钢筋混凝土桥墩滞回性能的有限元模拟分析

为研究利用ANSYS软件的钢筋混凝土结构滞回性能的有限元建模方法,基于3个钢筋混凝土桥墩拟静力试验结果建立了桥墩滞回性能模拟的有限元计算模型,进行了低周反复荷载下钢筋混凝土桥墩受力全过程的有限元分析;讨论了混凝土开裂的剪力传递系数、不同的强化模型和本构关系的选择对计算结果的影响.通过与试验结果对比,得出结论:建立的有限元模型可以较好的模拟反复荷载下桥墩的滞回曲线,且计算结果对混凝土裂缝剪力传递系数、混凝土强化法则和本构关系的选取并不敏感;文章最后对计算结果进行了初步的分析讨论.     

钢筋混凝土梁柱边节点滞回性能数值模拟

为准确模拟梁柱边节点在地震条件作用下的滞回响应,建立考虑黏结退化机制的梁柱边节点有限元模型。基于ANSYS有限元平台,采用Voce-Chaboche混合强化模型定义钢筋的循环本构关系,开发组合弹簧单元实现往复荷载作用下钢筋与混凝土间的黏结退化机制,根据损伤理论提出往复荷载作用下黏结滑移本构关系预测模型。有限元计算得到的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、应力云图与试验结果的对比表明：混合强化本构能更好地描述往复荷载作用下钢筋的滞回响应,组合弹簧单元成功地反演了往复荷载作用下钢筋与混凝土的黏结退化特征,往复荷载作用下节点梁中塑性铰的发育导致梁塑性伸长,将对边节点柱造成不利影响,梁柱边节点数值模拟结果与试验结果吻合良好,为准确模拟梁柱边节点的滞回性能提供了理论基础和技术平台。     

型钢混凝土框架滞回性能分析

采用通用有限元程序ABAQUS建立了非线性有限元模型,研究了型钢混凝土框架的滞回性能,通过与文献试验结果的对比分析,验证了有限元模型的合理性。然后就系统的对型钢强度、混凝土强度、配箍率和纵向配筋率等参数对型钢混凝土框架滞回性能的影响进行对比分析。结果表明,型钢强度、混凝土强度对结构承载力影响较大,配箍率、纵向配筋率影响较小。     

防屈曲钢支撑滞回性能有限元分析

普通的支撑在强震作用下容易发生屈曲,渐渐不能满足建筑结构的使用要求.主要通过ANSYS有限元分析软件来分析一字形防屈曲钢支撑的耗能性能,并通过与普通支撑的对比证明防屈曲钢支撑具有良好的耗能性能;然后通过改变防屈曲钢支撑的相关参数,来研究其对防屈曲钢支撑的稳定性能以及耗能性能的影响,最后总结得出本文研究的防屈曲钢支撑具有良好的耗能性能,而且制作工艺简单,有着较好的应用前景.     

圆钢管空间滞回性能试验

为考察圆钢管空间滞回性能、获得考虑损伤累积的材料本构模型,设计并开展了圆钢管空间滞回试验.试验加载装置可用于空间三向加载.考虑构件长细比及不同空间加载方案的情况,确定了不同截面及长度的30根试件,加载方案为5种.通过试验方案优化,实现了圆钢管空间加载的模拟,并获得了这些试件的荷载位移滞回曲线及典型部位的应变曲线.试验结果表明:圆钢管具有良好的滞回性能,在很大的位移作用情况下,仍能保持良好的耗能能力.为后续开展符合圆钢管截面钢材的本构模型研究奠定基础.     

N型圆钢管相贯节点滞回性能的有限元研究

在试验的基础上,采用有限元软件ANSYS对低周往复荷载下的N型圆钢管相贯节点进行滞回性能分析,揭示了该节点具有良好的塑性变形能力.将计算结果与试验结果进行对比,验证了有限元模拟往复试验的可行性,为N型圆钢管相贯节点在实际工程中的应用提供了参考依据.     

往复荷载下圆钢管混凝土柱的数值模拟

基于圆钢管混凝土柱已有往复荷载试验结果,利用ANSYS有限元分析软件,建立了钢管混凝土柱的有限元计算模型,并对其进行往复荷载作用下有限元分析,得到了桥墩的滞回曲线、骨架曲线.将计算结果与试验结果进行对比,发现计算得到的钢管混凝土柱滞回曲线和骨架曲线与试验结果吻合较好,因此提出一些有关重要参数选取的建议,可供相似问题的钢管混凝土有限元分析参考.     

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.     

腹板双角钢梁柱连接的滞回性能

为了研究腹板双角钢梁柱连接的滞回性能,在考虑材料、几何和接触状态非线性基础上,采用三维实体单元对腹板双角钢梁柱连接进行了循环加载有限元模拟.系统研究了角钢厚度、角钢长度、与柱连接角钢肢螺栓中心线到与梁连接角钢肢背距离以及高强螺栓直径和级别等参数对连接承载能力和滞回性能的影响.有限元分析结果表明:大部分连接在循环荷载作用下表现出良好的延性,转角超过0.04 rad,抗弯强度不大,可作为铰接节点;少部分连接具有相当的抗弯能力,在结构分析中,须考虑节点抗弯强度对框架性能的影响,不能简单作为铰接处理.建议在设计时,螺栓的线距在满足构造要求同时,取最大线距值;连接在满足抗剪要求的前提下,螺栓中距和端距应取最小构造间距,以保证角钢长度取值较小.     

