混凝土圆柱壳声辐射数值模拟

本文采用ANSYS有限元软件建立混凝土封闭圆柱壳的声-固耦合分析模型,对封闭类混凝土壳体结构的低频噪声辐射进行模拟分析。在此基础上对封闭类混凝土壳体结构进行改良,在不影响结构承载力的前提下,在适当位置上开孔,使结构形状发生微小改变。经分析发现,该方式可有效改变此类结构的噪声频谱范围,有利于进行减噪降噪措施的设置,提高降噪效果。     

组合壳体样条有限元分析的罚单元法

利用罚函数的原理，推导出处理任意约束条件的罚单元刚度公式，在此基础上利用罚函数插值，给出了组合壳体在整体坐标下的协调关系，与惯用方法相比，这种方法直观性强，易于在计算机上实现，并能扩大结构分析程序的处理能力。     

预应力锚垫板结构优化设计

预应力混凝土结构应用范围的扩大对锚下混凝土结构的安全性提出了更高的要求.根据南水北调中线干线工程预应力设计中对于锚垫板的锚具要求,对OVM锚固体系中YM-M15E-12D进行优化改进分析,提出优化设计思路,确立新型锚垫板M15CJ-12D的结构形式,对新结构进行ANSYS分析,并与原结构进行有限元对比分析,且通过荷载传递试验测试构件的性能及检验其安全性,对比分析锚下混凝土结构试验应变值跟模拟应变值,验证模拟的各项参数符合实际工况,最终得到更为安全、先进、经济的锚下混凝土结构体系.     

混凝土屋面太阳辐射温度场模拟研究

研究了混凝土屋面结构体系的时变温度效应问题。首先基于天文物理学原理建立了屋面结构体系的太阳辐射模型,并在模型中考虑了周边建筑的遮蔽效应。然后建立了混凝土屋面结构体系在太阳辐射作用下的时变温度效应分析方法。在此基础上,以中国南方某多层钢筋混凝土结构屋面为工程背景,研究了结构的时变温度效应特点和规律并与实测结果进行了对比。结果表明,采用文中方法可以准确地模拟结构体系的时变温度场和时变温度梯度。     

基于导热传递函数的球壳体动态导热特性研究

为分析球壳体导热系统的动态导热特性，推导了其导热传递函数的表达式.通过建立球壳体导热系统在球面坐标下的一维物理模型，用拉普拉斯变换法求解了描述其非稳态导热过程的微分方程，并推导出了球壳体的导热传递函数.在不同的边界条件下对球壳体导热传递函数的具体表达式进行了讨论.通过导热传递函数求得了一个具体球壳体系统温度输出与温度激励的振幅比和相位差的表达式，并由此分析了该系统振幅比和相位差随半径以及温度激励频率的变化规律.计算结果表明，利用导热传递函数可以全面表征球壳体的动态导热特性，并为此类导热问题及其反问题的分析和求解提供了新的思路     

GFRP管增强混凝土结构的轴压强度临界值

为完善和发展FRP管增强混凝土结构的设计与计算理论，在确定组合结构轴心受压时所经历的3个典型工作阶段后，运用经典层合板理论和组分材料相互约束条件，归纳出弹塑性阶段终点时约束管和核心混凝土的轴向应力预测方程．在壳体与核心柱体界面无黏接力的情况下，用合成法得到GFRP管增强混凝土柱轴心受压状态下的强度临界值，从而可以预测任意组合下该种结构的工作强度．分析了各性能参数对GFRP管混凝土结构轴心受压强度设计指标的影响，结果表明，纤维缠绕角与组合结构的强度临界值之间呈非线性变化状态，且在不同的缠绕角范围内，强度临界值呈现出不同的变化趋势．而含量比与强度临界值之间存在近似线性关系，且成正比．     

应用曲壳单元求解壳体开孔问题

本文应用正交曲线坐标中的曲壳单元求解了几种壳体的开孔问题,这种单元能较好地模拟壳体和孔口的几何形状,对自由边可以提三个边界条件,从而更切合实际。数值例题表明,与其它方法的结果符合良好。同时文中还给出了圆环壳单元的有关公式。     

框架组合梁柱节点的非线性有限元分析

应用有限元分析软件ABAQUS,对钢管混凝土柱-钢混凝土组合梁框架节点的性能进行了非线性有限元分析研究.钢管和型钢梁采用了实体单元和壳体单元两种单元模拟,组合梁的混凝土翼板和钢管混凝土柱中的核心混凝土采用了实体单元模拟,钢筋则采用了桁架单元模拟.同时制作了节点模型进行试验研究,利用试验结果对有限元分析进行了校核.分析表明,组合节点的极限弯矩承载力有限元分析结果低于试验结果,最大偏差为11%,对于评估节点极限弯矩承载力的结果是偏于保守的;在梁端荷载作用下,组合梁柱之间存在着相对转动,有半刚性特性;在组合节点刚度影响因素的几何参数中,钢梁的截面高度、混凝土翼板的等效宽度和厚度影响相对较大.     

