公路飞机跑道柔性道面结构力学响应分析

利用有限元分析软件ANSYS,建立某加铺及新建高速公路飞机跑道柔性道面结构模型,模拟道面结构的实际受力状态,对公路飞机跑道道面结构力学响应进行三维数值模拟仿真分析,通过计算在不同机型飞机荷载作用下的底层拉应力和表面弯沉值,得出合理的公路飞机跑道道面承载力参数。结果表明,该加铺及新建高速公路飞机跑道道面底层弯拉应力和表面弯沉都不大,各层的底层弯拉应力均小于设计强度,道面承载能力能够满足建设要求,有效保证了工程的使用性与安全性。     

大型军用飞机多轮荷载作用下水泥混凝土道面的结构响应

以伊尔-76为例,考虑大型军用运输机复杂起落架构型和多轮荷载的作用特点,基于“地基-道面结构-飞机轮载”的相互作用,并采用弹簧单元模拟道面板的接缝传荷,借助ABAQUS软件建立了足尺9块水泥混凝土道面板的三维有限元分析模型。应用该模型,计算了多轮荷载不同组合作用下水泥混凝土道面的应力和变形,揭示了道面结构的力学响应,即在多轮荷载作用下,道面结构的最大应力位于轮载作用位置的板底部;与8轮荷载组合相比,16轮荷载组合作用下道面结构的应力和变形较小;而且,道面板弹性模量、基层回弹模量和地基反应模量对板底弯拉应力影响显著。     

钢筋混凝土框架柱的裂缝模拟分析

介绍了ANSYS软件建立钢筋混凝土框架柱有限元模型的基本原理。在对模拟试验框架柱的开裂荷载、屈服荷载、最大荷载及破坏裂缝图与相应的试验结果比较分析的基础上,用ANSYS软件模拟分析了单调荷载作用下钢筋混凝土框架柱的裂缝分布和开展规律。结果表明,ANSYS软件模拟的框架柱开裂荷载、屈服荷载及最大荷载与相应的试验结果相差可控制在20%以内;柱表面的裂缝分布、开展及破坏规律与试验情况吻合较好;混凝土核心受压区模拟的三个主拉应力方向均有裂缝产生,且无规律可循,说明核心区混凝土的受力状态复杂。     

梁底粘贴CFRP加固的新疆杨木梁抗弯试验研究与有限元分析

通过6根矩形截面新疆杨木梁的抗弯试验和有限元软件ANSYS模拟分析,通过碳纤维布(CFRP)加固新疆杨木梁的抗弯性能的试验研究,分析未加固梁与加固梁的极限承载力、跨中挠度等性能指标。通过有限元软件ANSYS对加固木梁抗弯试验全过程进行数值模拟,得出加固木梁在静力荷载作用下的荷载-挠度曲线、应力-应变云图等。结果表明:在新疆杨木梁的受拉区粘贴CFRP可以明显的改善木梁的抗弯性能,有限元软件ANSYS模拟结果与CFRP加固新疆杨木梁抗弯试验结果基本吻合,验证了选取单元和建模的正确性。     

铸钢件连接螺栓受拉性能试验及计算方法研究

对采用铸钢件连接钢框架梁柱节点中的螺栓受拉性能及相关计算方法进行研究。变换铸钢件水平肢、竖肢和肋板厚度对铸钢件螺栓连接进行受拉试验,研究铸钢件变形对螺栓内力的影响,获得螺栓内力与外荷载关系。试验结果表明：随铸钢件竖肢和肋板厚度的增加,螺栓内力减小,竖肢影响更显著。撬力的存在显著增大螺栓的内力,并且由于拉力的偏心,产生不可忽略的弯矩。采用ANSYS有限元分析软件进行扩大参数分析,对影响螺栓截面内力的因素进行研究,获得螺栓截面拉应力和弯曲应力变化规律,随着外荷载的增大,螺栓截面弯曲应力占总应力的比重不断增大。采用拟合方法提出适用于文中铸钢件形式的螺栓内力计算式。该式计算螺栓内力及应力与有限元分析结果吻合较好,应力相对误差小于10%,可用于此类连接受拉螺栓截面应力验算。     

机场装配式预应力混凝土道面冲击荷载研究与数值模拟

通过重型落锤式弯沉仪模拟飞机冲击荷载对道面的作用，测试了柔性过渡层预应力混凝土道面的板底应力和竖向位移。采用ABAQUS有限元软件建立了3D模型，以现场弯沉值和板底应力数据，校检了有限元模型拟合程度。并分析了不同冲击荷载、不同柔性过渡层厚度、不同冲击位置3个因素对柔性过渡层预应力道面板抗冲击荷载性能的影响。现场试验与数值模拟结果表明：柔性过渡层可提高预应力道面的抵抗冲击性能，提升道面板使用寿命。     

预制块道面在飞机荷载作用下的结构响应研究

基于"地基-预制块道面结构-飞机轮载"的相互作用.以苏-30飞机为例,并借助大型通用有限元ANSYS软件建立了单块水泥混凝土预制块道面的三维有限元分析模型.应用此模型,计算了单轮荷载在不同作用位置情况下预制块道面的应力和变形,揭示了道面结构的力学响应.即在单轮荷载作用下,预制块道面结构的最大应力位于轮载作用位置的板底部...     

