强冲击载荷下钢筋混凝土路面动态响应影响因素敏感度分析

为得到强冲击载荷下,混凝土厚度、钢筋位置及纵向配筋率对钢筋混凝土路面动态响应敏感度,采用混凝土塑性损伤模型,建立了钢筋混凝土路面有限元模型：采用参数化技术。对钢筋混凝土路面在强冲击载荷下动态响应的主要影响因素进行参数化计算。结合计算结果对各参数进行了敏感度分析。分析结果表明：混凝土厚度对载荷中心点最大沉降值及钢筋混凝土板底中心点最大应力值影响较大,钢筋位置次之,纵向配筋率对其无太大影响。     

利用原点导纳检测混凝土构件损伤

为了识别混凝土构件损伤的存在、损伤位置及损伤程度,利用Matlab软件编制混凝土梁的有限元振动计算程序,对混凝土悬臂梁在发生损伤前后的位移模态及应变模态下的原点导纳进行了仿真计算,并将计算结果进行了分析对比。结果表明,位移原点导纳和应变原点导纳均可用于混凝土构件的损伤探测,用以确定混凝土悬臂梁损伤的存在、定位损伤,并可确定损伤程度,应变原点导纳较位移原点导纳对损伤更敏感。     

基于P-D-ε特性的重力坝主余震损伤累积分析

发生强震时主震会给重力坝带来损伤破坏,伴随主震发生的多次余震也会给重力坝带来额外的累积损伤破坏,目前关于重力坝在地震作用下的损伤研究大多都只考虑了主震及一次余震。因此,为了更加全面地分析评估多次余震对重力坝结构的累积损伤破坏,基于混凝土塑性损伤模型,结合水工混凝土P-D-ε曲线求解重力坝在多次主余震序列作用下的损伤,并考虑坝体位于水下部位出现裂缝后产生的水力劈裂现象,研究主震受损混凝土重力坝在强余震作用下的非线性动态响应。加载余震直至结构发生贯穿性裂缝破坏,并再次对破坏后的坝体结构重新建模,进一步分析后续的滑移、倾覆失稳情况。结果表明：强主震作用下坝体仅受到轻微至中等破坏,基本满足设计可修复的设计原则;多次余震对重力坝坝体的塑性损伤效益累积作用明显,坝体损伤区主要集中在坝踵、建基面和上游折坡点附近;随着余震次数的累计增加,塑性应变均有不同幅度的提高,最终由于累计损伤产生了贯穿性裂缝;水力劈裂对于重力坝塑性损伤累积、滑移和倾覆失稳等影响显著。     

复杂载荷下含缺陷薄壁内齿轮结构的应力计算

本文利用ANSYS有限元分析软件对在复杂载荷作用下含损伤槽的薄壁行星内齿轮结构进行应力分析计算,比较了完整结构和损伤结构的最大变形量和应力值,通过计算结果分析了损伤槽对整个结构的影响,并提出了对损伤结构修复方案.     

锻造模具的随机疲劳损伤分析

塑性应变控制的低周疲劳失效是锻造模具的主要失效形式，由于受到多种因素的影响，其损伤过程呈现随机性。应用有限元与BP神经网络，建立了一种基于损伤累积理论的锻造模具的随机疲劳损伤分析模型。首先用有限元对锻造过程中模具内的场变量进行分析，由计算结果找到模具的危险部位，认为危险部位失效时的寿命即为模具寿命，并计算出确定性损伤；再考虑模具材料及实际工况的随机性，应用BP神经网络对模具的损伤进行模拟；根据损伤的累积效应，得出考虑随机因素作用下的模具疲劳寿命。以锻造齿轮模作为分析对象，得到不同工况下模具疲劳寿命的频数分布，其分布规律基本服从Weiubull分布。另外，还分析了打击速度对模具寿命的均值和离差的影响及可靠性随使用次数的变化。该 模型可用来对模具进行寿命预测和可靠性分析。     

基于弹性分析的高温蠕变-疲劳损伤分析和寿命预测方法(二)——计算实施和实例分析

采用基于弹性分析的方法进行高温结构的损伤分析和寿命计算时，首先要进行弹性分析计算，本文建立了求解机械和温度载荷共同作用下结构响应的有限元求解格式。并作为工程实例，对某电厂中调峰发电机组过热器联箱处的接管三通在机组启停过程中的响应进行了分析，并进一步对其进行了损伤分析和寿命计算。     

