钢框架节点焊缝应力强度因子的参数分析

为定量地确定荷载作用下钢框架梁柱节点焊缝应力强度因子的大小，提出了断裂力学与有限元分析相结合的方法.有限元分析采用ANSYS软件.判断焊缝开裂的依据是Ⅰ型应力强度因子，应力强度因子通过积分的方法求得.通过有限元计算分析了初始裂缝深度对梁柱节点焊缝应力强度因子的影响,所分析的参数还包括梁截面尺寸、柱截面尺寸、梁柱长度和焊脚尺寸.分别研究了梁上翼缘和下翼缘焊缝的应力强度因子随参数的变化情况.参数分析结果表明，梁下翼缘焊缝比上翼缘更容易开裂，应力强度因子与梁截面参数是增函数关系，与柱截面参数是减函数关系.最后，得出了应力强度因子计算公式.     

楔形翼缘连接板腹板连接节点断裂性能

为定量确定采用楔形翼缘连接板的钢框架结构梁柱腹板连接节点焊缝应力强度因子与初始缺陷深度之间的函数关系,采用断裂力学与有限元分析相结合的方法.判断焊缝开裂的依据是一型应力强度因子,应力强度因子通过J积分的方法求得.通过有限元计算研究初始裂缝深度、梁截面尺寸、柱截面尺寸、梁柱长度和翼缘连接板伸出柱边缘的长度对腹板连接节点焊缝应力强度因子的影响.采用正交设计法进行研究方案设计,根据参数分析结果归纳出应力强度因子计算公式.结果表明,梁下翼缘焊缝比上翼缘更容易开裂,采用楔形翼缘连接板可以明显改善焊缝边缘的断裂性能,应力强度因子与梁截面参数是增函数关系,与柱截面参数是减函数关系.     

腹板连接节点焊缝应力强度因子的参数分析

为定量的确定荷载作用下钢框架结构延长翼缘连接板梁柱腹板连接节点焊缝应力强度因子的大小,采用断裂力学与有限元积分相结合的方法,研究腹板连接节点的断裂性能.判断延长翼缘连接板腹板连接节点焊缝开裂的依据是Ⅰ型应力强度因子,应力强度因子可以通过有限元计算J积分的方法求得.通过有限元计算分析了初始裂纹深度、梁截面尺寸、柱截面尺寸和梁柱长度对延长翼缘连接板腹板连接节点焊缝应力强度因子的影响.采用正交设计法进行研究方案设计,根据有限元分析结果归纳出应力强度因子计算公式.研究结果表明：延长翼缘连接板腹板连接节点梁下翼缘焊缝比上翼缘更容易开裂,应力强度因子随梁截面参数的增大而增大,随柱截面参数的增大而减小.     

预应力效应对小箱梁纵向开裂影响分析

公路装配式预应力混凝土小箱梁纵向开裂问题较为普遍,纵向裂缝会严重影响结构安全及耐久性能,甚至降低桥梁结构承载力。本文以30 m装配式小箱梁为分析对象,根据后张法预应力对小箱梁梁体的作用机理,采用有限元软件ANSYS并基于等效荷载法,对预应力钢束张拉过程作用于小箱梁梁体的端部锚固力、曲线段径向力、管道偏差力等3种荷载引起的梁体竖向应力进行仿真分析。结果表明：端部锚固力引起的混凝土局部承压区竖向拉应力最大,达到1.503 MPa,发生在距梁端1.5 m附近截面;曲线段径向力引起的梁体竖向拉应力较小,可忽略其对纵向开裂的影响;在规范允许的施工误差范围±1 cm内,管道偏差力引起的梁体竖向拉应力介于0.610～3.250 MPa之间,可能导致梁体纵向开裂。     

空间曲线蝶形拱桥顶推施工的多尺度模拟分析

采用实体退化单元精确描述构件几何特征,结合多尺度建模的思想建立杭州钱江八桥全桥精细有限元模型进行施工过程仿真分析.施工阶段仅考虑自重荷载,约束条件为多跨连续梁,最大顶推跨径为94 m.分析结果表明：最大拉应力约为307.2 MPa,最大压应力约为306.7 MPa,均位于前导梁箱型截面段与双工字钢截面段的交接处,在施工过程中主桥结构未出现应力过大情形;主、副拱肋应力及变形呈现空间变化特性,截面角点应力的变化规律具有一定的对称性;主、副拱连杆对结构的受力有明显影响;主梁最大应力为-280.4 MPa,施工中主梁未出现屈服现象.     

功率载荷下叠层芯片封装热应力分析

应用有限元分析软件ANSYS,模拟功率载荷下叠层芯片封装中各层的温度和应力分布.分析结果表明,下层芯片最高温度、最大等效应力和剪应力分别为412.088 K,143 MPa,65.4 MPa,下层芯片的边角处应力和剪应力值最大,也是芯片最容易破坏和开裂的位置.     