盖被层结构参数对混凝土道面双层板的影响研究

针对直接式水泥道面双层板结构,运用有限元方法分析了盖被层厚度、盖被层弹性模量以及道面板分块尺寸这3个盖被层结构参数对水泥混凝土道面双层板荷载应力和道面弯沉的影响,得出的结论可为下一步进行水泥混凝土道面双层板设计提供理论参考。     

点支承幕墙玻璃面板尺寸设计与力学性能研究

考虑不同的玻璃板厚度、方形玻璃板边长、矩形玻璃板宽长比、开孔数量、孔心边距和孔径的影响,利用ANSYS软件对点支承幕墙玻璃板进行了计算研究。结果表明:玻璃板的厚度对其强度和刚度都有显著的影响;随着方形玻璃板边长的增大,板中最大拉应力和最大挠度都快速增大;随着矩形玻璃板宽长比的增大,板中最大拉应力和最大挠度都不断增大;六点支撑的玻璃板在相同条件下,板中最大拉应力和最大挠度都比四点支撑的玻璃板小很多;随着孔心边距的增大,玻璃板中最大拉应力和最大挠度均显著减小,但减小的速度会随着孔心边距的增大而放缓;孔边最大拉应力随着孔径的增大而显著减小,但板边中点最大拉应力和挠度以及板心的挠度的减小都十分有限。     

装配式钢箱梁桥面柔性铺装结构力学分析

该文选定钢箱梁柔性桥面铺装体系为研究对象,运用局部箱梁段分析法,以铺装层和钢桥面板作为整体,应用ANSYS软件,针对正交异形板、铺装层构建三维有限元模型,探讨了车轮荷载作用下钢桥面板界面、柔性铺装层的变形分布规律、应力状况等。研究发现,在轮载增加的同时,表面最大弯沉、横向拉应力等均随之而增大;铺装层中拉应力值较小,铺装层与钢板间剪应力较大;横向拉应力为柔性铺装中拉应力的主要控制指标;正交异性板的刚度突变位置处应力值往往达到最大。研究结果对钢桥面铺装设计和施工具有一定的指导作用。     

水泥混凝土路面加铺沥青罩面层力学响应分析

通过使用通用有限元软件ABAQUS,分别建立未加铺沥青层与加铺沥青层两种结构模型,分析在车轮荷载作用下的力学响应,研究加铺层对道面结构的影响,得出结论:加铺沥青罩面层前后路表最大弯沉均出现在车轮荷载作用位置处,层底最大水平拉应力均出现在车轴中点处;增加沥青层的厚度可以减小沥青层和水泥混凝土板底的拉应力。     

玄武岩纤维布加固木梁抗弯性能的试验研究与有限元分析

玄武岩纤维布是一种性能优异的新型复合材料。通过对12根矩形截面木梁的静力试验,进行玄武岩纤维布(BFRP)加固木梁抗弯性能的试验研究,分析对比梁与加固梁的承载力、挠度等结构性能指标。试验结果表明:在木梁受拉区粘贴玄武岩纤维布是提高木梁抗弯性能的有效方法。并应用ANSYS软件对BFRP布加固木梁的抗弯性能试验的全过程进行了数值模拟,得到加固木梁在竖向荷载作用下的荷载-位移曲线,应力-应变云图等。通过数值计算结果与试验结果的对比,验证了应用ANSYS程序对FRP加固木梁进行数值模拟的可行性。     

瞬态冲击荷载作用下刚性道面动态响应分析

以ABAQUS作为分析平台,通过对荷载模型、材料模型、接缝传荷模型等进行合理简化,建立了考虑传荷的双板实体有限元动态响应分析模型,适用于镐头机拆除工况下作用初始阶段刚性道面结构动态响应的模拟。冲击荷载作用下刚性道面变形的动态响应分析表明,竖向位移响应存在显著的叠加效应,在50个冲击荷载作用周期内竖向位移呈周期性历时变化规律;冲击荷载作用下应力的动态响应分析表明,各冲击荷载作用周期内的应力没有叠加效应,最大主拉应力历时分布与荷载加载频率基本一致;动态响应与静态响应对比分析表明,无论是刚性道面的变形响应还是应力响应,动态分析结果均小于静态分析结果。     

