索结构分析中的索单元力学模型

本文介绍了索结构分析中常用的索单元力学模型,给出了相关的单元非线性平衡方程,以及各自的适用对象。同时给出了相关应用实例。     

基于广义变分原理的弹性地基梁静力分析

本文分析弹性地基梁,以广义变分原理为基础,节点位移和节点转角作为待定参数,分别用插值函数方法和数值积分方法计算内力功和外力功,方法简单。计算结果表明,该方法规律性强、精度高、易于手算和微型计算机计算。     

基于索滑移模型的空间索膜结构设计分析

针对空间索膜结构实际应用中会存在索相对薄膜滑移的问题,提出了一种考虑索滑移的索膜组合结构分析模型。利用能量变分原理推导了局部坐标系下空间索单元和膜单元非线性有限元方程,将索和膜单元方程公共项合并得到整体坐标系下索膜组合结构非线性有限元方程。然后将薄膜对索单元节点的拉力分解到垂直于节点相邻两索单元的方向上。根据相邻两索单元张力与摩擦力之间的不等式关系建立了索滑移模型,给出了考虑索滑移的索膜结构非线性有限元方程迭代求解方法。最后将索滑移模型应用到空间索膜结构设计分析中,分析结果表明,索膜间摩擦力的存在会导致索张力不均匀,但在一定程度上可以提高薄膜抵抗外载荷的能力,索膜结构在载荷分析过程中需要考虑摩擦滑移对索膜结构的影响。     

弹性地基梁动力响应分析的一种辛算法

本文根据古典阴阳互补和现代对偶互补的基本思想,首次建立了线性阻尼情形下弹性地基梁动力学的相空间(挠度、动量)非传统Hamilton型变分原理.这种变分原理不仅能反映这种动力学初值-边值问题的全部特征,而且它的欧拉方程具有辛结构的特征.基于该变分原理,提出一种称之为辛空间有限元-时间子域法的辛算法.这种新方法是由空间域采用有限元法与时间子域采用Lagrange插值多项式插值的时间子域法相结合而成.文中用这种辛算法分析了四种支承条件下弹性地基梁的动力响应问题.算例的计算结果表明,这种新方法的稳定性、收敛性、计算精度和效率都明显高于国际上常用的Wilson-θ法和Newmark-β法.     

夹层梁动力响应分析的一种辛算法

根据古典阴阳互补和现代对偶互补的基本思想,首次建立了线性阻尼情况下Reissner夹层梁动力学的相空间非传统Hamilton型变分原理。这种变分原理不仅能反映此类动力学初值—边值问题的全部特征,而且它的欧拉方程具有辛结构的特征。基于该变分原理,提出一种称之为辛空间有限元—时间子域法的辛算法。这种新方法是由空间域采用有限元法与时间子域采用Lagrange插值多项式插值的时间子域法相结合而成。文中用这种辛算法进行了四种支承条件下夹层梁的动力响应分析。算例的计算结果表明,这种新方法的稳定性、收敛性、计算精度和效率都明显高于国际上常用的Wilson-θ法和Newmark-β法。     

基于参变量变分原理的地基梁位移非线性分析

提出一种分析地基梁非线性位移的新方法。首先采用分段线性函数对非线性的基底压力(p) -基底沉降(s)关系曲线进行拟合,通过引入控制变量,得到p-s曲线统一表达式。根据地基梁模型能量泛函,结合参变量变分原理和分段线性地基模型中的互补条件,导得一个标准的线性互补模型。该模型可用较为成熟的规划算法进行求解,使地基梁位移非线性求解问题转化为一个标准的数学问题。在对该法的合理性进行验证后,详细推导了集中荷载作用下地基梁位移的非线性求解方程,并对其进行求解。在此基础上,对线性与非线性计算的差异及影响非线性计算结果的因数进行分析,得到如下主要结论：考虑非线性影响时,地基梁位移曲线不均匀沉降增大,地基梁内力增大;随着p-s曲线非线性程度增加以及p-s曲线上进入非线性段临界压力值的减小,非线性影响越明显;荷载大小及梁与地基的相对刚度均会影响地基梁位移分布形式。     

饱和土动力固结分析中的变分原理

给出文献的饱和土动力微分方程变分所对应的泛函表达式,这对饱和多孔介质的动力固结问题数值分析具有重要意义。     

三维非连续变形分析方法的变分原理及应用

根据三维非连续变形方法的特点及相应的位移模式,详细推导了基于变分原理的非连续变形方法的理论计算公式,建立了三维非连续变形分析方法的理论体系和控制方程,并给出了相应的公式和算例.     

弹性动力学广义Hamilton拟变分原理的三种代入构成法

对于几何非线性弹性动力学问题的拟变分泛函，提出了输流、变形、参数三种代入构成法，从而解决了由于初值问题带来的困难。给出了狭义拟变分泛函的表达式。     

基于变分原理的群桩位移计算方法

提出一个包含两个待定参数的群桩中单桩的位移函数关系式,由此利用变分原理和最小势能原理推导了群桩的分析过程,最终得出群桩刚度矩阵的表达式,进而可以求得群桩基础中任意单桩任意深度处的位移。通过各种分析方法对均匀土体和非均匀土体中群桩位移分析结果的比较说明该方法精度满足要求,但应用本文方法进行分析时不用划分桩土体单元,且计算量较小,能准确模拟土体模量随深度线性变化的情形。     

