基于通用有限元软件ABAQUS的子结构拟动力试验研究

通过OpenFresco试验协调系统,实现通用有限元软件ABAQUS与MTS电液伺服加载系统的数据传递,采用子结构拟动力试验方法开展单层单跨钢结构框架在地震作用下的反应分析。通过有限元软件模拟结果与试验结果的对比,证明该试验方法的结果与模拟结果一致。采用OpenFresco试验协调系统不仅能够实现结构构件层次上的子结构拟动力试验,而且能够使计算子结构部分进入塑性,极大地扩展了拟动力试验的功能。     

自然火灾中钢结构构件温度场模拟

在既有一榀框架受火实验的基础上,建立了该实验框架的精确有限元模型。通过与试验结果对比,获得了较好的温度场模拟结果。从结构抗火设计实际需要的角度出发,探究不同火灾发展因素对构件升温的影响,使用ABAQUS模拟多种参数化火灾模型下构件温度场分布。研究表明:有限元软件ABAQUS能够获得较精确的温度场分布;考虑多种随机性参数更有利于钢结构抗火工程。     

无粘结预应力装配式框架中节点抗震性能分析

利用ABAQUS软件对预应力装配式框架中节点开展了低周反复加载下的有限元模拟分析,结合无粘结预应力装配式框架中节点在低周往复荷载下的试验,利用ABAQUS通用有限元计算软件建立对应框架节点的有限元模型,进行了预制装配式框架节点有限元模拟分析,对比分析试验结果和有限元分析结果,表明有限元模拟结果与试验结果能较好的吻合,证明了有限元模拟手段具有较好的可靠性和有效性。     

单层钢框架结构振动台试验与数值模拟对比分析

基于振动台试验结果,采用有限元分析软件ETABS和时程分析法分别模拟单层钢结构模型在不同的地震波及地震加速度峰值条件下的地震反应。在相同加速度峰值的地震波作用下,模型结构的地震反应数值模拟结果与振动台模型试验实测结果吻合良好,证明本文的分析模型及方法是可行的,可作为振动台结构模型试验的辅助工具。     

装配式可更换混凝土框架节点非线性分析

对可更换新型混凝土框架梁柱节点的抗震性能进行仿真研究,采用有限元软件ABAQUS对节点进行非线性有限元分析,介绍了混凝土和钢结构的本构模型、混凝土与混凝土界面特性、混凝土与钢结构之间的黏结特性.将有限元计算结果与试验数据进行对比,发现数值模拟结果与试验数据吻合良好.基于所建立的有限元模型对节点进行参数化分析,结果表明混...     

双向地震作用下框架-核心筒结构受力性能研究

采用有限元软件模拟单双向地震作用下框架-核心筒结构内力的受力性能,将单双向地震作用下构件内力进行对比,分析了双向地震作用对框架柱、框架梁、剪力墙、连梁内力的影响,得出了一些双向地震作用下框架-核心筒结构的内力分布规律。     

水平荷载作用下型钢混凝土梁-角钢混凝土柱框架非线性有限元模拟

采用有限元软件ABAQUS,对一榀单层单跨型钢混凝土组合梁-角钢混凝土柱框架进行水平方向的P-Δ非线性模拟,并与试验结果进行对比.模拟中采用三维实体建模,并从单元的选取、模型的划分、材料本构的定义、荷载的施加及求解技术等方面,对框架的有限元模拟进行了较为系统的阐述.通过模拟计算,得到了框架的荷载-位移曲线及破坏模式,其计算结果与试验结果吻合良好.结果表明,在合理选取参数的基础上,ABAQUS软件能够较为真实地模拟框架的受力过程.     