大体积混凝土裂缝控制的应力计算与分析

阐述了大体积混凝土基础可能出现裂缝的机理及其影响因素，对温度应力进行了计算，分析，模拟结构混凝土实测温度下强度抗拉强度，从而论证其质量的可靠性。     

冰箱压缩机壳体噪声辐射数值分析

为了降低冰箱压缩机的噪声，并进一步优化壳体的声学特性，利用数值模拟方法，对壳体的振动特性和噪声辐射的影响因素进行了研究.在壳体模态分析的基础上，分析了泵体支撑方式、壳体形状、厚度和阻尼等不同壳体参数对壳体噪声辐射的影响，结果表明，泵体与壳体采用底部支撑方式联接、上壳体采用大的圆角半径、增大壳体壁厚、增大阻尼等均能降低壳体的噪声辐射.运用流固耦合有限元方法，计算了在不同润滑油量下壳体的耦合模态，以及壳体在单点激励下的远场辐射，结果表明，第5阶和第10阶固有频率随着油面高度的增加呈下降趋势；壳体在1 000～2 000 Hz的噪声辐射其峰值随着油面高度的升高逐渐增大，并逐渐向高频移动，实验结果与理论分析相一致.     

层合板在低速冲击载荷作用下本构方程的研究

纤维增强复合材料层合板的冲击响应是一个兼有几何非线性、材料非线性、接触非线性的复杂过程。本文采用连续介质力学,对层合板的运动、变形进行描述,给出了冲击系统的有限元列式。在此基础上,通过建立壳局部坐标系与参考坐标系之间的转换矩阵,导出有限应变低阶壳单元在显式分析中的应力更新方法,为进一步研究复合材料的动态力学行为提供一个新思路。     

在三维结构分析问题中合适的离散-连续有限元法（续）

对结构分析中的离散-连续有限元法（DCFEM）进行了研究。给出了该方法的运算及变分公式。对于在一个方向物理及几何参数为常量的结构,其离散-连续设计模型是建立在所谓的离散-连续有限元的基础上的。研究了单元坐标的建立、结点未知量的近似表达及单元结点荷载矢量的建立问题。单元的微分方程组是借助于离散-连续有限元特殊广义的块结构刚度矩阵来建立的。建立了局部坐标中的微分关系,形成了常微分方程组多点边值问题的提法,也给出了结构分析中多点边值问题的解析方法。这一方法的主要特点包括其普适性、算法的计算机适应性、计算的稳定性、最终方程组的条件优化特性、系数矩阵的部分Jordan分解特性、计算根矢量必要性的解除。给出了在离散-连续有限元法框架内具有单向约束的结构分析中特殊的迭代法。     

在三维结构分析问题中合适的离散一连续有限元法(续)

对结构分析中的离散-连续有限元法(DCFEM)进行了研究.给出了该方法的运算及变分公式.对于在一个方向物理及几何参数为常量的结构,其离散一连续设计模型是建立在所谓的离散一连续有限元的基础上的.研究了单元坐标的建立、结点未知量的近似表达及单元结点荷载矢量的建立问题.单元的微分方程组是借助于离散-连续有限元特殊广义的块结构刚度矩阵来建立的.建立了局部坐标中的微分关系,形成了常微分方程组多点边值问题的提法,也给出了结构分析中多点边值问题的解析方法.这一方法的主要特点包括其普适性、算法的计算机适应性、计算的稳定性、最终方程组的条件优化特性、系数矩阵的部分Jordan分解特性、计算根矢量必要性的解除.给出了在离散-连续有限元法框架内具有单向约束的结构分析中特殊的迭代法.     

