U型薄壁RC受扭构件非线性分析模型及应用

为实现混凝土U型薄壁受扭构件的非线性力学性能分析,本文基于Vlasov开口薄壁结构弹性理论、变角空间桁架模型和微分方程数值解法,提出了钢筋混凝土U型薄壁构件受扭非线性分析模型.针对开口薄壁受扭构件同时存在自由扭转和翘曲扭转的特点,分别推导了U型薄壁截面自由扭转和翘曲扭转非线性刚度分析模型,进而建立了开口薄壁构件受扭非线性分析模型.所提出的受扭非线性分析模型同时考虑了混凝土和钢筋的材料非线性特性、开口薄壁构件的几何非线性特性和自由扭转与翘曲扭转的耦合效应.利用所提出的受扭非线性分析模型编制相应的分析程序,并对5个U型薄壁钢筋混凝土构件进行受扭全过程分析,分析结果与5个U型薄壁钢筋混凝土受扭构件的试验结果均吻合较好,从而验证了所提出的U型薄壁钢筋混凝土构件受扭非线性分析模型的正确性.所提出的受扭非线性分析模型具有计算简单和分析精度较高的特点,可进行混凝土U型薄壁桥梁受扭非线性分析并为该类桥梁的工程设计提供参考.     

离心钢管混凝土扭转构件工作机理及性能研究

在复杂应力状态下钢材与混凝土的应力-应变关系的分析基础上,针对钢管与混凝土界面滑移的特性,建立了扭转构件的非线性三维有限元分析模型,其中钢管与混凝土采用8节点固体单元模拟,并严格考虑了钢管与混凝土界面的黏结滑移.应用所建模型对离心钢管混凝土扭转构件工作性能进行了非线性有限元全过程分析.为了验证理论分析方法与模型的正确性,与完成的20组扭转构件试验进行了比较,分析表明,理论结果与试验结果吻合良好.     

薄壁离心钢管混凝土扭转全过程简化计算研究

通过对22根薄壁离心钢管混凝土构件抗扭性能试验数据的研究，提出了该结构受扭破坏的三个阶段的概念；在钢管和混凝土现有规范计算方法的基础上，建立了组合构件弹性扭矩、塑性扭矩的简化公式；以钢管的空心率、含钢率、长细比为参数，提出了构件组合模量表达式，并且采用与国际有关研究、国内相关规范相一致的直接双直线法，建立了组合刚度及组合构件抗扭各阶段的变形计算方法，并进行了扭转全过程简化计算，结果与试验结果吻合良好。     

基于ABAQUS的哑铃形CFST约束扭转有限元分析

建立了基于哑铃形CFST约束扭转模型,采用ABAQUS有限元软件分析了构件的约束扭转的力学性能。研究表明:与ANSYS结果相比,ABAQUS结果更加接近试验结果。基于板梁理论计算了哑铃形CFST扭转刚度并与有限元进行了对比,各构件误差在5%以下,初步证明了板梁理论的正确性。为后续哑铃形截面约束扭转的研究提供参考。     

钢筋混凝土偏心受压构件扭转性能研究

本文根据软化空间桁架理论,对钢筋混凝土构件偏心压力作用下的扭转性能进行了非线性全过程分析。作者的15个构件试验和收集到的10个构件试验结果与分析结果比较,符合良好。文中还初步讨论了软化空间桁架理论的适用范围。     

浅析弯曲与扭转组合变形的强度条件

以轴向拉压杜件斜截面应力公式为出发点，对弯曲和扭转组合变形构件的应力分布及强度条件进行了论述，探索了一种较为浅显的推导弯曲和扭转组合变形强度条件的方法。     

抗震结构扭转控制及设计方法的国内外规范对比分析

对国内外规范中有关结构扭转控制及设计的条文规定进行了深入对比,较为全面地分析了各国规范关于结构扭转设计的现状,得到一些有益的启示;对我国现行规范的相关规定进行了讨论,提出了一些建议.可为我国规范的进一步修订提供参考.主要结论有:我国规范的扭转位移比限值可以突破1.4(或1.5),但其量值还有待进一步研究;<高规>中的平扭周期比限值是否必要或可否在位移比较小时放松要求值得研究;计算结构扭转效应时无论单、双向地震输入时都需考虑偶然偏心;构件的扭矩计算应加以考虑,对边缘竖向构件的箍筋可予以加强.     