水泥回转窑简体裂纹模型的建立和安全评定

回转窑是水泥生产系统的关键设备之一,其服役状况直接影响水泥的产量和质量.针对某水泥回转窑筒体焊缝沿筒体轴线方向开裂问题,对轮带与筒体进行力学分析,得出引起垫板处筒体焊缝开裂的应力主要包括弯曲应力、温度应力、残余应力等.结合断裂力学和弹塑性力学构建筒体焊缝裂纹的力学模型,按应力强度因子建立筒体焊缝的断裂判据,对裂纹进行安全评定,并通过现场裂纹统计证实了模型和评定的准确性,裂纹临界尺寸为141 mm.     

炼化加热炉角焊缝开裂原因的探讨

通过结构应力与温度应力的分析，提出炼化和热炉炉底处纵向角焊缝开裂的主要原因是该处存在严重的应力信号，为了避免焊缝开裂，应修改加热炉的支承结构，使工作焊缝转化为不承受结构应力的联系焊缝。     

焊缝形式对自卸汽车车箱结构强度的影响

为分析焊缝形式对自卸汽车车箱结构强度的影响,建立了以板壳单元为基本单元的有限元分析模型,采用多体动力学仿真分析软件SIMPACK,仿真计算得到了油缸的举升力,按朗肯主动土压力理论计算得到了装载的砂石对各板的作用力,应用Hyperworks有限元软件对连续焊和断续焊缝车箱结构强度进行了静态强度分析。结果表明,车箱举升角为1．2。时,断续焊的最大应力比连续焊的最大应力大60．4MPa,举升角为51。时,断续焊的最大应力比连续焊的最大应力小32．5MPa,但断续焊的最大应力均在材料的许用应力范围内,采用断续焊可以提高生产效率。     

钢-超高性能混凝土组合板开裂荷载正交试验及计算方法

为了研究钢-超高性能混凝土（UHPC）轻型组合桥面结构的横向抗弯开裂性能,综合考虑配筋率、保护层厚度、UHPC层厚度和栓钉间距4个影响因素,对40个钢-UHPC组合板试件进行受弯开裂正交试验. 结果表明,未配筋构件裂缝数量少且裂缝扩展较快,配筋可以提高构件的开裂刚度,加强裂缝扩展阶段,使构件出现多元开裂特性. 配筋率对开裂应力的影响最大,其次是保护层厚度,然后是栓钉间距,UHPC厚度对开裂应力的影响较小. 在配筋率较高时减小保护层厚度,开裂应力提高幅度较大. UHPC厚度为45 mm的组合板的开裂应力为18.7~27.8 MPa,UHPC厚度为60 mm的组合板的开裂应力为17.2~27.4 MPa,远超虎门大桥的工程需求. 根据现有规范公式计算钢-UHPC组合结构开裂荷载偏保守. 根据密集配筋钢-UHPC组合结构特点,提出钢筋应力和开裂荷载计算方法,计算结果和试验实测结果较吻合.     

超大跨度自平衡预应力索杆球面网壳结构的设计与分析

目的为实际工程应用设计具有空间刚度的自平衡预应力结构单元.方法结合已有的大跨预应力网壳研究结论和自平衡结构体系的特点设计结构的网格尺寸、高度和厚度,利用ANSYS大型有限元分析软件进行结构计算和静力分析.结果经过合理的构件截面设计,在外载作用下,结构最大的拉索应力为1382.1 MPa,最大的压杆应力为-254.58 MPa,最大竖向位移为-1.66 m;结构内力和变形都在允许的范围内,且无杆件失稳现象.结论单元拼装式自平衡预应力结构在超大跨度空间结构应用是可行的,设计应综合考虑网壳厚度、预应力值、索杆截面变化引起的索杆应力变化.     

多层包扎尿素合成塔应力腐蚀裂纹成因分析

对多层包扎尿素合成塔开裂部位进行了取样分析,确认为应力腐蚀裂纹。并对应力腐蚀的影响因素 进行了分析,结果表明检漏蒸汽会在深环焊缝的层板间隙处冷凝,产生碱性介质浓缩。深环焊缝部位在碱性环境和 局部较高应力下萌生裂纹并扩展,是导致多层包扎尿素合成塔应力腐蚀开裂的原因。分析的结果为多层包扎尿素 合成塔避免层板开裂和灾难性爆炸事故指明了方向。     

基于ANSYS的MONEL-400合金中厚板CMT数值模拟

为获得中厚板CMT残余应力分布规律,进一步了解CMT焊接的优越性,基于ANSYS有限元分析软件,以体生热率做热源,以"生死单元技术"模拟焊缝的生成,对MONEL-400平板CMT焊接进行数值模拟.通过分析模拟结果得到CMT焊接温度场和应力场;通过分析残余应力数据发现CMT对焊件的纵向应力影响较大,该方向在焊缝中心产生的最大残余应力达261 MPa;通过与普通对接焊模拟结果对比发现,CMT可减小焊接塑性变形区的宽度,焊件性能更优越.     

