张拉式桅杆的非线性静力和动力特性研究

本文提出了 1种新型的桅杆结构体系。运用空间 3节点索单元和梁单元法对其进行了非线性静力分析。运用自空间迭代法 ,计算了这种新型桅杆的自振频率和振型。通过算例计算 ,说明这种形式的桅杆比普通桅杆具有很大的优越性     

一种MIDAS／Civil实体单元实现预应力的方法

介绍了通过在实体单元里预应力分布位置分割实体单元，连接梁单元，在梁单元里面施加预应力来实现实体单元的预应力方法，通过试验模型对比，结果正确，说明计算方法正确。     

索杆梁混合单元体系的初始预应力分布确定问题

本对平衡矩阵理论进行了系统研究，建立了两节点索、杆、梁单元的平衡矩阵的一般形式，并对各种加劲梁、张弦梁结构等索杆梁混合单元体系的初始预应力分布的确定和截面设计进行了分析．依据本理论采用VC 6．0编制了相应程序模块，算例分析验证了本方法的正确性．     

预应力索结构中的索单元数值模型

本总结了目前在索系结构分析中的索单元有限元种类及其优缺点,指出了悬链线单元在精确分析索自重影响时的优越性。在预应力索结构中迭代求原长时,采用Ｒｉｄｄｅｒｓ改进弦割法的迭代计算技术,收敛快速且稳定,不同的算例表明,悬链线单元模型无认在小垂度大垂度索结构的静力动力动力分析中都具有很高精度,而且计算工作量大大减少。     

索穹顶中考虑薄膜与索协同工作对结构性能的影响

索穹顶结构是一种新型的大跨度空间结构形式。目前对该类结构的受力性能研究一般仅考虑预应力索单元承受荷载,而忽略薄膜对功能力的影响,这并不能真实反映索穹顶结构的实际工作状况,并且这种简化计算是否偏于这民未经验证。针对这一问题,本文一个圆形平面Ｌｅｖｙ体系索穹顶结构计算模型,分别对两种方案进行极限承载力和位移的计算。通过对计算结果的分析比较,本文得到如下结论：仅考虑索单元承载所算得的索穹顶结构的极限承载     

ANSYS索结构找形及悬链线的模拟

索结构的形态确定是一个非线性大位移问题。由于索结构的形状确定和预应力分布是一对相互影响的参数,因此,其工作阶段的几何状态一般是难以事先确定的,必须通过找形来确定。本文总结出了利用ANSYS对索结构进行找形的步骤,并通过计算实例,验证了ANSYS程序找形计算的准确性。对于比较长的单索,例如斜拉桥、悬索桥、索道等,具有很强的几何非线性,其垂度的影响是不可忽略的。然而,ANSYS软件单元库不包括曲线索单元, 利用二节点直杆单元来模拟索单元仅在索长度不太大的情况下满足要求。基于此,本文提出了采用多段link10单元来模拟悬链线索单元。最后通过算例模拟悬链线索单元,验证由多段link10单元模拟悬链线索单元计算方法的可行性和准确性。     

一种 Midas/Civil板单元实现预应力的方法

提出通过在板单元里预应力分布位置分割板单元,连接梁单元,在梁单元里面施加预应力来实现板单元的预应力。通过试验模型对比,结果正确,说明计算方法正确。     

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。     

索结构找形分析的精确单元方法

索找形问题是索结构分析中所要解决的首要问题,在给定边界条件下,所施加的预张力和外部荷载通过调节索的 形状来平衡。本文研究索结构初始形状确定的精确有限单元法,对于常见的荷载形式,构造了线性和非线性两大类共5种 单元,适用于一般的索结构找形计算,并且可以给出精确的解答。本文通过将水平方向和竖直方向的平衡方程解藕,得出 了索单元的精确描述格式,并保证了索结构形状的唯一性。文中以索结构内部结点坐标作为基本未知量,以结点平衡方程 为基本方程,通过直接求解单元的平衡微分方程得到单元刚度矩阵的解析表达式。对于由线性单元组成的索结构,其基本 方程为线性,可直接求解;对于含有非线性单元的索结构,其基本方程为非线性,需通过迭代求解,文中构造了相应的 Newton法迭代格式。本文方法所需单元数目少,计算量小,所得到的解答为数值精确解。数值算例表明本法稳定可靠。     