水泥混凝土加铺层的分缝机理研究

本文通过现场试验和冷冻试验,对不同结合类型双层道面的实际效果进行了观测,提出了部分结合式和隔离式双层道面的分缝要求.利用有限元理论编制了考虑结合面状况的双层道面有限元分析程序,并用室内试验和理论对比分析了程序的正确性.利用有限元程序分析了不对缝加铺层的荷载应力状态,提供了不对缝加铺层设计诺模图和计算方法.     

软土地区重载作用下预制临时车道板力学性能研究

软土地区预制临时车道板设计强度较低而承受重载作用时,车道板容易产生开裂、压碎等现象。为提高行车的安全性与舒适性,以上海市浦东新区某工地周围临时道路为工程背景,采用有限元数值模拟软件ABAQUS建立了预制车道板的三维精细化数值模型,研究了车道板的应力情况与变形特征。研究结果表明：在55 t重载车作用下,车道板中心点处沿横向最大拉、压应力均大于沿纵向最大拉、压应力;随着钢筋直径的增大,车道板的最大挠度、最大拉/压应力均减小;随着地基反力系数的增大,预制临时车道板的最大挠度减小,最大拉/压应力均增大;在最不利工况下,车道板的最大挠度、最大拉/压应力值均小于规范规定值,满足结构服役的基本要求。研究成果可为后续的预制临时车道板的设计提供参考作用。     

基于有限元的钢筋混凝土空心板受力性能分析

本文使用大型有限元软件ANSYS对钢筋混凝土圆管空心板进行非线性有限元数值模拟研究,得出空心板在设计荷载作用下应力分布规律及裂纹情况。通过非线性有限元方法分析研究现浇钢筋混凝土圆管空心板的基本力学性能,探索其合理的计算模式。     

板底脱空状态下橡胶水泥混凝土路面力学响应研究

为了研究板底脱空状态下橡胶水泥混凝土路面的力学行为特征,对5组分别考虑面层厚度、脱空面积、加载水平因素的橡胶水泥混凝土路面板进行了缩尺模型试验研究。在试验基础上,建立板底脱空状态下橡胶水泥混凝土路面结构三维有限元模型,对路面结构在行车荷载作用下的力学行为进行仿真研究,系统分析橡胶水泥混凝土用于路面时影响其最大拉应力与最大竖向位移的主要因素。结果表明：脱空面积对橡胶水泥混凝土路面面层的最大拉应力与最大竖向位移影响显著;增大面层或基层厚度能够有效降低路面面层的最大拉应力与最大竖向位移,其中增大面层厚度的效果更明显。     

考虑接缝影响的机场刚性道面的有限元分析

以Marc有限元软件为工具,对道面面层和接缝用板单元进行模拟,考虑面层和基层之间的界面接触,建立了基于＂地基—道面结构—飞机轮载＂的相互作用的足尺9块板水泥混凝土道面三维有限元模型,应用该模型,计算了飞机当量单轮荷载作用下刚性道面结构的力学响应,得出道面各结构层模量对板底应力的关系。     

移动非均布荷载作用下的沥青路面动力响应分析

为更准确地模拟沥青路面实际的受力状态,基于弹性层状理论,论文借助大型有限元分析软件ANSYS建立了沥青路面三维有限元黏弹性模型。通过对模型施加非均布垂直和切向摩擦作用,分析了车辆在匀速行驶的状况下,沥青路面在不同载重车辆荷载的动力响应。结果表明,最大正向纵向拉应力位于基层层底,最大负向纵向压应力位于沥青面层。最大拉应力为0.017MPa,远小于容许拉应力0.081MPa,超载并不是造成路面损坏的唯一因素。     

斜拉桥锚拉板足尺模型疲劳试验

为研究斜拉桥钢主梁与锚拉板采用对接焊形成的“上”字形索梁锚固结构的疲劳性能,进行了锚拉板足尺模型疲劳试验。通过全桥有限元分析确定了疲劳试验的模型设计;综合对比多种疲劳荷载计算方法,确定了试验的疲劳荷载;考虑平均应力对疲劳荷载的影响,确定了疲劳荷载的最大、最小峰值。结果表明:足尺模型历经300万次疲劳加载后,各部位均未发现疲劳裂纹,应力测试结果与有限元分析值吻合良好;“上”字形索梁锚固结构的疲劳性能满足工程要求。