新型高齿同步带载荷特性的分析研究

同步带传动是通过带齿与轮齿的啮合传递运动和动力，新型高齿同步带通过优化带齿最佳几何参数，改善带齿受力状态以便提高同步带承载能力。为了验证新型高齿同步带齿形设计参数的正确性，利用非线性有限元法，在充分考虑带齿几何非线性和材料非线性的基础上，对带齿工作过程中的受力状态进行了分析，获得了带齿受载分布规律和最大应力作用位置及数值，为带齿的失效形式分析提供了理论依据，计算结果表明，新型高齿同步带的受载状态得到了极大改善。     

基于有限变形理论的ANSYS几何非线性算法缺陷分析

基于有限变形理论对ANSYS定义的应变、应力与物体真实应力之间的关系、位形、不平衡力的几何非线性计算等方面进行了详细分析,并针对ANSYS中的杆件单元Link8和平面单元Plane42,通过算例计算结果与理论解的对比,指出了ANSYS几何非线性算法的不足,即在计算过程中没有考虑到应变、应力的共轭关系,只是一种近似的非线性计算。     

高精度非线性平面应力单元的研究与应用

采用共旋坐标法导出了四边形平面应力单元在大转动、小应变条件下的几何非线性和材料非线性的单元切线刚度矩阵,在此基础上编制相应的有限元程序;对有解析解的例题计算表明,提出的共旋坐标法四边形平面应力单元的列式、程序具有较强的非线性分析能力;还对单跨石拱桥进行了受力全过程分析,计算结果提供了对小跨度石拱桥非线性性能的更多的了解,可供工程设计人员参考。     

几何非线性对某大跨度斜拉桥动力响应影响分析

分析了几何非线性对某混凝土斜拉桥时程动力分析的影响程度。建立主跨480m混凝土斜拉桥空间有限元模型,进行了成桥模态分析并分别计算了线性与几何非线性地震动力时程反应,比较了关键控制部位的响应,得到结论:考虑几何非线性影响时,斜拉桥主梁纵向位移幅值比线性时高出7%,右塔顶顺桥向位移幅值较线性时约大25%,几何非线性对大跨混凝土斜拉桥结构地震位移反应影响十分显著。塔底主压应力幅值高出4%,几何非线性对斜拉桥结构地震反应内力影响显著。     

基于黏弹性的超高分子量聚乙烯齿轮计算分析

为给超高分子量聚乙烯（UHMWPE）齿轮的承载能力计算及校核提供理论依据和参考,本文以UHMWPE的非线性黏弹性为基础,采用了黏弹性力学模型和超弹性力学模型（Arruda-Boyce模型）相结合的方法,建立了UHMWPE齿轮的力学模型和几何模型,应用ABAQUS非线性有限元分析软件,对与钢齿轮啮合运转时的UHMWPE齿轮进行了动态模拟,并对它的应力和应变大小、分布及承载能力进行了计算和分析研究.结果表明,齿根部位的Von Mises应力和弯曲应力最大,轮齿节点处的接触压应力最大.建立在非线性黏弹性基础上的UHMWPE齿轮动态模拟和计算分析结果更符合实际.     

退化壳元的U.L.法列式

根据非线性有限元的基本理论，推导了进行板壳结构非线性分析的退化壳单元的修正拉格朗日法列式，并考虑初始几何缺陷和残余应力的影响，编制了计算程序。通过对一些板壳问题的分析和对比，证明了该方法的正确性和有效性。     

无粘结预应力混凝土梁双重非线性有限元分析

为研究无粘结预应力混凝土受弯构件的荷载-变形特性,用平面应力大变形问题的UL列式法,建立直线配索无粘结预应力混凝土T形截面简支梁的有限元模型,混凝土和钢筋分别采用了Ottosen四参数屈服准则和Von-Mises屈服准则的弹性-完全塑性本构关系;由于相对滑移,无粘结预应力钢束简化为随加载过程不断更新的外力边界条件;用弥散式裂缝模型模拟了混凝土的开裂并用Euler-Newton迭代法求解非线性有限元方程组.用2集中力3分点加载的简支梁试验对有限元模型进行验证,计算和试验所得荷载-挠度曲线及预应力钢束应力增量与荷载关系曲线均具有三折线形特征,且较为吻合,表明所建立的非线性有限元模型是合理和实用的;与不考虑几何非线性因素时的计算结果相比,考虑几何非线性计算所得的荷载-挠度曲线比不考虑几何非线性时更接近实测结果,表明在计算中考虑几何非线性很有必要.     

