基于ANSYS的混凝土箱梁日照温度应力数值分析

为了更准确地计算混凝土箱梁的日照温度应力,根据气象学和传热学的有关理论,综合考虑太阳辐射、混凝土同周围环境的辐射换热以及混凝土同空气对流换热对温度场和温度应力的影响,采用通用有限元软件ANSYS的参数化设计语言APDL及其热瞬态分析和热—结构耦合求解技术,实现了任意时刻箱梁结构温度应力场的仿真。以某箱梁截面为例,计算和分析了其温度场和温度应力,说明了计算程序的适用性。     

平面刚架结构内力图形软件系统的完善

我们研制的平面刚架结构内力图形软件系统已应用于计算机辅助教学中，并获得了良好的效果。该系统有如下几方面的功能：（１）输入和编辑用于平面刚架结构分析的原始数据文件；（２）分析，计算该结构的内力；（３）同时显示出结构的轴力图，剪力图，弯矩图及平面刚架结构在荷载作用下的结构图；（４）在屏幕上及时查阅指定截面的轴力，剪力，弯矩值。本文介绍了我们对该软件系统的一些功能的改进和完善：（１）计算容量的扩大；（２     

红外系统温度补偿结构的研究

为了减少光学系统因热变形而产生离轴性误差对系统的影响而提出一种简单有效热补偿的方法.通过对一粗跟踪红外系统进行实体建模,并利用有限元分析软件对模型进行温度分析,得到因为CCD发热而产生的线性温度场,得到系统各个部件最高温度和最低温度.将得到的温度场加载到结构分析中,获得光学系统各个部分的热变形量.结果表明:尽管在温度场的作用下,光学系统壳体的热变形量在z轴方向的最大正位移达到0.000116m最大负位移达到-0.000104m,透镜镜座和变倍镜座固定镜片位置附近单元体在Z轴方向的位移没有超过0.000020 m.通过光学元件的支撑件本身的热膨胀有效的补偿了壳体的热漂移,数据表明热补偿方式是可以用于实际工作的有效的方法.     

HEMT微加速度计的结构优化设计

为满足HEMT微加速度计的高结构灵敏度和输出灵敏度的要求,对微加速度计的弹性结构进行了优化设计,得到一种全新的微加速度计折梁结构.利用ANSYS有限元分析软件对加速度计原结构和新结构进行仿真,通过计算和分析比较,结果表明:优化后加速度计结构合理,满足设计目标,新结构的结构灵敏度提高了1个数量级,输出灵敏度比之前增大了3倍.     

型钢活性粉末混凝土柱耐火极限数值分析

为研究型钢活性粉末混凝土(steel-reinforced reactive powder concrete, SRRPC)柱的耐火性能,采用有限元分析软件Abaqus对不同截面尺寸、偏心距、配箍率、轴压比的SRRPC柱进行数值模拟分析,探究其在温度分布、轴向位移和耐火极限等方面的变化规律。结果表明：在高温作用下,SRRPC柱温度场呈辐射状分布;构件的轴向位移前期增长缓慢,后期增长速度加快;随着截面尺寸和配箍率的增大,构件耐火极限增加,随着偏心距和轴压比的增大,构件耐火极限降低,且截面尺寸、偏心距和轴压比对耐火极限的影响明显大于配箍率。基于参数分析结果,通过回归分析给出SRRPC柱的耐火极限公式,为SRRPC结构的工程应用提供参考。     

复杂结构数值模拟的精细分析

针对用户对模型数值模拟要求越来越高的问题,对于用户关心的区域(局部复杂结构区域),采取足够细的网格来得到满意的结果,对于这些区域之外的部分,则采取密度适中的网格来处理. 以连杆螺栓啮合区域的精细分析为例,结合ANSYS子模型技术的功能特点,进行复杂结构数值模拟的精细分析. 结果表明该技术为复杂结构中重点关注区域的应力精确分析提供1种有效方法.     