腹板双角钢连接框架-钢板剪力墙体结构滞回性能有限元分析

为系统研究双腹板角钢连接框架-钢板剪力墙结构的抗震性能,根据低周往复荷载作用下的试验研究结果,采用ANSYS有限元分析软件进行循环荷载下滞回性能的有限元模拟,对比分析滞回曲线、骨架曲线、水平刚度及破坏模式的影响规律,结果表明有限元模拟结果与试验结果吻合较好。该研究成果可为进一步深入研究及工程设计与应用提供理论参考和技术储备。     

钢结构住宅体系及性能研究

针对钢结构住宅框架结构进行有限元建模,并在大型通用有限元分析软件ANSYS下运用APDL语言进行编程计算,分析了框架体系在不同梁柱截面、跨距和层高等因素下的性能表现,对于钢结构住宅的设计起到一定的借鉴作用。     

考虑材料失效的双线性混合强化本构模型的应用

采用考虑钢材失效的双线性混合强化本构关系能够简洁有效地考虑考虑材料的强化、包辛格效应和失效,这在钢结构大变形的数值模拟中是必要的。采用显式有限元软件LS-DYNA软件验证了这一本构关系在钢结构大变形问题中的适用性,验证算例为梁柱节点拟静力试验和抗弯钢框架静力试验。     

基于多尺度模型的抗震混合试验方法研究

为了从不同视角下分析结构的抗震性能,将多尺度的思想应用到结构的抗震分析中,形成集宏观计算单元、微观计算单元和试验单元为一体的多尺度抗震混合试验方法。以三层四跨Benchmark模型为研究对象,AOM(ABAQUS、OpenFresco、MTS)混合试验系统为平台,建立多尺度混合试验模型进行抗震试验分析。试验结果表明AOM混合试验系统具有较强的稳定性和较高的试验控制精度。并从试验结果中对结构进行宏观、微观层面进行分析,对结构的抗震性能分析提供了一种方法。     

建筑结构混合试验平台HyTest开发研究

拟动力试验是一种重要的结构抗震联机试验方法,近年来出现了网络化、有限元化和实时化的趋势,形成了混合试验方法。鉴于混合试验分支多样,涉及数值分析、加载设备与控制等多个学科,为了方便试验的实施与技术的发展,迫切需要使用混合试验平台。为此开发了建筑结构混合试验平台HyTest,能够实现全结构拟动力试验、传统子结构拟动力试验、本地及分布式的基于静力子结构的混合试验和基于动力子结构的P2P混合试验。试验平台采用MTS二次开发编程库VB-COM连接试验控制系统,还可以调用有限元软件OpenSEES和ABAQUS进行数值子结构的分析。为了开展分布式的混合试验,该平台采用Socket通讯机制实现子结构间的数据传输,并采用带中转服务器的通讯模式,解决不同局域网之间的数据传输问题。利用该平台完成了6自由度单层单跨钢框架混合试验,验证了该试验平台的有效性。     

纵向侧贴预应力碳纤维布加固连续梁的试验与有限元分析

为研究负载作用下纵向侧贴预应力碳纤维布加固钢筋混凝土连续梁的受力性能,制作了4根2跨连续梁,其中1根未加固,3根加固。在加固梁每跨下部纵向侧贴预应力碳纤维布,中间支座上部纵向侧贴非预应力碳纤维布。通过静载试验,得到了连续梁的受弯承载力、变形、裂缝等试验数据。同时,利用非线性有限元分析软件ABAQUS对试验梁进行数值模拟,并与试验结果比较。结果表明:负载作用下纵向侧贴预应力碳纤维布加固钢筋混凝土连续梁能显著提高屈服荷载和极限荷载,预应力碳纤维布的存在提高了连续梁的刚度,减小了连续梁的变形;预应力水平越高,屈服荷载提高和变形减少越明显;利用ABAQUS非线性有限元分析结果与试验结果吻合较好,可为类似的加固设计和试验提供参考。     