新型电解槽摇篮架受力变形分析

本文采用ANSYS有限元分析软件,建立了老式摇篮架和新型预应力摇篮架的空间模型.采用实体力筋法来模拟预应力钢结构,预应力的模拟采用降温法.在分析过程中考虑了结构的材料非线性和几何非线性.对比分析了新型预应力摇篮架与传统摇篮架的受力性能、受力变形规律以及屈服荷载等.结果表明,通过施加预应力改变了原有的应力分布,结构整体内力分布趋于均匀,特别是45度斜向肋板上的拉应力得到明显改善,从而提高了构件的屈服荷载.     

钢管杆塔的几何非线性有限元分析

对一种新型输电杆塔钢管杆塔进行几何非线性有限元分析 ,用VisualBasic 5 .0和DigitalFortran 5 .0混合编程 ,编制了有限元分析软件 ,解决了传统设计线性计算的不足 ,计算结果满足钢管杆塔设计分析的需要 .     

特高压输电钢管塔双重非线性分析

输电铁塔通常被简化成桁架结构并采用线弹性和小变形分析方法进行设计,而特高压输电铁塔结构柔度大、负载高、杆件连接复杂,若仍按线弹性分析不能准确反映其真实的受力情况.采用有限元分析方法建立铁塔空间梁杆混合模型,单元模型中考虑几何非线性和材料非线性的双重影响,并与在设计荷载下的真型塔试验对比验证了模型的正确性.分析结果表明,按线弹性和小变形法设计的特高压输电铁塔安全裕度过大、浪费材料,应考虑几何非线性、材料非线性及端弯矩对结构受力性能的影响.最后对铁塔主材的应力计算及次应力分布特点进行分析,为评估特高压输电塔的承载力提供参考设计建议.     

基于OpenSEES的预应力装配双肢墙低周往复试验数值分析(灾后重建专刊）

提出新型预应力装配双肢墙(PCW)结构并进行两榀PCW试件的低周往复试验与数值模拟.以有限元软件OpenSEES为分析平台,采用基于纤维模型并考虑剪切变形的非线性梁柱单元模拟墙肢,在连梁与墙肢结合部位采用零长度连接单元模拟预应力筋与连接钢筋的作用,编制稗序求解零长度单元恢复力模型,采用自适应非线性求解法对两榀试件的低周往复试验进行数值分析,试验及数值分析结果表明:PCW结构具有良好的自恢复能力,卸载后残余变形小,结构损伤集中,震后易修复;连接钢筋的应用有效增大PCW结构的耗能能力;数值分析较好地模拟了PCW的弹塑性性能,数值分析结果与试验结果吻合良好,基于OpenSEES的分析模型适用于PCW结构的非线性分析.     

基于实体退化单元的高墩非线性稳定仿真分析

为克服在薄壁空心高墩的非线性分析中解析法不便应用、杆系有限元法不能模拟钢筋、实体单元法计算效率较低等不足,以及为提高计算效率且不降低模拟精度,提出采用实体退化单元的方法进行非线性稳定分析.在该方法中,用三维实体退化单元模拟薄壁空心高墩,运用单元分块技术实现钢筋单元的模拟,基于多尺度分析思想建立精确模型进行非线性稳定分析;阐述几何非线性、材料非线性及方程求解方法,讨论了稳定分析的实现方式.采用此方法对一数值模型进行第一类及第二类稳定性分析,并与传统的实体单元模型进行对比证明了该方法在非线性稳定分析中的有效性.并将此方法应用于工程实例,结果表明：该方法能真实有效地模拟实际结构,客观地反映钢筋对墩体稳定性的影响,高效地进行非线性分析;适用于对需要考虑钢筋影响的结构及对薄壁空心高墩结构型式进行非线性稳定分析.     