奇异值分解技术在加权残数法中应用

本文试图将奇异值分解技术(SVD—Singular Value Decomposition)引入计算结构力学的加权残数法中。利用最小二乘配点法得到连续体的残数方程后,本文采用了SVD技术求出这些方程的最小二乘解。文中还给出了在微机上用SVD技术求解薄板弯曲最小二乘解的若干算例。计算结果表明,它具有计算精度高,结果稳定,取点少,点的布局限制小等优点。     

扁壳状空间杆系结构内力分析及程序设计

本文介绍了一种分析扁壳状空间杯系结构在轴对称荷载作用下的计算程序──ＳＳＣＰ。根据计算结构力学的基本理论，对程序编制的基本原理及公式作了阐述。文中给出数值算例，计算结果表明，该程序具有一定的实用性、可靠性，并能满足实际工程计算精度要求。     

新型九节点协同转动四边形弹塑性壳单元

为求解板壳结构的弹塑性大变形问题,发展了一种新型九节点协同转动四边形壳单元.与现有的其他协同转动壳单元相比,由于在单元中采用了增量可直接累加的矢量型转动变量,大大降低了非线性增量求解过程中更新转动变量的难度,且在整体与局部坐标系下能得到对称的单元切线刚度矩阵,单元的计算效率得到明显提高.在单元公式中,引入了von Mises材料屈服准则,采用向后欧拉迭代法进行材料本构关系的隐式积分,并选用一致材料模量矩阵.为减轻闭锁现象的不利影响,单元中还引入了假定应变法.通过2个典型算例,证明了这种新型九节点协同转动四边形壳单元在求解板壳结构弹塑性大变形问题时的计算精度和收敛性是令人满意的.     

空气中纵向加肋混凝土圆柱壳的结构噪声辐射分析

城市高架轨道箱形梁产生以低频噪声为主的结构噪声对周边建筑物的安全、精密仪器的正常使用、沿线居民的日常生活等均造成了很大的影响。为探求轨道箱形梁结构噪声产生的机理,研究了空气中无限长纵向加肋混凝土圆柱壳。考虑流固耦合作用,利用波数域法和传递矩阵法研究了耦合系统的声辐射特性,并分析了观察点位置、外激励幅值、结构阻尼、纵向肋骨数量等参数变化的影响规律。结果表明：增加纵向肋骨的数量,可以有效降低混凝土圆柱壳的振动和结构噪声。可为实际工程中管道结构的减振降噪研究和轨道箱形梁结构噪声的理论研究提供基础。     

钢筋混凝土箱形梁极限承载力的计算

针对钢筋混凝土箱形梁极限承载力的计算问题，提出采用三维实体退化虚拟层合单元的分析方法.考虑结构的几何非线性和材料非线性，利用该类单元编制了钢筋混凝土结构极限承载力的计算程序，并将其应用于钢筋混凝土箱形梁极限承载力的分析.计算中，混凝土本构关系采用多轴强化塑性模型在应变空间中构建的三维本构关系；混凝土开裂采用正交分布裂缝模型模拟；钢筋按实际情况模拟，并考虑为理想弹塑性材料.通过分析，计算结果与试验结果能很好吻合，表明了计算理论及其程序的有效性和正确性.由于该方法能克服壳体单元或梁段单元法的缺陷，在计算钢筋混凝土箱形梁极限承载力方面非常有优势.     

混凝土断裂问题研究的层次方法

把对混凝土断裂问题的研究分为宏观、细观、微观和纳观 4个层次 ,综述了不同层次的研究方法及适用对象 .最后指出 :混凝土细观层次的研究已成为 2 1世纪混凝土断裂问题研究的热门课题 ,并由此诞生了跨混凝土材料科学、计算力学和计算机图形学的新兴学科———混凝土计算材料科学     

在三维结构分析问题中合适的离散-连续有限元法

对结构分析中的离散-连续有限元法（DcFEM）进行了研究。给出了该方法的运算及变分公式。对于在一个方向物理及几何参数为常量的结构,其离散一连续设计模型是建立在所谓的离散一连续有限元的基础上的。研究了单元坐标的建立、结点未知量的近似表达及单元结点荷载矢量的建立问题。单元的微分方程组是借助于离散一连续有限元特殊广义的块结构刚度矩阵来建立的。建立了局部坐标中的微分关系,形成了常微分方程组多点边值问题的提法,也给出了结构分析中多点边值问题的解析方法。这一方法的主要特点包括其普适性、算法的计算机适应性、计算的稳定性、最终方程组的条件优化特性、系数矩阵的部分Jordan分解特性、计算根矢量必要性的解除。给出了在离散一连续有限元法框架内具有单向约束的结构分析中特殊的迭代法。