型钢混凝土柱复合受扭性能的试验研究

对型钢混凝土柱复合受扭性能等问题进行了研究。以轴压比、扭弯比为参数,对3根型钢混凝土柱在单调扭矩作用下的扭转性能进行了试验研究,探讨了各参数对构件抗扭性能的影响,并对实验数据进行分析,得出影响型钢混凝土构件延性的各种因素。     

地震动扭转分量对大跨度斜拉桥易损性影响

由于采用现有方法较难获取地震动扭转分量,当前研究往往忽略了扭转分量对大跨度桥梁结构地震响应的影响,然而由于大跨度桥梁的长周期、跨度大等原因导致其往往易发生扭转破坏,现有的研究针对这一方面是十分匮乏的。本文为定量、准确的展现地震动扭转分量的作用效应,以某大跨度斜拉桥为例,采用正态分布拉丁超立方抽样方法,基于OpenSees建立了考虑地震动强度不确定性、材料参数不确定性的15个斜拉桥有限元模型。从PEER地震数据库中选取了15组三向平动、含脉冲效应的近场地震动记录,利用弹性波动理论中的频域法根据地震动平动分量获取相应的扭转分量,并以此分为两种工况对结构进行非线性动力时程分析得到桥梁地震响应。其后,在确定损伤指标的基础上,基于概率需求分析法绘制了桥梁关键构件的地震易损性曲线。结果表明：地震动扭转分量对大跨度斜拉桥易损性影响显著,损伤变化程度与构件种类、损伤方位均有明显相关性。其中桥塔中部截面对地震动扭转分量的敏感程度最高,扭转分量所导致的损伤概率增幅高达22.12%。扭转分量亦对塔底截面和边墩底截面(横桥向)具有较高破坏作用,损伤概率增幅最大值分别达到17.33%和19.45%。针对主梁及其纵向约束构件,地震动扭转分量则使其损伤概率略有降低。     

考虑扭转的矩形钢管混凝土双向偏压构件静力性能

在纤维模型法基础上,建立了能够考虑矩形钢管混凝土双向偏压构件截面变形轴扭转的计算方法,编制了非线性分析程序RA,分析了双向偏心荷载对矩形钢管混凝土轴向承载力及跨中截面变形轴扭转的影响.结果表明:程序计算结果与试验结果吻合良好;由欧洲规范4和我国规范计算矩形钢管混凝土双向偏压构件的轴向承载力(Nu)偏高于试验结果;双向偏心荷载严重降低了矩形钢管混凝土构件的轴向承载力.     

非轴对称盒形件拉延初期凸缘部分变形的有限元分析

本文利用弹塑性有限元法分析计算了非轴对称件拉延初期凸缘部分的变形,得到了主应力指向,金属流动规律,塑性区的扩展和应力应变分布。为了验证有限元计算,将所得结果与密栅实验进行了比较,取得了一致的规律性。     

坦克扭力轴的预扭处理及极限承载的数值模拟

为评定某坦克扭力轴的现预扭处理工艺,用弹塑性有限元分析方法,模拟了扭力轴的预扭过程及极限加载过程．给出了预扭至最大角度、预扭释放后自由态、工作扭转至最大角度3种状态下轴体内的应力分布．结果表明,预扭后扭力轴弹性工作应力范围得到极大扩展,其主要原因在于预扭塑变形成的表面残余应力．扭力轴目前所采用的预扭强化工艺远没有发挥出材料的最大潜能．     

