Mindlin理论的八节点等参元

按照传统有限元方法,以位移为基本未知量,将经典弹性力学理论中的八节点等参元推广到考虑偶应力的情况,分析了考虑偶应力的小孔应力集中问题,算例表明该单元计算精度好,能够得到比较理想的数值结果。     

非协调实体壳元及其在振动分析中的应用

在八节点三维实体等参单元的基础上,为局部坐标系下的挠度位移分量附加单元内非协调位移项,构造了能很好反映横向剪切变形影响的八节点非协调实体壳单元,并将该单元用于板壳结构的振动分析。修正的应力—应变关系可有效地克服实体壳元的厚度自锁,高阶非协调位移项的附加可免除剪切和厚度锁闭。通过修正单元常应变矩阵和非协调形函数,保证单元在不规则网格时能通过常应力分片检验。数值算例表明:单元计算精度高,且对于厚板和薄板结构的动力分析都能适用。     

深梁的计算机分析方法

介绍用工程中常见的深梁的计算机分析方法，程序采用八节点等参元，对八节点等参元进行了理论分析并结合了八节点等参元单元刚度矩阵的计算方法，最后简要地对计算结果作了进一步评价。     

高层建筑与地基基础联合作用的非线性分析

本文采用有限元—边界元耦合方法,对高层建筑与地基基础的联合作用进行了考虑材料非线性的分析.地基部分用二次曲线等参边界单元来模拟;上部结构中的混凝土及受拉主钢筋分别用八节点等参单元和二节点线形单元来模拟;而混凝土与钢筋之间的粘结—滑移关系则用四边形联结单元来模拟.根据两部分接触面上位移协调和力的平衡条件,将FEM和BFM进行耦合.用FORTRAN77语言编制了计算机程序,并在COMPAQ386/20e计算机上进行了实例计算.结果令人满意.该方法充分发挥了有限元在非线性分析中的优势和边界元在半无限域应用中的优势,较之单一的有限元法,具有数据准备简单,机时耗费量和内存需求量少,计算精度高的优点.     

计算四边支承圆管式空心楼板的两种简化方法

采用ANSYS有限元软件分析几种不同规格的空心板,阐述空心板是正交各向异性(等效刚度)板.采用两种简化方法求解四边支承圆管空心板,一种方法求解出正交各向异性板单元的刚度矩阵中各项参数,采用有限元对空心板进行分析;另一种方法采用SAP2000软件依据两方向刚度相等原则将空心板等效成井字梁分析,从而求出两方向梁的内力.两种方法均具有较高精度,并列举实例说明.     

高层建筑厚板转换层有限元FETP软件包及其应用

高层建筑厚板转换层的结构分析目前仍未得到很好的解决。本文基于Ｍｉｎｄｌｉｎ假设，建立了中厚板八节点等参单元，很好地满足了厚板转换层结构分析的需要。本文应用计算机辅助设计理论及科学计算可视化技术，编制了相应的软件包，在工程应用中取得了满意的结果。该软件包仅需极少量的几何及荷载信息，便可自动生成有限元分析所需的信息。原始数据及生成的有限元网格均用图形显示，以便校核。对计算结果可绘制任一剖面上的位移、内力曲线及整板的位移。内力等值线。     

筏板长宽比对桩筏基础沉降影响有限元分析

采用有限单元法分析法,建立土体剑桥模型,桩、筏八节点块单元模型,并结合分层总合法计算桩基沉降,分析筏板长宽比对桩筏基础沉降的影响规律,为桩筏基础的筏板设计提供参考。     

空心普通和再生钢管混凝土柱抗震性能研究Ⅱ:理论研究

基于前文对空心普通和再生钢管混凝土柱抗震性能的试验和有限元分析,对空心普通和再生钢管混凝土压弯构件的抗震性能进行了理论研究。首先,运用瑞利-利兹法和极限平衡理论等方法对压弯构件在单调荷载作用下的荷载-位移曲线进行了全过程分析。结合有限元参数分析结果,提出了空心普通和再生钢管混凝土压弯构件骨架曲线理论模型和位移延性系数简化计算公式,可为空心钢管混凝土结构工程实践和相关规程的修订提供理论参考。     

稳态温度场面向对象的有限元分析程序设计

根据热传导的偏微分方程由变分原理导出稳态温度场的基本方程和边界条件,通过有限元法可以得到通用有限元计算方程.因此,采用八节点六面体等参数单元给出稳态温度场问题的单元刚度矩阵和边界热流向量的计算公式,并用VC 编程语言采用面向对象的技术编写了相应的计算程序.通过与ANSYS分析结果进行对比,有效地论证了该程序的可行性.     