带承台单桩竖向承载变形特性数值分析

基于无厚度的接触面单元模拟桩-土之间的非线性接触特性,采用Mohr-Coulomb弹塑性本构模型描述土的非线性特征。桩取为弹性,对带承台单桩进行了三维弹塑性有限元分析,得到了桩顶沉降、桩身轴力、桩周侧摩阻力、桩土荷载分担比等变化情况,基本反映了桩-土的实际工作性状。     

面向对象有限元方法在结构抗震分析中的应用

总结了传统的基于结构化思想的有限元编程方法存在的不足，给出了一种适用于建筑结构抗震分析的面向对象有限元架构方法，并且进行了具体的程序实现。通过将面向对象有限元方法应用于高层建筑结构的罕遇地震分析，提高了抗震分析程序的编制、调试、维护和重复利用效率。验证了面向对象有限元技术在建筑结构非线性分析中应用的可行性和适用性。     

橡胶缓冲器及其接触分析

研究了非线性有限元方法在橡胶类材料中的应用.以橡胶缓冲器为例,利用橡胶材料单轴实验所获得的应力-应变曲线,在大型非线性有限元软件MSC.Marc中对其进行曲线的拟合,通过比较选出与其拟合关系较好的曲线作为定义材料特性的依据,从而使有限元计算和实际更加吻合.     

空间杆系结构的有限元非线性分析

推导建立一种用于空间杆系结构非线性计算的多结点空间等参杆单元。这一单元动用了有限位移的增量理论，引入了等参元的概念，结合材料的非线性模型可有效地解决空间杆系数结构的非线性分析计算问题，能更好地处理空间曲杆，在处理非线性计算时采用了以单元内积分点的非线性状态综合描述单元非线必状态的方法。     

采用截面分层及弧长法的钢筋混凝土杆系结构非线性分析

直接从材料应力——应变关系出发 ,采用截面分层有限元结合弧长控制法编制了钢筋混凝土杆系结构非线性有限元全过程分析程序。经与试验校核 ,程序模拟精度较高 ,可供计算分析使用。     

有限元法研究钢管混凝土框架的滞回性能

建立了钢管混凝土框架结构的三维非线性有限元分析模型,通过与在低周反复荷载作用下的方钢管混凝土框架结构试验所得的滞回曲线进行对比,可见该模型的计算结果较为精确,可以应用于框架的结构分析中.利用此模型对在低周反复荷载作用下的柱轴压比不同的钢管混凝土框架结构进行有限元分析,对比研究了其滞回曲线和位移延性系数,得出了随着框架柱轴压比的增大,框架延性降低的结论.     

钢筋混凝土超静定连续梁非线性全过程分析中的力迭代法

针对将力法应用于钢筋混凝土结构非线性分析时出现的问题,提出了一种新的求解钢筋混凝土超静定连续梁非线性全过程反应的方法-力迭代法,此法采用非线性分析中的纤维模型,直接从迭代求解支座反力入手来求得结构任意截面的内力和变形,而不必沿用有限元方法。此法概念清析,能较为容易地定量刻画超静定连续梁中内力重分布效应。文中给出了相应的实施步骤,并采用Matlab语言编制了程序。最后,对一两跨连续梁进行了非线性全过程分析。     

单层网壳的非线性稳定分析

本文以空间刚接杆系为计算模型,研究了单层网壳的线性和非线性分枝屈曲分析方法,探讨了一种跳跃失稳的近似分析方法,并编制了计算机程序。 本文提出了“修正相关行列式”的概念,能迅速和准确求解非线性分枝屈曲的第一幅界荷载,并且给出求解相应屈曲模态的方法。本文在采用考虑(?)力影响的精确刚度矩阵的基础上,用直接迭代法,得到相应的荷载位移曲线,并最后得出跳跃失稳或极限荷载近似值。现有算例表明,该方法与大挠度分析方法所得结果接近。