壳单元单层网壳模型的损伤本构模型研究北大核心CSCD

采用壳单元建立网壳结构的精细化模型时,模型中的壳单元在两个方向均有正应变,因此在双向都会出现损伤.为满足结构失效分析时考虑损伤累积的需要,建立了适合壳单元的双向损伤本构模型,通过与常用的梁单元杆件损伤分析结果对比,验证了新建损伤模型的合理性.最后给出了一个单层柱面网壳模型的算例,由分析结果可知,由于损伤累积的影响,模型的失稳时间明显提前了.     

基于精细化本构的单层柱面网壳强震失效机理研究

基于材料考虑损伤累积的精细化本构模型,通过全过程分析方法,考察材料损伤累积对结构抗震性能和失效特征的影响。结果表明,考虑材料损伤累积将显著降低结构的失效极限荷载;通过大规模参数分析,获得单层柱面网壳结构响应随不同的矢跨比、屋面质量、初始缺陷、长宽比和地震动的变化规律;随着矢跨比、屋面质量、初始缺陷的减小,结构的失效极限荷载显著增大,塑性发展范围更广,塑性发展程度更深;随着长宽比增加,结构的失效极限荷载显著提高;随着地震动荷载的改变,结构的失效极限荷载显著改变,并且失效极限荷载的大小与结构的塑性发展程度并没有显著的关联。     

单层网壳损伤识别理论与试验研究

结构损伤识别可以归结为结构损伤参数的模式识别问题.对结构响应信号进行小波包分解可以获得各频带的信号能量,将此特征向量作为输入,利用支持向量机强大的模式分类功能,可以实现结构的损伤识别.在环境振动下,对1/10比例的单层网壳模型进行损伤识别试验,将不同的杆件沿径向进行相应程度的截面切割用以模拟不同程度的损伤状态.对不同损伤情况的加速度样本进行三层小波包分解,以相应频带的信号能量作为输入建立支持向量机,利用支持向量机对未训练样本的信号能量进行损伤分类.试验结果表明该方法简便准确,验证了小波包和支持向量机方法用于损失识别的有效性.     

单层网壳静力稳定性研究

以K6型单层球面网壳为研究对象,基于非线性有限元理论,研究考虑结构初始几何缺陷、材料非线性以及几何非线性对该网壳结构静力整体稳定性的影响,论述了两类稳定性问题,线性屈曲分析计算得到临界荷载以及屈曲模态,非线性屈曲分析方法为弧长法,分析得到网壳结构的荷载-位移全过程曲线,具有工程实际意义。     

用于ABAQUS梁单元的混凝土单轴本构模型

为准确模拟钢筋混凝土梁柱构件的滞回性能,对《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）附录C混凝土本构模型进行了补充修正。采用原点指向模型与拉区应力 应变曲线随受压残余应变点迁移法,补充完善了混凝土受拉加卸载、拉压受力状态转换的滞回规则;采用基于体积配箍率建立的约束指标λ_t分析了钢筋混凝土梁柱构件中箍筋对混凝土的约束作用;对《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）混凝土本构模型中的附加应变算法进行了修正,使得受压混凝土卸载/再加载变形模量能够反映循环加载下混凝土的受压损伤不可恢复特性。利用ABAQUS用户子程序接口UMAT,VUMAT进行二次开发,编写了适用于显、隐式动力分析的梁单元混凝土本构模型子程序,并对往复荷载下钢筋混凝土柱受力性能进行了模拟分析。结果表明:模型的数值模拟结果与拟静力试验结果吻合良好;构建的混凝土本构模型能够用于混凝土梁柱构件在复杂受力状态下的非线性性能分析。     

混凝土损伤本构模型

结合国内外资料,列举了几种具有代表性的混凝土损伤本构模型,详细介绍了各种模型的优缺点,并提出了今后的研究任务和目标。     

单层柱面网壳施工

为扩大黑龙江省展览馆展厅面积,对建筑群中一个21m×50m庭院进行加盖处理,屋盖采用三向单层柱面网壳,从设计到施工完毕仅用了43d,取得了良好的经济效果和使用效果。本工程网壳跨度为20.72m,长度48.204m,曲率半径11.944m,矢高6m,支座标高12m。沿波长     

混凝土损伤本构模型研究评述

现有混凝土本构关系主要是基于成熟的经典弹塑性模型所建立的,弹塑性模型在数学上较严格,但是与混凝土材料破坏机理不协调,各国学者针对混凝土这类特殊多相复合材料提出了很多基于不可逆热力学理论的损伤本构模型。系统综述了混凝土损伤本构研究的成果,在分析了各个有代表意义的混凝土损伤本构模型基础之上,对比研究了各个模型的特点及各自适用范围,通过总结前人成果,为损伤本构模型研究提供了思路。     

混凝土火灾损伤本构模型研究

混凝土材料在高温作用下的力学性能研究对混凝土结构防火设计和火灾损伤评估具有重要意义。构建了混凝土火灾损伤本构模型,引入热损伤反映温度对混凝土弹性模量、抗拉强度、抗压强度等力学参数的影响,考虑到混凝土受拉和受压状态下的不同的损伤特性,将混凝土材料的损伤分为受压损伤、受拉损伤和热损伤三种。建立了损伤演化、塑性流动以及内变量演化方程,通过塑性-损伤耦合,描述了不同温度和应力状态下混凝土的应力-应变特性,证明了模型严格符合热力学定律。利用所建立的本构模型对不同温度下的混凝土单轴拉伸、压缩试验进行了模拟计算,计算结果与试验结果能较好地吻合,证明了模型的合理性。     

基于单元编码的单层网壳结构拓扑优化方法

针对杆件规模较大的网壳结构的拓扑优化问题,提出了一种单元拓扑编码方法,不仅减少了优化变量,而且降低了机构体系出现几率,提高了优化效率.运用上述拓扑编码方法并结合改进萤火虫优化算法,对单层网壳结构进行拓扑优化分析,并与传统基于杆件编码的拓扑优化方法进行比较,验证了本方法的寻优效率和全局搜索能力.在此基础上,通过设置不同的荷载分布、优化目标和限制条件,获得了一系列形式新颖、受力高效合理、符合优化意图、满足约束条件的网壳拓扑形式,展现了本文方法的工程应用价值.     

