塔脚板底板接触应力非线性分布及弯曲应力表达式

基于我国输电铁塔基础结构中四地脚螺栓塔脚板的相关设计规范，以及对四地脚螺栓塔脚板的有限元数值模拟，分析四地脚螺栓塔脚板与混凝土基础考虑非线性接触时，不同厚宽比下的应力场变化。利用非线性接触理论推导，得出塔脚板底板最大弯矩表达式；再结合有限元仿真结果，得出不同厚宽比下的应力计算表达式以及底板最小厚度表达式。根据相关设计规范设计其他规格实体塔脚板模型，开展有限元仿真塔脚板仿真校核。校核结果表明：所设计的塔脚板应力场分布情况与理论计算结果吻合较好，验证了四地脚螺栓塔脚板与基础接触的应力表达式具有适用性，能够通用于不同尺寸规格的塔脚板。     

塔脚板劲板尺寸对底板传递力分配比的影响

现行塔脚板底板厚度规范表达式中没有包含劲板尺寸变化的效应,但塔脚板劲板的尺寸变化对底板力传递和力分配有较大影响。通过有限元数值仿真,寻找塔脚板劲板的长度、厚度、高度与底板地脚螺栓拉力向靴板和向劲板传递力的分配比,给出底板和靴板连接处最大弯矩随劲板尺寸变化的规律。对有限元数值仿真计算结果作无量纲化和回归处理,推导出包含塔脚板劲板尺寸效应的底板厚度设计表达式,该表达式的形式是在现行规范表达式前乘以包含劲板尺寸效应的函数。考虑劲板尺寸效应的底板厚度设计表达式与本文的试验结果相吻合,对工程中塔脚板的设计和应用具有指导意义。     

单角钢八地脚螺栓的受力分析及其塔脚板厚度设计

基于对单角钢八地脚螺栓塔脚板的数值仿真计算,分析了塔脚板的受力状态及传力机制,给出了塔脚板厚度的设计表达式。根据计算表达式设计了相应的实体塔脚板模型,并在室内开展了真型试验,真型试验结果表明所设计的塔脚板底板满足承载力要求,数值仿真计算结果与试验结果吻合较好,验证了塔脚板厚度计算表达式的合理性。相较于现行规范设计的塔脚板厚度,由本文提出的表达式而设计的塔脚板厚度能够降低约33%。     

塔脚板结构强度与底板接触应力分析

采用里兹法和有限元法以及试验测量对塔脚板进行分析,发现角钢与靴板间的每个连接螺栓的载荷分配并不相同,两端螺栓承受的载荷较大,中间螺栓承受载荷较小;还发现塔脚板底板与基础间的接触应力分布不均匀,离靴板近的底板接触应力大很多,而离靴板远的底板接触应力小。基于里兹法和有限元计算,推导出考虑接触应力非均匀分布的底板弯曲应力解析解和底板厚度的解析解。结果表明:塔脚板有限元计算出的结果与理论推导出的结果相接近,因此该解析解可作为有塔脚板底板厚度设计的依据。     

轴对称变厚度圆板反对称弯曲的传递矩阵法

提出了轴对称变厚度圆板反对称弯曲的传递矩阵法。首先,沿环向把圆板离散成一系列圆板和环板单元,圆板和环板单元均按等厚度板处理。由常微分方程求解方法,给出圆板和环板单元的挠度、径向转角、径向弯矩和径向剪力的解析解。其次,基于这一解析解,导出环板单元挠度、径向转角、径向弯矩和径向剪力的传递矩阵和变厚度圆板的总体传递矩阵。这一方法的明显优点是:无论划分多少个单元,总体传递矩阵的阶数始终保持5阶,计算简便,节省内存。最后,通过与有限单元法比较,证实了该传递矩阵方法的有效性。对于指数型变厚度圆板,讨论了指数对圆板最大挠度、最大径向弯矩和最小径向弯矩的影响。     

等截面塔设备风弯矩的积分求法

由于风压高度变化系数和风压脉动系数沿塔高连续变化，因此，可利用积分求解方法得出等截面塔设备风弯矩计算公式。该公式便于计算机编程，简化了塔设备的强度设计，并且能够验证传统计算方法的结果。     