非线性滑移滞回模型建模

目的为了对结构进行弹塑性动力分析以及评估其未来的性能，对结构的滞回特性需要建立合理的数学模型．方法利用三折线形式的函数关系来模拟试验滞回曲线的斜率与恢复力关系，并结合Duhem微分算子，建立描述滑移捏拢效应和刚度、强度退化的微分滞回模型．然后使用粒子群优化方法，基于最小二乘法准则识别出模型中的待定参数．结果用参数辨识结果得到的仿真滞回曲线与试验滞回曲线的对比表明，笔者建立的非线性滑移滞回模型与试验结果吻合较好，包括了强度退化、刚度退化以及捏拢效应．结论根据滞回曲线斜率与恢复力的关系并结合Duhem微分算子来构造滞回模型，比扩展Bouc—Wen模型具有更广泛的建模适应能力．对于试验滞回曲线的建模问题，当模型结构可辨识时，粒子群算法能够稳健地识别出模型中的参数．     

利用ANSYS模拟钢筋混凝土梁的影响因素分析

在利用有限元数值分析软件ANSYS模拟钢筋混凝土梁的受力性能时,由于混凝土材料的非线性,应引入更多的参数．为了保证模拟结果的可靠性,需要根据实际情况对每一个参数进行调试．因此．模拟分析是一个十分繁琐的过程．文中通过单参数改变法,分析了强化模型、压碎开关、加栽方式、本构关系和混凝土保护层竖向单元尺寸等参数对模拟结果的影响,从而得到了一些规律,为类似的模拟分析提供了可靠的参数设置依据．     

碳纤维布加固钢筋混凝土厂房柱的滞回性能研究

通过对碳纤维布加固后的柱子力学性能的分析,借助于纤维梁柱单元模型,分析了碳纤维布加固前后的柱子的滞回性能特点,分析表明碳纤维加固后的柱子滞回环呈现捏拢效应.纤维模型可以较为准确的计算出加固后柱子的弯矩,曲率等力学参数.     

矩形空心墩变形能力及塑性铰区约束箍筋用量

为研究空心截面桥墩的变形能力和塑性铰区约束箍筋用量,整理了71个矩形空心墩的抗震拟静力试验数据,总结了不同破坏形态下空心墩的变形能力和现有规范对保证空心墩延性抗震能力的可靠性,基于多元线性回归分析和相关分析讨论了影响空心墩变形能力的主要因素,基于Caltrans规范给出了矩形空心墩塑性铰区约束箍筋用量计算公式.研究发现:Caltrans规范和ACI规范对保证矩形空心墩的弯曲破坏形态和延性变形能力具有较高的可靠性,中国JTG/T B02-01-2008规范偏于不安全.矩形空心墩变形能力主要与塑性铰区配箍、纵筋配筋、壁厚和轴压比等因素有关,随箍筋、纵筋配筋和壁厚增加而增加,随轴压比增加而减少.     

Simulation of Cobalt-Rich Crust''s Crushing Process Based on ANSYS

It is a great concern in international oceanology to mine cobalt-rich crust. At present, spiral mining head is regarded as the best crushing scheme. Based on the dynamic model of spiral mining head, the of cobalt crust's crushing process was simulated with the ANSYS software. The material model of Johnson and Cook Plasticity, maximal principal stress failure criterion, and eroding contact arithmetic were selected. At the same time, the influence of cutting depth, feed speed, rotational speed of mining head on torque and force subjected by mining head was taken into account. At last a computer simulation model of crushing process of cobalt crust was established. By analyzing simulation results, the relationships among these controllable process parameters, torque and force can be obtained, which will provide a technical reference for practical mining system.     

ANSYS锈蚀型钢混凝土构件数值模拟方法研究

以一根下翼缘均匀锈蚀的型钢混凝土梁作为分析对象,对使用大型有限元软件ANSYS进行锈蚀型钢混凝土结构有限元模拟所涉及到的问题进行了全面而系统的分析,其中重点研究了ANSYS模拟过程中通过减小型钢的截面面积和施加内压力来模拟均匀锈蚀的型钢混凝土构件的实用方法.     

基于ANSYS软件的油浸式变压器温度场有限元仿真计算

应用传热学和流体力学原理分析了变压器内部生热以及散热机制,建立了流固耦合的变压器温度场有限元分析模型,并在此基础上选取了适当的边界条件及求解参数,在综合考虑非线性热源以及随温度变化的油动力粘度的前提下,采用有限元分析软件ANSYS计算了变压器内部的温度场分布,确定了热点的温度及位置.