的可行性和有效性。     

自攻螺钉连接抗剪承载力的有限元建模方法

随着轻钢龙骨体系及彩钢板的广泛使用,自攻螺钉连接受力性能也越来越被人们重视.目前国内有关自攻螺钉连接受力性能的研究主要集中在试验和有限元分析两方面,其中有限元的建模方法各有不同.采用ANSYS有限元软件建立了自攻螺钉抗剪连接的7种简化计算模型,对各种简化模型所得连接的极限承载力、破坏形式及建模特点进行了比较,得到了自攻螺钉连接合适的有限元建模方法,为自攻螺钉抗剪承载力的理论研究提供有益的参考.     

工形钢柱负载下焊接加固的受力特性

目的提出能够考虑负载下焊接过程影响的有限元分析方法．方法通过运用通用有限元软件ANSYS建立有限元模型,对3个不同初负载下焊接加固的工字形钢柱和1个作对比用的未加固钢柱的受力特性进行分析．采用间接热结构耦合的有限元分析方法,考虑焊接热过程和随温度变化的钢材材性．结果计算结果表明,在名义初应力比不超过0．41时,负载下的焊接加固后的钢柱的极限承载能力受初始负载的影响非常小．结论笔者采用的有限元分析方法和有限元模型分析负载下焊接加固工彤钢柱的萤力特性具有较高的可行性．     

地铁座椅结构分析与轻量化优化方法

地铁座椅的轻量化设计对于降低地铁车辆成本、节约原材料和能源消耗具有重要意义．针对某地铁座椅的轻量化设计要求,提出了一种有限元分析与试验验证相结合的轻量化优化方法．首先,采用有限元分析软件ANSYSWorkbench对地铁座椅结构进行了强度分析,在此基础上提出了轻量化优化方案,并通过有限元分析初步验证了轻量化优化后的座椅结构满足强度要求．其次,以实际加工好的地铁座椅为试验对象,模拟实际工况,设计并实施了静载试验和动载试验．试验结果一方面检验了有限元计算分析结果的有效性,另一方面进一步验证了地铁座椅结构轻量化优化的合理性．通过探讨有限元分析与试验验证相结合的方法在地铁座椅设计中的应用,为地铁座椅轻量化设计提供了一种快速、有效的现代设计手段．     

履带起重机臂架有限元分析方法

根据桁架钢结构的受力特点 ,采用变截面梁单元模拟起重机臂架整体结构 ,建立了一种有限元简便分析方法 ,对履带起重机臂架结构的受力状况和应力特性进行了系统地分析 ,确定了危险工况 .对危险工况在各载荷组合作用下臂架结构的应力分布进行了详细的有限元法分析 ,并对其强度进行了评定 .结果表明 ,有限元简便分析方法可以反映臂架的整体应力状态 ,而有限元详细分析则可更好地反映臂架受力的局部特性     

负载下焊接加固受弯工形钢梁的受力特性分析

采用通用有限元软件ANSYS建立有限元模型,对3个不同初始负载下焊接加固的受弯工形钢梁和1个做对比用的未加固工形钢梁的受力特性进行有限元分析,并详细介绍了2种用于模拟负载下焊接加固钢梁受力特性的有限元分析方法。基于目前最常用的、仅采用生死单元技术而未考虑焊接热过程的有限元分析方法,采用间接热一结构耦合分析方法,考虑焊接热过程和随温度变化的钢材材性,提出了能够考虑负载下焊接过程影响的有限元分析方法。通过将有限元计算结果与相应的试验结果进行对比,验证了采用的有限元分析方法和有限元模型的可行性。计算结果表明：负载下焊接加固后的钢梁的极限承栽能力受初始负载的影响较大。     

水工非杆件结构非线性有限元工程设计方法的研究

提出了非线性有限元计算基本公式法和直接法，阐述了这两种方法的建立依据和相应的可靠性分析．结论指出，非杆系水工大体积混凝土结构采用具有可靠性分析基础的非线性有限元方法进行工程设计是可行的