MTS单轴岩石试验机的三轴和孔隙性测试系统研制

介绍MTS815数字程控伺服单轴岩石刚性试验机的基本结构和功能，以该单轴试验机为基础，扩充其功能，使之具备岩石常规三轴力学特性和岩石孔隙性的测试功能。利用研制的新试验系统，测试碾压混凝土在常规三轴压缩下的全过程变形特性和细砂岩孔隙性随围压变化的规律。试验结果表明：所研制的新试验系统不仅扩充了单轴MTS刚性试验机的功能，而且其测试性能指标能够满足有关科研和生产的要求，其综合性能达到了国际先进水平。     

等肢单角钢节点性能研究

采用非线性有限元法和试验方法,研究双向压弯下等肢单角钢的性能。等肢角钢梁两端简支,肢背位于下翼缘,横截面为100mm×100mm×10mm。在梁端施加轴向荷载,在跨中施加竖向荷载。借助ABAQUS软件,通过合理的网格划分、边界条件假定,采用非线性有限元法对试验进行模拟。借助规范和某设计过程,对试验和有限元结果进行分析。     

Experimental and code based study of beam-column behaviour of equal leg single-angles

This study intends to establish the behaviour of equal leg single-angles under bi-axial bending and compression experimentally and analytically using nonlinear finite element analysis techniques. In the experimental system, 100×100×10 nominally sized equal leg single-angles were tested. The legs of angles were placed in a flange-down position, and their axes were restrained laterally as a simply supported beam. These simply supported beams were loaded with a concentrated vertical load applied at the middle of the length and an axial load parallel to the beam axis until failure was reached. The FEM model of the experimental system was generated with ABAQUS software. Suitable finite element mesh configurations, boundary conditions and nonlinear analysis solution techniques were determined to identify the system behaviour. The test and ABAQUS software results were interpreted using some code specifications and one design procedure.     

钢管混凝土平面框架温度场有限元分析

火灾下的温度场计算是进行结构抗火设计或研究的重要步骤。采用有限元软件ABAQUS建模,对带楼板单层单跨钢管混凝土平面框架在ISO-834标准火灾作用下的温度场分布进行计算,并采用有关试验数据对计算结果进行验证。     

复杂结构模型的信息集成和协同计算

通用有限元软件在处理复杂结构分析模型中,往往工程概念针对性不强且建模效率较低。根据BIM技术原理及其信息集成的内涵,以及复杂结构数据信息集成的特征,构建基于BIM技术的复杂结构信息模型基本框架,并对复杂结构模型的信息集成过程进行分析。基于BIM协同计算理念和IFC标准数据模型表达格式,设计复杂结构有限元分析模型通用转换平台,以专用于多高层建筑结构的有限元分析软件SATWE和通用有限元分析软件ABAQUS为代表,结合SATWE对复杂结构模型建模简便且符合工程概念的特点,初步开发SATWE和ABAQUS之间结构分析模型转换程序。通过上海某国际设计中心和浦东某酒店扩建工程实例应用,对转换模型4个振型的周期进行计算,并将计算结果与试验数据进行对比。结果表明,基于BIM技术的SATWE和ABAQUS模型转换程序可以提高ABAQUS针对复杂结构的建模效率,在结构协同计算中具有实用性和有效性。     

多年冻土区CFG桩受力分析

以CFG桩承载力试验数据为基础,应用ABAQUS有限元软件平台,建立了CFG试验桩的三维仿真模型,将模型数据与试验数据对比,验证了模型的准确性。并对CFG桩受力进行了分析,分析结果表明:CFG桩承载力主要由桩侧摩阻力提供,荷载从上向下传递,桩底反力占总荷载的比例小于10%。     

MTS液压伺服加载系统钢门架模态分析

MTS液压伺服加载系统试验机在进行疲劳试验时,其支承试验机的钢门架在某些情况下振动非常明显,钢门架的振动对试验结果会产生很大的负面影响。通过采用MSC．Patran＆Nastran有限元软件对钢门架进行模态分析,得到钢门架的前10阶振型和固有频率;再采用锤击法试验测量钢门架的固有频率。通过比较可以发现,有限元模拟结果与试验结果能很好吻合。分析结果可用于设定试验机工作频率范围,避免试验架的共振。