CFRP加固预应力空心板受弯性能非线性有限元分析

为了有效补充有限的试验研究和进一步深入探讨,采用有限元方法对碳纤维布加固预应力空心板进行了非线性有限元分析。根据4块碳纤维布加固预应力空心板的实验研究结果,建立了合理的三维有限元模型。以不同的粘贴方式为参数,进行碳纤维布加固预应力空心板受弯性能非线性有限元分析。结果表明:碳纤维布总用量一定时,粘贴方式为单层四幅的预应力混凝土空心板的极限承载力和延性最为显著,碳纤维布的应变最大。计算得到的荷载挠度曲线、碳纤维布的应变曲线、开裂荷载和极限荷载都与试验结果吻合较好,可以较好地模拟碳纤维布加固预应力空心板的受弯性能。     

板锥网壳结构的超级有限元分析

板锥网壳结构是一种新型的组合网壳。本文在对这类结构有限元法分析的基础上 ,根据板锥网壳结构的构成特点 ,应用超级元分析的基本思想 ,对这类结构进行了分析 ,给出了这类结构超级元分析基本公式。算例分析结果表明 :与一般有限元法相比 ,超级元法大大节省了计算量 ,结点自由度可降二个数量级 ,且分析结果和有限元法基本吻合 ,为这类大跨空间结构应用微机分析提供了一种新的方法     

FRP加固RC双向板受力全过程的非线性分析

本文通过有限元法模拟和模型试验,对外贴玻璃纤维条带加固钢筋混凝土双向板的受弯性能进行了非线性全过程分析,研究了加固板的挠度以及纤维应变随荷载变化规律,对玻璃纤维条带加固RC双向板的受力机理进行了分析。分析结果表明,通过合理选择有限元数值模型,可以较好地模拟外贴玻璃纤维条带加固RC双向板的受弯性能。分析结果和试验结果均表明外贴玻璃纤维条带可以有效地提高双向板的抗弯刚度、开裂荷载和极限承载力。     

下沉式楼面板结构受力性能数值分析

在冷轧带肋钢筋下沉式楼面板受力性能试验研究基础上,利用ABAQUS有限元软件建立了2个沉板有限元模型,通过变形、钢筋应力、混凝土损伤等与试验的对比分析,验证了所选模型的可靠性。在此基础上,进一步考察了板厚、下沉板区域大小及钢筋强度对下沉板楼面受力性能的影响,并完成了普通双向平板与沉板的非线性有限元对比分析。结合分析结果,明确了此类沉板受力性能、变形特点,给出了设计建议。     

三维块体离散元可变形计算方法研究

 在三维刚性块体离散元的基础上,研究可变形块体离散元方法,并编制相应的可变形块体离散元程序。该方法把块体单元看作弹性体,并对其划分有限元网格,对每个可变形单元的计算是假设在力边界条件下求解可变形单元的节点位移;可变形块体之间力和位移的传递是通过构筑的节理单元实现的,节理单元反应岩土工程中实际节理的变形性质和强度特征,结构面破坏前,体现了连续介质计算方法的特点,结构面如果发生破坏,预设节理处的节理单元直接转变化为法向和切向弹簧,体现了离散元计算方法的特点。另外,节理单元有实际的厚度,可以根据实际节理的性质确定计算参数,这一点也体现出了对刚性块体离散元方法的改进。与刚性块体离散元方法比较,该方法可以反映岩体变形性质,如泊松效应、三维岩体中的真实波速,它还可以模拟结构面的破坏演化过程;与有限元方法比较,它可以更好地描述岩体中节理的特征,允许单元有较大的位移;相对于以前的可变性离散元方法,它既克服了有限差分格式带来计算上的复杂,又建立在三维模型的基础上,为有关岩土工程的数值分析提供了一个可行的数值方法。     

纤维石膏速成板-钢筋混凝土密肋组合楼板承载能力有限元分析

在纤维石膏速成板-钢筋混凝土密肋组合楼板静力荷载试验研究的基础上,利用ADINA软件对组合楼板进行非线性有限元分析.分析表明,组合楼板的三维有限元模型合理,计算结果与试验结果吻合较好,并探讨纤维石膏速成板对组合楼板承载力的贡献度.     