管土接触作用下直埋管道小折角优化分析

针对单焊缝小角度折角在供热管网中的广泛应用,提出双折角结构、双折角中间加厚和双折角双侧加厚结构形式,通过有限元方法对不同管件结构形式,开展不同折角角度和加厚壁厚下的局部应力和最大应力的模拟计算,获得最优管件结构及相关参数.研究结果表明,加厚折角焊缝两侧部分管段壁厚的方法可以有效降低折角焊缝处的应力集中,使DN800管径10°折角角度时焊缝处的最大应力值从520 MPa降低到240MPa,同时将应力集中区域从改变角度处转移到改变厚度处,在应力集中的数值大小和区域范围上均有效保护了折角管道,为处理直埋管道施工过程中出现的小角度折角找到了一种可行的折角安装管件.     

风电起重维修平台夹紧机构的设计

目的 设计风电起重维修平台专用的夹紧机构,解决了风力发电机维修起重设备笨重及运输难的问题.方法 在SolidWorks软件中建立了风电起重维修平台夹紧机构的三维模型,并将其导入到ANSYS workbench软件中.选定风电起重维修平台夹紧机构的顶杆伸出最长时,即风电起重维修平台夹紧机构位于风力发电机塔筒最上部时为分析工况,运用有限元分析技术对风电起重维修平台夹紧机构进行静力学性能分析.结果 在选定的工况下,夹紧机构的最大挠度为16.1 mm,小于许用挠度;夹紧机构的最大应力为337.4 MPa,发生在耳板的下部与顶杆相连接的部位,耳板的材料为Q690,许用应力为492.9 MPa,大于其最大应力.夹紧臂的最大应力为227.4 MPa,小于其许用应力;顶杆的最大应力为308.4 MPa,小于其许用应力;顶杆导轨的最大应力为156.6 MPa,也小于其许用应力.结论 验证了风电起重维修平台夹紧机构的刚度与强度均满足设计要求,对风机起重维修平台的设计提供理论依据,同时为维修平台研制打下基础.     

地铁隧道消防通道变截面处的地震影响分析

采用有限元分析软件MIDAS-GTS NX,以成都某地铁隧道为背景,对主隧道与消防通道连接的变截面处的地震反应特性进行数值模拟,分析在截面变化处,地下结构的地震响应。计算结果表明:在成都地铁场地人工地震波作用下,应力主要集中在上部混凝土板与垂直支撑柱的连接处;常遇地震时主要表现为结构的整体位移,自身变形较小;偶遇地震时变截面应力最大节点可能会有开裂现象;罕遇地震时地铁隧道围护由压应力转变为拉应力,应力值最大节点非常接近于混凝土的拉伸屈服,需要对相对位移较大的节点做加固措施。     

某型土压平衡盾构刀盘有限元分析

根据某土压平衡盾构刀盘结构特点,在Solidworks中建立其三维实体模型,并应用ANSYS软件建立了刀盘相应的有限元计算模型,对刀盘在正常工况和脱困工况下的受力特性进行分析,得到了刀盘在各工况下的应力应变分布规律.分析结果表明,危险截面位于180～210°辅梁与辅条间,在牛腿与法兰盘、辅梁连接处也有较大应力,最大应力为204 MPa,最大变形为1.568 mm,研究结果为刀盘的结构设计和工程施工维护提供了基础数据.     

LY12装甲铝合金焊接残余应力研究

采用钻孔-电测法对LY12铝合金垂直于焊缝方向的焊接残余应力及其分布规律、产生的原因进行了分析,探讨了残余应力的消除措施.研究表明：板厚为6mm的LY12铝合金的焊接残余应力呈双向应力状态;垂直于焊缝方向的残余应力,在焊缝上的应力较大,沿远离焊缝方向逐渐减小,纵向残余应力σx比横向残余应力σy大得多.热处理后的结头强度为236.5 MPa,比未处理的强度提高58.7%.     

压力表管接头焊缝开裂原因分析

分析了不锈钢压力表管接头焊缝开裂的原因,认为此种开裂具有应力腐蚀开裂,沿晶断裂特征。     

预应力混凝土结构开裂后内力的解析算法

对预应力混凝土结构截面开裂后的受力性能进行分析,推导截面应力计算表达式.从理论上分析开裂后相对压区高度的计算方法.给出的整体计算过程,便于编程计算机计算,也适用于计算器手算.本文结果也可用于偏心受压或偏心受拉构件开裂后的计算.