润扬长江大桥框架式墩塔地震模拟形态分析

使用有限元分析软件ADINA,对润扬长江大桥多层框架式墩塔进行了非线性地震反应分析,地震作用下大跨度悬索桥横向性能和桥塔位移形态表明,悬索桥框架式桥塔的振动形态遵循一定的规律,桥塔的横向最大位移发生在塔顶,桥塔的最大弯矩发生在塔底,桥塔梁柱连接处产生弯矩极大值,桥塔的塔底和桥塔梁柱连接处将是桥塔的塑性铰潜在发展区。     

220kV干字型转角塔静力极限覆冰厚度研究

本文以某电力设计院设计的220KV干字型转角塔为工程背景,利用ANSYS软件建立铁塔的有限元分析模型,并对该塔进行特征屈曲和非线性屈曲分析,得到不同覆冰厚度下塔的位移以及各杆件的受力情况,为转角塔的设计提供参考.     

220kV干字型转角塔静力极限覆冰厚度研究

本文以某电力设计院设计的220KV干字型转角塔为工程背景，利用ANSYS软件建立铁塔的有限元分析模型，并对该塔进行特征屈曲和非线性屈曲分析，得到不同覆冰厚度下塔的位移以及各杆件的受力情况，为转角塔的设计提供参考。     

宽幅矮塔斜拉桥最大悬臂阶段主梁受力分析

矮塔斜拉桥主梁不仅受轴向压力,还要承担相当部分的弯矩和剪力,所以其受力复杂,空间应力的不均匀现象十分严重。并且随着箱梁的宽度的增大剪力滞效应更加严重,施工过程中主梁截面剪力滞对结构的影响较成桥以后更大。本文以在建的江肇高速公路西江特大桥为研究背景,采用有限元理论,建立了拉索锚固区梁段空间有限元模型,分析最大悬臂施工阶段的主梁空间受力状态。分析结果表明该桥设置后浇段的施工方法在最大悬臂施工阶段主梁的受力状态合理,对同类桥型的设计和施工具有一定的参考意义。     

薄壁高塔塔壁对塔内横梁的约束作用研究

电力工程中的脱硫吸收塔属于薄壁高塔结构,工艺要求在塔内设置一些横梁来支承专用设备.塔壁不仅对横梁提供竖向支承.还对梁端有一定的转动约束.提出约束弯矩系数β来衡量塔壁对梁转动约束作用的大小.通过大量非线性有限元计算分析,研究了荷载值大小、塔体壁板厚度、塔体半径、梁截面高度、梁截面惯性矩、塔体与横梁环向接触边长以及环向加劲肋对β值的影响.研究表明,薄壁高塔塔壁对塔内横梁端部的转动约束作用是不容忽略的.提出了计算β值的拟合公式和塔壁对内横梁约束弯矩的计算方法.     

考虑剪切变形时深梁弯曲问题的初参数法

提出了考虑剪切变形时深梁弯曲问题的初参数法。给出了各种边界条件下梁挠度、转角、弯矩和剪刀的解析表达式,计算简单,易于应用。计算结果表明本文解与弹性力学解和有限元解良好吻合。     

水平受荷长桩弹塑性解析计算

针对目前水平受荷桩计算中考虑土体非线性本构关系后,导致计算复杂或参数难以获取而不易于工程应用的问题,基于线弹性地基m法和桩侧土体简化的弹塑性本构关系,给出水平受荷半无限长桩控制方程的基本解,推导不同工况下桩身最大挠度和最大弯矩与荷载关系的统一的量纲一的解析表达式,编制简单的数学程序可以方便地计算最大挠度和最大弯矩.对复杂的解析解进行简化,计算表明,简化的计算式与解析解计算结果吻合很好,最大误差小于1%,借助计算器可以进行相关计算,大大方便了工程的计算应用.     