Behaviour of headed stud shear connectors for composite steel-concrete beams at elevated temperatures

The behaviour of composite steel-concrete beams at elevated temperatures is an important problem. A three-dimensional push test model is developed herein with a two-dimensional temperature distribution field based on the finite element method (FEM) and which may be applied to steel-concrete composite beams. The motivation for this paper is to increase the awareness of the structural engineering community to the concepts behind composite steel-concrete structural design for fire exposure. The behaviour of reinforced concrete slabs under fire conditions strongly depends on the interaction of the slabs with the surrounding elements which include the structural steel beam, steel reinforcing and shear connectors. This study was carried out to consider the effects of elevated temperatures on the behaviour of composite steel-concrete beams for both solid and profiled steel sheeting slabs. This investigation considers the load-slip relationship and ultimate load behaviour for push tests with a three-dimensional non-linear finite element program ABAQUS. As a result of elevated temperatures, the material properties change with temperature. The studies were compared with experimental tests under both ambient and elevated temperatures. Furthermore, for the elevated temperature study, the models were loaded progressively up to the ultimate load to illustrate the capability of the structure to withstand load during a fire. It is concluded that finite element analysis showed that the shear connector strength under fire exposure was very sensitive. It is also shown that profiled steel sheeting slabs exhibit greater fire resistance when compared with that of a solid slab as a function of their ambient temperature strength.     

无网格法对岩体不连续面的模拟

 鉴于以Goodman单元为代表的界面单元在传统有限元法中取得了广泛而成功的应用,因而采用无网格法进行岩土工程数值分析时,首先考虑引入Goodman单元以模拟不连续面。详细分析将Goodman单元引入无网格法模拟不连续面的可行性和当前研究所存在的问题。研究结果表明,由于Goodman单元最初的应用对象是有限元法,其位移模式实质是为了实现与其相连接的有限单元相协调;而无网格的位移模式是基于离散节点的,对于不同的待插值点,影响域覆盖该插值点的节点及其数量也不相同;因而必然存在着无网格法的位移模式与Goodman单元边界上假定的位移模式不相协调的问题。解决这个问题的关键是在考虑节理单元的刚度对总体刚度矩阵的贡献时,应采用数值积分计算得到节理单元的刚度矩阵而不是简单的将传统解析表达式累加到求解系统的总体刚度矩阵中去;考虑到上述特点,界面单元可以隐式或显式出现在计算模型中。以自然单元法为例详细介绍显式和隐式Goodman单元的具体实现方案,并给出相应的算例进行数值验证和对比;所提出的思路对于一般的无网格方法都是适用的。     

压型钢板-混凝土组合楼板抗火性能非线性分析

压型钢板-混凝土组合楼板是目前广泛运用的一种新型结构构件,但由于缺乏对组合楼板抗火性能的研究,现有设计方法并没有充分发挥材料的性能。本文在建立室内火灾传热模型基础上,在空间上运用有限单元法和在时间上运用有限差分的混合解法,编制计算程序解算出火灾下组合楼板在不同时刻的温度场,进而利用钢筋混凝土非线性有限单元法,对多种工况下组合楼板的抗火性能进行了分析,为组合楼板的抗火设计及研究提供了一定的基础。     

基于优化方法的桅杆结构有限元模型修正

为了给桅杆结构的健康监测研究提供一个较为准确的有限元基准模型,采用规划优化算法作为桅杆结构模型修正的基本工具,同时将优化算法与大型有限元分析软件相结合,首先,利用ANSYS软件仿真得到桅杆结构的一组动力响应数据,并将它作为模拟的实测数据,用以作为有限元模型修正的基准。其次,以桅杆结构结构的杆端联结刚度可调的杆件有限元模型为对象,以杆端的节点连接刚度为修正参数,以结构模型的节点位移作为修正目标,建立了目标函数从而修正了结构的有限元理论模型。     

基于ANSYS接触分析的粘结-滑移数值模拟

采用通用有限元程序ANSYS 10.0对拔出试件进行了接触分析,对数值模拟中的材料模型定义、有限元模型的建立、接触单元生成及后处理等关键技术进行了系统的研究;重点介绍了使用Targe170和Conta174单元建立三维接触对的实用方法,建议了库仑摩擦模型中摩擦因数和胶着强度的取值,最终实现了基于ANSYS接触分析的粘结-滑移数值模拟。结果表明:该方法可对钢筋拔出过程中的接触摩擦力、接触压力及接触状态等问题进行研究,弥补了宏观试验的不足,模拟拔出试验中的粘结-滑移关系具有一定的可行性。