基于三阶累积量奇异值分解的结构损伤识别

为了在钢筋混凝土结构损伤识别过程中有效地考虑微裂缝引起的非线性特征,提出了一种基于奇异值分解的三阶累积量方法,通过对结构损伤过程中振动加速度信号的三阶累积量进行奇异值分解,根据主奇异值的变化来判断混凝土结构的损伤程度和定性评价结构性状.为了验证该方法,对两根钢筋混凝土简支梁进行了损伤试验,试验数据分析结果与试验中裂缝开展的观察结果比较吻合,表明三阶累积量的最大主奇异值能够有效地反映钢筋混凝土梁在各级荷载作用下结构损伤的变化情况,说明该方法是令人满意和有效的.     

某飞机机轮轮毂疲劳寿命分析的损伤力学方法

以某型飞机机轮轮毂为研究对象,对轮毂的疲劳寿命采用损伤力学方法进行分析。首先采用有限元软件Ansys对轮毂结构进行细节应力分析,结合实际情况确定其疲劳危险部位。然后采用损伤力学方法,通过引入损伤变量和损伤驱动力,构建反映材料损伤演化速率的损伤演化方程,并根据手册提供的材料疲劳性能曲线,计算出轮毂材料的疲劳损伤演化门槛值。进而根据损伤力学方法和有限元细节应力计算结果,分析轮毂危险部位的应力循环特征。最终对飞机机轮轮毂的疲劳裂纹萌生寿命范围进行判别,得到疲劳寿命符合设计要求的结论。     

钢筋混凝土框架近断层速度脉冲地震响应分析

采用有限元方法对近断层速度脉冲型地震动引起的钢筋混凝土框架结构的响应行为进行了初步研究。利用PKPM软件建立了3个不同层数的钢筋混凝土框架模型。使用SAP2000有限元软件并采用塑性铰模型,对框架结构在近断层地震动下的响应进行了数值模拟,并对比分析了有、无速度脉冲情况下的动力响应行为。同时,探究了近断层速度脉冲型地震动引起结构破坏的主要因素。研究结果表明：结构损伤或倒塌破坏的程度与速度脉冲型地震动的高频成分和峰值加速度有关;高频成分丰富的速度脉冲型地震动对结构的破坏更为明显;当框架结构进入塑性状态后,含有速度脉冲的地震动会引起结构更大的楼层位移和层间位移角。     

AGS结构的损伤定位仿真

为了检测先进复合材料格栅结构(AG S)的损伤所在位置,提出了通过计算结构在损伤前、后模态曲率差的方法,来进行计算和分析。建立了格栅结构在有约束条件下的有限元模型,通过AN SY S中的模态分析得到模态振型位移值,计算了结构损伤前、后的模态曲率差,通过这一指标对结构的损伤进行辨识,并分析了采用多阶模态的计算效果。结果表明,通过第1阶模态振型模态曲率差的计算,可对单损伤状况做出有效的检测;对于多损伤工况,需使用前3阶模态的曲率差进行分析,才能有效检测损伤的位置。     

有限板多孔MSD的应力强度因子计算

首先阐明组合法求解有限板多孔MSD( multiple site damage)应力强度因子的基本原理,然后就组合法运用中比较难以解决的多孔边裂纹间的修正系数问题,提出一种基于复变函数法的有效解决方法.将完善后的组合法应用于有限板多孔MSD应力强度因子的求解,计算某型飞机典型铆接壁板无主裂纹和含主裂纹两种情况的数值算例.通过与有限元结果的比较可知,该方法的计算结果精确、可靠,计算过程简单、易行.提出的近似解析方法能很好地应用于任意分布的有限板多孔MSD裂纹结构,在工程断裂问题中有较好的应用价值.     

大型隔膜泵曲轴三维裂纹起裂裕度有限元分析

讨论基于断裂力学理论求解应力强度因子的方法。在此基础上介绍利用Ansys有限元分析软件对含有三维裂纹的隔膜泵曲轴应力强度因子进行计算的过程,同时介绍使用Ansys软件自带的宏命令建立含三维裂纹模型的方法,并使用该方法对含三维裂纹曲轴各个截面在12种工况下分别进行分析,得出各个截面存在裂纹时的危险等级。通过有限元分析计算,可以判断曲轴裂纹是否扩展,从而为生产过程中的探伤等工艺提供参考。     

