考虑层状岩体强度异向性的地下洞室平面有限元分析

由于层状岩体在平行和垂直层面的方向上具有不同的强度特性，故进行非线性分析时必须考虑岩体强度的异向性。据此，笔者研制了一个可以处理层状岩体强度异向性的弹塑性及无拉分析的平面有限元程序，并举例进行了计算和结果分析，得到了一些有益的认识。     

吊管机单臂架结构有限元分析及测试验证

某型吊管机的单臂架受力计算突破传统的手工简化计算及ANSYS有限元分析的一般流程,从Pro/E2.0中进行三维实体建模,利用ANSYS Workbench的模型接口转换功能直接导人,对模型进行边界约束、划分网格等参数设定,根据吊管机单臂架的3种基本工作状况施加载荷进行臂架结构有限元分析,并在实际工作中采用电阻应变计应力测试方法进行验证.对比有限元分析与测试的结果,该单臂架能够满足强度要求,符合产品设计要求.验证单臂架采用有限元分析计算的可信度,简化传统设计验证的流程,提高产品的设计效率和安全可靠性.     

平面应变条件下砂土局部化剪切带的有限元模拟

 根据饱和砂土的排水平面应变压缩试验的应变场,分析研究砂土的应变局部化现象以及剪切带的形成。在平面应变压缩条件下,砂土在峰值应力状态附近出现应变局部化现象,在残余状态最终形成一条V型剪切带。剪切带的形成是一个渐进过程,砂土呈现出渐进性破坏特性。这种由软化特性引起的应变局部化剪切带是砂土材料非常重要的变形和强度特性之一。基于砂土的三要素弹黏塑性本构模型和动态松弛有限元求解技术,对砂土的应变局部化现象和剪切带的形成进行有限元模拟。其中,砂土本构模型中引入应变局部化参数S来表示砂土峰值以后的软化和剪切带效果,剪切带在单元内未考虑其方向性,而是假设剪切带方向与最大剪切应变的方向一致。分析结果表明,动态松弛有限元法及砂土三要素模型能合理地模拟砂土的应变局部化现象,剪切带附近的最大剪应变值也非常接近,从而实现对砂土材料从硬化→峰值→软化→残余的全过程模拟以及对砂土应变局部化剪切带的定量化分析。     

砂井地基有限元计算的等效平面应变算法

以Barron理论为基础推导了相应的砂井平面应变等效变换公式 ,该公式能同时考虑井阻和涂抹效应。使用一维渗流单元模拟细长砂井 ,可以减少有限元网格中的单元和节点数。通过算例比较理论解、平面应变和轴对称情况下的有限元数值解 ,验证了等效变换公式的有效性和可靠性。     

岩体损伤-弹塑性非线性有限元分析

 根据岩体破坏的特点, 在不同三维应力水平上分别用正交各向异性非线弹性损伤、弹塑性及三轴破坏强度准则, 研究了在受拉区损伤2开裂、在受压区损伤2塑性、在拉压区损伤2塑性2开裂破坏, 以及开裂后的非线性破坏特性。为确定结构的潜在安全度提供了新的途径。     

采煤机前、后摇臂有限元比较分析

应用ANSYS Workbench软件对工作状态下采煤机的前、后摇臂进行应力分析,分别得到了前、后摇臂工作时的应力与变形云图,并就前、后摇臂变形、应力及耳孔应力方面进行了比较,为采煤机前、后摇臂的设计和结构优化提供有力的帮助。     

平面钢管桁架拱平面外稳定试验研究与有限元分析

对2个跨度为10 m的圆弧形平面圆钢管桁架拱模型进行全跨均布荷载作用下的静力试验研究,分析了平面钢管桁架拱的平面外稳定承载力。引入平面外转动弹簧单元、水平位移弹簧单元,建立弹簧-杆系有限元模型,对试验模型进行非线性有限元分析。试验和有限元分析结果表明：下弦杆无平面外支撑的平面钢管桁架拱,在极限状态时,受压上、下弦杆发生侧向弯曲失稳,并引起整体平面外弯曲失稳破坏;圆钢管相贯节点的平面外转动刚度对试验模型的平面外稳定承载力影响显著。弹簧-杆系有限元分析结果与试验结果较为吻合,可为同类型结构的平面外稳定分析、设计提供参考。     

基于ANSYS分析的平面桁架结构优化设计

以六杆平面桁架结构为例,利用大型有限元分析软件ANSYS5.7对其按照重量最轻的原则进行了优化分析,实现了利用ANSYS5.7进行结构优化设计的全过程,得到了重量最轻的优化分析结果,在满足工程要求的前提下,节约了大量的工程材料。     

液压挖掘机斗杆有限元静力分析

对液压挖掘机工作装置中的斗杆进行分析,选择斗杆受力最大的工况即斗杆和动臂垂直的位置,进行静力计算,得到斗杆主要铰接点的受力情况;根据计算结果,利用ANSYS Workbench进行斗杆有限元分析,得到斗杆变形云图,确定其变形最大和安全系数最低的部位;提出斗杆改进措施来提高斗杆的强度.     

平面应变条件下土坡稳定有限元分析

描述岩土材料常采用摩尔 -库仑准则和德鲁克 -普拉格准则 ,前者的计算结果较为可靠 ,后者则更便于数值计算。本文基于非关联流动法则 ,推导出平面应变条件下两种准则相互转化的关系式 ,建立了与摩尔 -库仑准则精确匹配的D -P准则。边坡稳定有限元分析结果表明 :与以往各D -P准则及摩尔 -库仑等效面积圆准则相比 ,本文建议的匹配D -P准则能更好地反映摩尔 -库仑准则的实际特性 ,同时 ,因采用D -P准则的表达形式 ,也方便了编程计算。     

吊锚架的有限元分析及优化设计

吊锚架是电液桩机的关键部件,安装于桅杆的最高端,质量大,为主、副卷扬钢丝绳的运动进行导向.分析吊锚架的结构,依据电液桩机的工作特点,采用有限元分析软件ANSYS Workbench直接建立吊锚架的实体模型,对吊锚架的结构进行应力和安全系数分析,得出吊锚架结构的应力分布云图和安全系数分布图,发现结构的薄弱环节和过剩部位....     