列车动载作用下锚索锚固力响应规律的研究

京石客专石家庄明挖隧道工程与既有京广铁路线近距离并行长达5km,既有铁路运营的长期振动必然对隧道支护结构稳定性造成影响。研究锚索锚固力动载响应规律、确定合理的锁定力值,是保证隧道支护稳定及铁路运营安全的关键环节。基于此,在石家庄隧道选取代表性区段,进行锚索锚固力长期监测现场试验。同时,利用FLAC-3D软件建立数值模型,分析总结锚索锚固力的动载响应规律。研究表明,在特定工况下,锚索支护结构存在-锚固力收敛阈值,仅当锁定力高于该值时,结构才是稳定的。锁定力在该范围内的变化对结构稳定影响不大。而当锁定力小于该值时,结构表现为对动载敏感。锚头位移随锁定力减小,呈抛物线函数关系增长,锚索应力变幅百分比随振源距离减小、振源强度提高而呈幂函数关系增长。以上规律部分地得到现场量测数据的证实。     

斜向动荷载下杆件的振动性能研究

研究了在斜向动力荷载作用下杆件的动力性能 ,推导出了有关杆件的振幅计算公式 ,并分析了振动参数对杆件动力稳定性的影响 ,提出了在实际工程中减小杆件振动的一些措施     

基于小波分析的隧道衬砌结构动力响应规律研究

阐述了隧道衬砌结构动力有限元分析的小波解析方法与粘弹性边界条件,采用弹簧–阻尼单元模拟粘弹性边界条件;建立了相应的有限元分析模型,并利用现场振动测试成果,对京广线朱亭隧道在提速列车振动荷载作用下的动力响应特性进行分析研究,得出了衬砌结构各特征点处的振动位移、加速度、弯矩、剪力与轴力的时程响应规律,将计算结果与现场测试成果进行对比分析证明所提出的分析方法是合理的。研究成果对进一步分析提速铁路隧道衬砌结构的动力稳定性具有重要意义。     

基于修正剪切滞模型的预应力锚索作用机理研究

将剪切滞模型的基本原理应用于预应力锚索作用机理研究，并考虑预应力锚索锚固段内稳定岩体及浆体材料的损伤特性，通过定义岩体、浆体的剪切损伤变量，给出了各自的损伤本构方程及相应的损伤演化方程，并将其用于对常规剪切滞模型的修正，得到了考虑材料损伤的修正剪切滞模型。应用该模型研究了预应力锚索侧阻力分布模式及荷载．位移特性，通过对一预应力锚索工程的具体分析，显示了该模型的合理性。     

基于ANSYS的索穹顶施工过程逆向模拟分析

以实际工程为背景,采用非线性有限元法对索穹顶施工过程进行了逆向模拟分析,通过改变索长实现结构的整体提升,索长改变通过施加温度荷载实现。在ANSYS中建立了索穹顶的索杆梁有限元模型,主动索和辅助索为2节点索单元即link10单元,被动索采用多段的link10单元来模拟,撑杆为link8单元,内环梁为beam4单元。利用ANSYS中强大的APDL编程功能开发了索穹顶结构施工过程逆向模拟分析程序,为整体提升技术在大跨度索穹顶结构中的应用提供了有益的参考。     

索结构中拉索张力测量的原理与方法

如何确定施工和使用过程中拉索结构的索张力大小是工程设计人员面临的重大问题。阐述了压力表测定千斤顶液压法、压力传感器直接测定法、拉索频率测定法、振动法、三点弯曲法以及弹性磁学法等测量拉索张力方法的原理以及应用。并比较了几种方法的优缺点,说明了各自的适用范围。     

混合型索穹顶结构体系的静动力性能研究

针对Geiger型和Levy型索穹顶结构存在的不足,提出几种混合型索穹顶结构形式,并采用二次奇异值分解法计算结构的初始预应力分布,进而分析比较几种索穹顶结构的静动力性能。分析结果表明：混合I型既可解决Levy型索穹顶结构中心杆件密集,节点设计难度大的问题,又具备其良好的静动力特性;混合Ⅲ型和混合Ⅳ型索穹顶结构的静动力力学性能优于Geiger型索穹顶,同时也不失Geiger型索穹顶构造简单,施工方便的特点。     

基于损伤理论的预应力锚索荷载-变形特性分析

根据损伤理论的基本原理，分别定义了岩休剪切损伤变量和受拉浆体材料的损伤变量，确定了各自相应的损伤演化方程；推导了基于浆体材料损伤的锚索锚固段荷载传递控制微分方程：并将岩体剪切损伤理论与常规剪切位移法相结合，研究了拉力型预应力锚索锚固段的荷载．位移特性、侧阻力分布特性以及轴力分布特性等。将一工程实例的计算结果与实测结果进行了比较，结果表明，该方法是可行的，特别适合描述预应力锚索处于较高应力水平时的工作特性。     

基于ANSYS对钢桁梁桥的静动力分析

以下承式钢桁梁桥为研究对象,采用ANAYS分析程序,建立了下承式钢桁梁桥的空间有限元模型;对钢桁架桥的静力和动力特性进行分析,得出一些有用的结论,为进行桥梁设计及检测与维护提供了技术参数与依据,并为进一步的分析奠定基础。     

索-桁结构的静力分析及动力特性研究

本文采用交替迭代法分析索—桁结构体系,并导出了这种杂交结构无阻尼自由振动的简化方程。最后,通过算例分析得出了一些对实际工程有益的结论