双圆弧齿轮的静态和动态接触模型

基于有限元软件ANSYS建立了双圆弧齿轮静态和动态接触的计算模型，讨论了在真实转动情况下计算齿轮接触应力、应变应该注意的一些事项。介绍了静态接触模型中约束和载荷的处理方法，以及动态模型中施加相当于转矩的跟随载荷的具体方法，讨论了刚体在静态和动态模型中的作用和影响。通过对静态和动态模型计算结果的比较，说明了动态模型方法是可行的。     

被动式永磁阻尼器设计中磁转矩的工程计算

介绍了2种计算被动式永磁阻尼器磁转矩的工程方法,即高斯定理法和磁场有限元法。通过具体模型对比了2种方法的计算特点,并使用有限元软件Ansoft分析了永磁阻尼器各参数对输出的磁转矩的影响。用Ansoft仿真与实际测试结果进行了对比,验证了有限元法有较好的计算精度,适合在工程实际中推广。     

基于CAE技术的索道线路支架分析

基于CAE的结构有限元技术,以I-DEAS软件为主要工具,通过对某索道线路支架进行合理的简化与等效,在建立实体模型的基础上,建立了能反映结构特性的有限元计算模型,并进行静、动态分析计算,计算结果与实验数据吻合,为计算机辅助工程技术提供了必要的理论依据。     

钢管混凝土构件在爆炸冲击荷载作用下的动力仿真分析

采用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对圆钢管混凝土结构构件在爆炸冲击荷载作用下的动力响应特性进行了数值模拟.通过分析钢管混凝土构件在不同折合距离下的侧向位移和核心混凝土的失效破坏情况,得到在爆炸冲击荷载作用下随着折合距离的增大,钢管混凝土构件的整体变形逐渐减小,钢管和核心混凝土的破坏程度也逐渐减小,特别是当折合...     

Finite element simulation of two-point elastic wave excitation method for damage detection in concrete structures

Two-point elastic wave excitation method is proposed to detect the damages (crack and deterioration). This method does not require any baseline signal to distinguish the damages. For verifying the proposed method, finite element simulations were carried out. Two models including 2-D plane and 3-D solid models were constructed, and non-reflecting boundary conditions were applied to the 3-D model to simulate a massive concrete structure. It is shown that cracks and deteriorations were successfully detected and their severities were well quantified through the finite element simulations. This baseline- free elastic wave method is useful for damage detection of concrete structures with or without nonreflecting boundaries. The article is published in the original.     

基于ANSYS的滚动轴承径向游隙分析

介绍了滚动轴承游隙的理论计算方法,运用ANSYS软件对装配和工作时的游隙变化量进行了有限元仿真分析.理论计算结果和仿真分析结果的对比表明两者之间存在差异.进一步的分析证明理论计算时,发现按照线性关系合成变形量的方法存在误差,从而验证了ANSYS软件计算轴承游隙的可行性.     

Application of residuals from regression of experimental mode shapes to locate multiple crack damage in a simply supported reinforced concrete beam

The objective of the study was to propose an effective, simple and reliable technique to determine the location of triple-crack damage in a simply-supported reinforced concrete beam using the method of mode shape regression. The study required simply supported finite element reinforced concrete beam models to be constructed with one as control and another as the test beam with predetermined triple-cracks along the length of the beam. The technique necessitated the performance of linear and Eigen analyses on the control beam, and nonlinear analysis on the beam with triple-cracks. Residuals obtained from regression of the mode shape using the Chebyshev series rational on the modal frequencies and transformation and application into the fourth order centered finite divided difference formula were used. The use of the regressed mode shapes for the reinforced concrete beam model showed large residuals around the areas of the crack damage. The results showed that the method was successful in determining the locations of the triple cracks and was comparable with other techniques proposed by other researchers in terms of its simplicity and reliability.     

多孔多曲面复杂零部件有限元建模技术

介绍了两种针对多孔多曲面复杂零部件划分有限元网格的方法和技巧,解决了此类复杂零部件有限元建模难,耗时多的普遍问题。与以往采用单一的分析软件处理有限元问题不同,提出用软件HyperMesh和AVL Fame为前处理工具,建立有限元模型,而后采用分析软件ABAQUS进行具体问题的分析计算。其中四面体网格的快速划分工具采用HyperMesh,六面体网格划分主要采用AVLFame。最后通过对某柴油机缸盖机体组合结构的模态分析,证明了这里方法的正确性,能够为复杂零部件的设计和优化人员提供有限元建模参考。