ANSYS在双曲线型冷却塔分析中的应用

应用ANSYS有限元分析软件对火力发电厂双曲线型冷却塔进行结构分析,主要探讨了在自重、温度和风荷载作用下,双曲线型冷却塔塔筒的位移、应力和内力分布规律.简单介绍了荷载的施加方法并建立了有限元模型,并对自重、温度和风荷载3种工况塔筒的受力特点进行了研究.结果表明:风荷载工况塔筒的喉部位移最大;自重工况塔筒的薄膜力大,且同一位置的子午向薄膜力大于环向薄膜力;温度工况塔筒的弯矩大,且在塔筒的中段弯矩恒定;风荷载工况塔筒同一位置的子午向薄膜力大于环向薄膜力,环向弯矩大于子午向弯矩.分析结果可为双曲线型冷却塔的结构设计提供参考依据.     

填料塔内化学吸收的数学模型——Ⅰ.稳态非瞬时拟一级不可逆反应的吸收

导出了连续操怍填料塔内发生的非瞬时拟一级不可逆反应吸收的理论模型,给出了数学模型的解析解,提供了填料塔高度和液体混合系数的求法。     

车道荷载作用下的矮塔斜拉桥的索梁活载比

针对矮塔斜拉桥的受力特点,现有的界定矮塔斜拉桥与斜拉桥索梁活载比简化公式存在缺陷。采用比拟梁法,推导出车道荷载作用下的索梁活载比计算公式。比较了该公式与已有简化公式和有限元计算结果,结果表明,该公式与有限元解更为逼近。研究表明,在计算矮塔斜拉桥的索梁活载比时要计入车道荷载中的集中荷载的影响,并提出权矩阵可界定矮塔斜拉桥、斜拉桥及连续体系梁桥。     

基于状态空间法的含裂缝水泥路面结构分析

为了通过解析方法求解含裂缝连续配筋混凝土路面（CRCP）的内力与变形,基于状态空间法和Euler-Bernoulli梁理论,引入能揭示刚度弱化的接头模型来模拟裂缝,建立综合考虑土体竖向抗力、裂缝处的抗剪切力和抵抗弯矩的三弹簧单层直梁模型,通过MATLAB编程求得了含裂缝路面结构在竖向荷载作用下变形和内力的解析解,并与已有文献和有限元的结果对比,验证了解析结果。探讨了裂缝间距、荷载大小和面层厚度等参数对路面结构变形响应的影响,其结果也表明了本文解析方法的正确性。     

集中荷载作用下跨中布置侧向支承简支钢梁的临界弯矩分析

基于板 - 梁理论,运用双变量的总势能方程,采用无穷项的三角级数来表达精确模态函数,建立集中荷载作用下跨中布置侧向支承工字形简支梁弯扭屈曲的无量纲总势能方程。依据能量变分法,获得简支梁弯扭屈曲的无量纲的临界弯矩方程解析解,并利用 ANSYS 有限元软件验证理论解的正确性。结果表明：无量纲的临界弯矩计算公式得出的理论解与有限元解吻合较好,最大误差为 4.26%,可为工程设计提供参考;对于侧向支承布置在下翼缘情况,规范解与有限元解误差较大,要么过于保守（最大误差为 90.03%）,要么过于不安全（最大误差为 -45.13%）。此问题需要引起工程师和规范编制者的足够重视。     

采用虚拟引力场的太阳帆/电推进混合推力机动轨道设计

针对连续小推力轨道设计问题,提出了一种采用虚拟引力场的太阳帆-电推进混合小推力轨道设计与优化方法。首先,给出了虚拟引力场的定义,以及太阳帆/电推进混合推力模型;然后建立了基于混合推进方法设计连续小推力机动轨道设计模型;并推导了该动力学模型的解析解;其次采用四阶龙格库塔数值方法分析了该解析解的精度,提出了误差因子参数的概念,采用误差因子参数约束来保证解析解精度。最后,以地球-火星转移轨道设计的算例,求解了采用太阳帆/电推进混合推进方式实现航天器轨道机动,并将其结果与单独电推力方法进行了对比。仿真结果表明,该方法能够大大减小燃料消耗以及轨道转移任务时间;与混合连续推力间接优化方法相比,该解析方法能够很大程度上减少计算时间。     

强厚度横观各向同性地基板的精确解

基于三维弹性力学的基本方程,抛弃任何有关应力或位移模式的人为假定,建立横观各向同性地基板的状态方程,给出薄的、中等厚度的以及强厚度的地基板的状态方程解析解。此解计及5个弹性常数,并能求出地基反力。数值结果和SAP5有限元解进行了对比。