基于MATLAB的电磁场数值分析

使用计算机进行电磁场数值分析已成为电磁场的工程开发、科研和教学的重要手段。编程实现从电磁场微分方程到有限元求解全过程需要很好的理论基础和编程技巧,难度较高。该文介绍了电磁场数值分析的基本理论并通过两个实例介绍了使用MATLABPDE工具箱实现电磁场偏微分方程的有限元解法。实验结果表明这一方法具有操作简单明了,运算速度快,计算误差可控制等优点。     

管道漏磁检测的二维数值模拟研究

在管道漏磁检测中,缺陷的定量识别一直是个难题,运用有限元分析的方法,建立了漏磁场的数学模型,然后采用有限元分析软件ANSYS建立了漏磁检测装置分析的模型,并进行了二维静态情况的仿真,获得了不同缺陷所产生的漏磁信号,并把这些结果和实验结果进行了比较分析;从这些结果中可以得出了缺陷的特征与其所产生的漏磁信号的特征之间的对应关系,采用仿真的方法来研究漏磁信号的定量识别问题并取得较好的识别效果。     

造桥机结构的有限元仿真分析

为了研究造桥机的静力学性能,利用ANSYS 有限元软件对造桥机进行有 限元分析,并对造桥机进行静力学试验。首先介绍了造桥机的整体结构和工作原理,然后 建立造桥机的有限元模型,接下来对造桥机的移机就位、制梁前、制梁和调移下导梁等具 有代表性的工况进行静力学性能仿真分析,并对分析结果进行详细的论述。最后,对造桥 机进行一系列静力学性能试验,结果表明：利用ANSYS 对造桥机进行的静力学性能分析结 果与试验结果较为吻合,对造桥机的设计和生产具有积极的指导意义。     

基于ANSYS的某航空零件的有限元分析

某航空零件为环型薄壁结构,在较大铣削力和夹紧力的作用下,容易发生弹性变形。结合工厂工况,采用有限元分析方法,利用经验公式计算出铣削力和夹紧力的大小并运用ANSYS软件,定量分析出工件弹性变形对加工精度的影响。同时为后续分析影响航空零件加工精度的主要因素提供理论依据。     

轮辐式力传感器结构优化分析

结构上影响轮辐式力传感器精度的主要原因有正负应变值不等产生的非线性、接触面摩擦力变化产生的滞后及重复性误差,分析了产生这些误差的原因,提出了通过改变轮缘上下部刚度比能使正负应变值相等,通过增加轮缘刚度、减小支承面积能降低接触面摩擦力的变化.     

材料非线性对钢筋混凝土高墩稳定性的影响

由于采用传统的以弹性理论为基础的设计计算方法求算高墩的内力和变形会引起较大偏差,因此考虑箍筋对核芯混凝土强度的提高作用,使用ANSYS软件分析高墩的稳定性.选用MAN-DER本构模型模拟约束混凝土的应力-应变关系,对墩高、约束指标及混凝土强度3个敏感参数进行分析,得出非线性钢筋混凝土本构关系对高墩承载力的影响规律.结果表明,考虑箍筋对混凝土的约束作用后,高墩的承载力最大可提高约50%.     

碳化混凝土框架结构抗震性能数值仿真

为研究碳化后混凝土结构的抗震性能,根据已有研究总结得到的碳化混凝土本构关系,运用计算机仿真技术和面向对象的编程方式,编制Windows操作系统下具有图形界面的计算程序.针对剪切型框架,提出以层模型为计算模型的地震反应计算方法并编程实现,同时以具体算例初步探讨碳化对剪切型框架抗震性能的影响.数值分析表明:对于小震,在受到对刚度较大结构不利的地震波作用下,碳化对混凝土结构地震反应不利;对于大震,碳化对结构反应时程曲线的影响较小,但碳化可能引起结构极限变形能力降低,产生不利影响.     

Probabilistic analysis of reinforced concrete columns

The subject of this work is the probabilistic finite element analysis of reinforced concrete columns. Concrete properties are represented as homogeneous Gaussian random fields. The yield stress and position of steel reinforcement, dimensions of the column cross-section and axial load are considered as random variables. The Monte Carlo method is employed to obtain expected values and standard deviations of the rupture load. The partial safety factors method is used for columns design and structural safety is evaluated by means of the reliability index, which is obtained through simulations. The effects of main parameters on the reliability index are investigated. It is shown that the correlation length of random fields for concrete properties may have a significant effect on reliability. Therefore, simplified procedures, which do not consider spatial variations of concrete properties are inappropriate for safety analysis.     