基于AnsysWorkbench的自动扶梯铝搭扣应力有限元分析

Workbench作为ANSYS的新一代多物理场协同CAE仿真环境。如果直接将CAD的模型导入ANSYS会丢失很多几何信息，效果不好。现在Workbench可以解决此问题，因为它和大部分大型CAD软件是无缝连接的．求解时调用ANSYS的求解器。     

不同应变速率下高强混凝土裂缝数值分析

基于C50混凝土在不同应变速率下的单轴抗压试验结果,利用ANSYS软件中的Solid65单元建立混凝土试件的有限元计算模型,较真实的模拟混凝土在四种不同应变速率下由开裂到破坏的变化情况,通过程序计算得出混凝土试件的裂缝发展图和混凝土试件的破坏形态,探究混凝土的破坏机理,为进一步研究混凝土的力学性能提供设计理论依据。     

层状岩体强度异向性地下洞室的有限元分析

对于层状岩体,在有限元方法中可将其当成横观各向同性的连续介质进行计算。因为层状岩体在平行与垂直层面的方向上具有不同的强度特性,故进行非线性分析时岩体强度的异向性必须考虑。据此作者研制了一个可以处理层状岩体强度异向性的弹塑性及无拉分析的平面有限元程序,并举例进行了计算和结果分析,得出了相应的认识     

混凝土裂缝在不同应变速率下的数值分析

基于C40混凝土在不同应变速率下的单轴抗压试验结果,利用ANSYS有限元分析程序中的Solid65单元建立混凝土试件的有限元计算模型,较真实的模拟混凝土在4种不同应变速率下由开裂到破坏的变化情况,通过程序计算得出混凝土试件的裂缝发展图和混凝土试件的破坏形态,探究混凝土的破坏机理,为进一步研究混凝土的动态力学性能提供设计理论依据。     

自承重填充墙平面外承载力有限元分析

采用ANSYS有限元软件对自承重墙平面外承载力进行分析,研究了不同因素如边界条件、砌体强度、墙体高厚比等因素对填充墙平面外承载力的影响,并与试验结果进行了对比.结果表明:填充墙与四周框架梁采用刚性连接,提高了砌体和砂浆强度,增大了墙体高厚比,减小拉结筋间距有利于提高填充墙平面外承载力.     

平面杆件结构有限元分析教学程序研制

针对建筑工程专业本科“计算结构力学”教学的要求，应用杆件结构有限元法－－矩阵位移法，对杆件结构静力分析等内容进行了计算程序的研制。并结合建筑结构计算机辅助设计（ＣＡＤ），利用ＡｕｔｏＣＡＤ软件包开发研制了能将计算结果绘制出结构的内力图和位移（变形）图的计算机辅助教学与学习软件。     

基于小应变本构模型的深基坑受力与变形性状三维有限元分析

借助大型岩土工程有限元软件Plaxis3D,采用能够考虑土体小应变特性的HS-small土体本构模型对软土地区某深基坑工程进行了三维有限元模拟分析.研究了围护结构的变形、坑外土体位移、立柱回弹和支撑轴力等变形与受力规律,并与实测数据进行了对比分析.结果 表明,基于HS-small本构模型的三维有限元分析结果和实测数据能...     

平面应变条件下黄土的竖向加载变形与强度特性分析

针对黄土地区工程建设中的平面应变问题,该文利用西安理工大学真三轴仪,在不同围压条件下进行了不同含水率黄土竖向裂隙向大主应力加载的平面应变试验,研究了原状黄土的平面应变强度、变形特性,以及中主应力变化规律。表明低固结围压条件下,低含水率黄土的平面应力应变曲线呈原生结构损伤软化型;随着固结围压增大,压缩损伤增强,平面应力应变曲线呈次生结构形成硬化型。黄土原生结构损伤软化剪切过程伴随着剪胀变形;压缩损伤次生结构形成剪切过程伴随剪缩变形。平面应变固结竖向加载剪切过程中平面应变方向上的主应力由小主应力逐步转换为中主应力,中主应力系数由单调减小转变为单调增大,破坏时的中主应力系数介于0.15～0.35之间。不同含水率黄土平面应变剪切强度破坏线近似为线性关系;随着含水率的增大,粘聚力明显增大,内摩擦角基本不变。     

坚硬岩体中马蹄形洞室岩爆破坏平面应变模型试验

为了探讨马蹄形地下洞室围岩岩爆破坏过程与机理,以单轴抗压强度(σc)、脆性系数(K)与冲击能量指数(WB)为概化指标,通过物理模型材料的正交试验,选取了合适的具有岩爆倾向性的坚硬脆性岩体物理模型材料,制作了长800 mm×宽800 mm×厚200 mm的马蹄形洞室物理模型试件,并在岩土工程大型真三轴物理模型试验机上进行高应力条件下平面应变物理模型试验。试验结果表明:在高地应力条件下,马蹄形洞室坚硬脆性围岩岩爆破坏主要在洞壁围岩初始破坏裂纹产生后,在极短的时间与极窄的加载区间产生的破坏,破坏具有突发性;洞室围岩在发生岩爆破坏后,围岩应力要进行重新调整,在相对较长时间与加荷区间内围岩表现相对稳定。岩爆破坏过程的物理模拟结果与工程实际基本一致。