单层球面网壳抗冲击试验研究

通过对KIEWITT-6型单层球面网壳缩尺模型进行模态测试及弹性与破坏性冲击试验,验证了基于ANSYS/LS-DYNA的网壳结构抗冲击荷载数值模型的正确性,确定了该模型的两种典型失效模式为结构局部凹陷与结构整体倒塌。综合试验与数值分析结果发现：冲击力时程曲线形式受冲击物初始偏转的影响;如果冲击结束时动力响应已经传到支座...     

单层网壳装配式节点研究现状

单层网壳结构应用广泛,具有很强的生命力,其中自由形态曲面网壳炙手可热.在社会经济发展和国家战略支持的背景下,单层网壳结构的装配化发展已是大势所趋.钢框架结构的装配化发展更早更成熟,相关研究方法、研究思路和部分成果是单层网壳装配式节点研究的"他山之石".文中概述了现有网格结构各种装配式节点的发展与应用,并从节点力学性能和节点刚度对整体结构影响两方面,重点介绍了单层网壳结构中各类装配式节点的相关研究现状,梳理了部分重要结论.最后,进一步展望了单层网壳装配式节点的发展方向,并总结了现有研究的不足.     

大跨度单层网壳结构风洞试验研究

某站房为单层网壳结构,对其风洞试验结果表明:风在屋盖表面发生局部扰流和紊流并形成回旋涡流,屋盖以受升力为主,最不利位置在陡端底部。结构整体对称而局部构造不对称的大跨度屋盖结构,即使在对称风力作用下,风对屋盖整体影响也是不对称的,这主要是由于表面构造不均匀所致。     

某大跨度单层网壳结构设计研究

对某工程的大跨度单层网壳进行结构选型,采用空间结构计算软件分别建立了单层网壳带底部框架模型和单层网壳弹性支座模型,在承载力、刚度验算和整体稳定性分析后,利用有限元分析软件ANSYS Workbench对关键性的铸钢节点进行有限元分析。分析结果表明:该单层网壳结构具有较高的承载力、刚度及稳定性能,关键节点承载力高,安全性好。因此,对于采用混合结构的大跨度空间结构而言,底部框架对整体的刚度影响不容忽视,应采用带底部框架模型和简化弹性支座模型分别进行分析并取包络值作为设计依据。对初始缺陷较为敏感的单层网壳应特别注意施工过程中的加工及安装精度控制。     

单层球面网壳的稳定性

本文有计划地对400余例实际尺寸的单层球面网壳进行了非线性全过程分析。求得了它们的析限承载力。系统地考察了初始缺陷和荷载不对称分布对网壳性能的影响，通过这种大规模参数分析方法，掌握了单层球面网壳稳定性能规律性，在此基础上提出了供设计人员使用的实用公式。     

单层球面网壳的优化设计

提出了单层球面网壳结构的一种优化设计方法 ,它是一种以网壳的总造价为目标函数 ,取网壳的网格数、矢高、杆件截面面积和节点体积作为优化设计变量 ,采取直接搜索法与准则法相结合的优化设计方法 .基于用 Fortran90软件编制的优化设计程序 ,对单层球面网壳结构进行了大量的计算 ,用回归分析得出网壳最优网格数、矢高、杆件截面面积和节点体积 ,同时使杆件面积规格化 ,以便直接用于实际工程     

单层球面网壳的优化设计

提出了针对单层球面网壳结构的一种优化设计方法,它是一种以网壳的总造价为目标函数,取网壳的网格数、矢高、杆件截面面积和节点体积作为优化设计变量,采取直接搜索法与准则法相结合的优化设计方法.基于用Fortran90软件编制的优化设计程序,对单层球面网壳结构进行了大量的计算,用回归分析得出网壳最优网格数、矢高、杆件截面面积和节点体积,同时使杆件面积规格化,以便直接用于实际工程.     

考虑损伤累积的单层球面网壳弹塑性动力稳定研究

针对动力荷载作用下单层球面网壳结构考虑损伤累积效应的动力稳定问题,应用有限元方法进行了研究.建立了钢材考虑损伤累积的本构关系模型,并通过对动力时程计算时不同子步弹性模量和屈服强度的不断修正,获得了考虑损伤累积的单层球面网壳的动力响应,进而对结构进行了动力稳定分析.结果表明,考虑了损伤累积效应的单层球面网壳的动力响应增大,动力失稳的临界地震波峰值降低.     

岩石损伤统计本构模型的研究

基于概率论和损伤力学对岩石在荷载作用下的破坏，损伤和弹塑性变形等特征进行了探讨，建立了弹塑性损伤统计本构模型。在损伤演化方程中全部采用有效应力，并能反映岩石剩余强度，与试验结果的比较显示了该模型的合理性。     

充填单节理岩体本构模型研究

根据以往充填节理的直剪试验结果,详细研究充填度对节理力学参数的影响。在分析几种充填节理岩体剪切强度模型的基础上,用经典的弹塑性理论提出充填节理岩体增量型应力与位移的本构模型,特别对节理剪切应力–位移曲线的硬化和软化特征进行研究。通过对比本文模型与已有试验点的剪切曲线,结果表明两者具有较好的吻合性,从而验证本文模型的正确性。