短肢剪力墙节点扭转性能的有限元分析

由于混凝土塑性变形的影响,短肢剪力墙节点在受到扭转作用加剧时,与按弹性理论计算的结果相差较大。因此,利用ANSYS有限元计算软件,模拟在水平低周反复荷载作用下的T型短肢剪力墙节点,通过分析其结构变形、裂缝和混凝土应力情况等研究节点的扭转性能。研究结果表明:在梁端施加水平作用力可以对节点造成扭转破坏,且梁与墙连接处因出现应力集中而最先出现裂缝,裂缝出现后因部分混凝土退出工作,节点的受力性能发生质的改变;在一定范围内,适当增加轴压比可以提高短肢剪力墙节点的耗能能力,增加其延性;对于容易受到扭转作用的短肢剪力墙节点,可以适当加强节点配筋布置以承受全部的外扭作用,避免节点被过早破坏。     

Three-dimensional finite element analysis of critical pre-twist strain angle for torsional axis

A three-dimensional elasto-plastic finite element analysis of pre-twist process for a torsional axis made of 45GrNiMoVA steel, was carried out using a commercial finite element analysis code, MSC MARC 2001. The results show that the critical pre-twist strain angle is 0. 027 rad and the maximum elastic shear stress after pre-twist is 1 694 MPa for the torsional axis.     

双向水平作用下混凝土框架节点扭转效应研究

采用双向拟静力试验方法对不同类型的混凝土空间框架节点进行了双向循环加载的试验研究,分析不同节点在双向水平力作用下的扭转效应,并利用有限元数值分析方法,从应力角度分析节点核心区的剪切机理;比较双向水平力作用对不同类型节点扭转效应的影响程度,指出角节点的扭转效应是影响节点核心区抗剪能力的主要因素之一,提出考虑扭转效应的节点核心区抗震设计建议。     

Three-dimensional finite element analysis of critical pre-twist strain angle for torsional axis

A three-dimensional clasto-plastic finite element analysis of pre-twist process for a torsional axis made of 45GrNiMoVA steel, was carried out using a commercial finite element analysis code, MSC MARC 2001. The results show that the critical pre-twist strain angle is 0.027 rad and the maximum elastic shear stress after pre-twist is 1 694 MPa for the torsional axis. Foundation item: Project (41327040101) supported by General Equipment Ministry of PLA of China     

Numerical simulation of parallel hole cut blasting with uncharged holes

The cavity formation and propagation process of stress wave from parallel hole cut blasting was simulated with ANSYS/LS-DYNA 3D nonlinear dynamic finite element software. The distribution of element plastic strain, node velocity, node time-acceleration history and the blasting cartridge volume ratio during the process were analyzed. It was found that the detonation of charged holes would cause the interaction of stress wave with the wall of uncharged holes. Initial rock cracking and displacement to neighboring uncharged holes become the main mechanism of cavity formation in early stage.2008 University of Science and Technology Beijing. All rights reserved.     

Analysis of complete plasticity assumption for solid circular shaft under pure torsion and calculation of shear stress

The distribution of shear stress on the cross-section of plastic metal solid circular shaft under pure torsion yielding,the applicability of complete plastic model assumption and the shear stress formula were researched.Based on the shear stress formula of circular shaft under pure torsion in elastic stage,the formula of torque in elastic stage and the definition of yield,it is obtained that the yielding stage of plastic metal shaft under pure torsion is only a surface phenomenon of torque-torsion angle rel...     

HFW焊管排辊成型预成型段ANSYS有限元分析

对508 mm焊管排辊成型机组的预成型建立有限元模型,利用ANSYS有限元软件进行 HFW焊管排辊成型预成型段动态仿真。结果表明,弯边区域板带在咬入阶段产生的等效应力较稳定阶段大;预成型段弯边辊对板带边部变形的贡献最大,最大塑性变形发生在板带的边缘和中心;板带边缘无边浪和鼓包产生。动态仿真精度满足工程应用需要。     

锦屏一级水电站上游围堰安全评价

锦屏一级水电站上游围堰采用复合土工膜斜墙加塑性混凝土防渗墙防渗.通过土石坝专用分析软件SEDNA,对上游围堰典型断面进行应力变形平面有限元数值分析,研究堰体和防渗墙的应力、应变特性,以及土工膜的位移和应变,结果表明,堰体和防渗墙的强度、变形及土工膜的伸长率均符合设计要求,整个围堰处于稳定安全状态.