高速列车车厢结构声-振耦合响应数值分析

为研究高速列车运行时结构表面产生的强声压对乘坐环境和结构破坏的影响,针对某型高速列车建立车厢声-振耦合有限元模型,研究车厢的结构模态、室内声场模态及结构-声场耦合系统模态;针对其所处特殊动态环境,计算耦合系统谐响应,考察其振动特点及室内噪声分布情况.计算结果表明,车厢结构低阶模态显示出良好的整体性,在较高频段内以局部模...     

Hybrid method of limit equilibrium and finite element internal force for analysis of arch dam stability against sliding

A hybrid method of limit equilibrium and finite element internal force for analysis of arch dam stability against sliding is presented.The finite element internal force method(FEIFM) is used to provide more accurate thrust forces acting on the faces of a slip body,and the limit equilibrium method(LEM) is employed to evaluate the factor of safety of the slip body.The method presented can deal with a slip body with large amount of geometrically complex slip faces.In addition,compared with the traditional LEM,...     

拉伸载荷下钢芯铝绞线的力学特性仿真分析

为了研究钢芯铝绞线(ACSR)结构参数对其在拉伸载荷下力学特性的影响,基于 ANSYS 参数化设计语言(APDL)建立了 ACSR 参数化有限元模型。以 TACSR/AS-410/70 ACSR 为研究对象,基于数值仿真结果研究了该导线股丝应力分布和分层应力应变随拉伸载荷的变化 规律,通过拉伸实验验证了有限元模型的准确性;并基于上述模型数值模拟了不同节径比和铝 钢比下绞线在拉伸载荷下的力学响应。数值仿真结果表明,随铝钢比增加,ACSR 不同层间最 大等效应力随载荷增加而增加的趋势变小,绞线的最大应力值较低,股丝间应力分布更平均; 而 ACSR 节径比越小,绞制越紧密,其不同层股丝应力也越大。研究结果可为 ACSR 的结构设 计、线夹选型及优化设计等提供重要依据。     

Damage analysis and numerical simulation for failure process of a reinforced concrete arch structure

This work focuses on the implementation of damage mechanics model to explain and understand failure mechanisms of the concrete structures. A tensorial damage theory and an isotropic application to the arch ribs of a real bridge are presented. Two reinforced concrete arch ribs of a 28 year old bridge has been removed from the field to the laboratory. They were loaded up to failure in order to study the remaining strength of the structure. The damage model involves three independent parameters for simulating the damage behaviors of the concrete material. The damage theory—additional load—finite element method is developed to simulate numerically the failure process of the RC structures based on the proposed damage model. The predicted displacements, strains and failure mode of the RC arch are good agreement with the experimental results. The values of the three material parameters that describe the damage characteristics of concrete were obtained. The numerical calculations revealed the interested behaviors of concrete in a damaging process. The proposed damage model can be used effectively to describe the damage and fracture behaviors of concrete.     

Numerical simulation and experimental study on electrothermal properties of carbon/glass fiber hybrid textile reinforced concrete

Carbon/glass fiber hybrid textile reinforced concrete is a relatively new composite material with good mechanical capacity and excellent electrical conductivity.Both small-scale slab heating experiments and numerical simulation are presented in this paper.Temperature variation curves obtained during heating indicate the effects of environmental temperature,heat-conducting layer thickness and electric heating power.Comparison of temperature rising between the situations with and without thermal isolation lay...     

复杂大跨空间钢结构非线性有限元稳定分析

由于工程应用中空间钢结构跨度增大导致结构整体失稳问题越来越突出,且现有规范缺少专门的大跨空间钢结构设计方法,因此,针对大跨空间钢结构设计中需要对具体结构进行非线性有限元整体稳定分析来保证结构安全性的问题,简单介绍大跨钢结构稳定分析的概念,对某具体工程实例的大跨钢结构屋盖进行完善结构和带缺陷结构的大位移弹性整体稳定和弹塑性稳定分析.通过比较数值仿真结果,总结此类大跨空间钢结构的整体稳定特点,为类似工程的设计提供有价值的参考资料.