列车荷载作用下铁路斜拉桥索-梁相关振动研究

为了研究大跨度铁路斜拉桥的索-梁相关振动,基于拉索非线性振动理论,开发了有限元索动力单元,该单元在静力计算中为普通直杆单元,动力特性计算中可以计算拉索局部自振频率,动力时程计算中可以计算拉索非线性振动与整体结构振动的相互作用;编制了计算程序,建立了大跨度铁路斜拉桥有限元模型,同时使用索动力单元模拟斜拉索,最后研究了列车通过斜拉桥时梁、塔的带动下拉索发生索-梁相关振动的特性。结果表明:对于大跨度铁路斜拉桥,列车在设计速度范围内通过桥梁时索-梁相关振动不会导致拉索产生大幅振动。     

论空间结构的形式和分类

当前空间结构的发展方兴未艾、极具活力,新的空间结构形式不断涌现。传统的空间结构分类方法有时难以适应新的发展要求。本文提出一种以空间结构组成的基本单元进行分类的新的空间结构分类方法。组成空间结构的基本单元可归纳为板壳单元、梁单元、杆单元、索单元和膜单元等五种。根据国内外已建的空间结构工程,总结了33种具体的空间结构形式,它们均可由某一种单元或某两种、三种单元构成。文中还结合近年来空间结构发展中出现的一些新结构,对新的分类方法作了说明与讨论。     

弹性地基梁的有限元分析

指出弹性地基梁被广泛地应用于工业与民用建筑中,不同的地基模型对应着不同的特征方程,以Boussinesq地基为地基模型,利用有限元软件对地基梁的基底反力与沉降进行分析计算。     

混合梁结合部位剪力连接件的有限元模型研究

探讨了有限元方法在钢—混凝土组合结构中的应用，从剪力钉刚度的得出和剪力钉的有限元计算模型两方面对剪力钉模型的建立进行了研究，得出了剪力钉计算模型只适用于混合梁结合部位的结论。     

考虑弯曲刚度预应力索梁结构力学分析

分析了索梁结构中不同种类索单元模式应用中的优缺点,在两节点悬链线索单元的基本假定和分析的基础上,考虑压弯变形的影响,提出改进的悬链线索单元—三节点弯曲索单元,并应用迭代法对其进行求解。通过算例分析表明,改进的三节点弯曲索单元考虑了弯曲变形的影响,对跨度、自重较大的悬索体系在承受反向荷载（风吸力等）时,准确的分析其空间受力性能具有一定的应用价值。     

三维有限元模型在柔性路面分析中的应用

根据当前经验——机械模型工具的发展,提出了一种不同于传统柔性路面分析的三维有限元新方法。另外,提出了将扩散角用于路面结构设计的建议。最后,根据现场实测数据,应用三维有限元模型对路面沥青层底部的最大拉伸应变和土基顶部的最大纵向压应力进行了预测。     

悬链线索元的协调方程式及其弦向刚度

基于精确的悬链线索元模型,本文推导了一种反映索原长和索张力水平分量之间关系的协调方程式,以及适用于动力松弛法找形分析的索元弦向刚度表达式.利用该协调方程式,无需迭代或仅采用简单的二分法便可以稳定快速地实现索原长与索力之间的换算.索元弦向刚度表达式可以在常规动力松弛法找形分析时考虑大垂度松弛索元的情况.     

Shape functions of superconvergent finite element models

In structural dynamics superconvergent element models are obtained by eigen-value convergence analysis, or minimizing the discretization errors leading to maximum convergence rates in their eigen-solutions. The element formulations developed by these inverse strategies are obtained in local coordinates. As no shape functions are employed in their development transforming them to global coordinates is a challenge and prevents their use in practical finite element models. To remove this obstacle a new method is proposed to obtain shape functions for superconvergent element models attained directly from the eigen-value convergence analysis or discretization error analysis. The method employs series of trigonometric functions to obtain shape functions corresponding to the superconvergent element formulations. Using the proposed strategy, the shape functions for superconvergent rod, beam and transverse vibration membrane are obtained. It is shown transformation of the superconvergent element formulation to the global coordinates using the obtained shape functions does not affect the eigen-value convergence rates.     

悬索结构计算中的关键问题探讨

总结了目前索系结构分析中应用的索单元有限元模型的种类及其优缺点，通过不同类型的单元对小垂度和中等垂度的悬索问题进行了分析。结果表明，中等垂度内的悬索结构使用直线型单元进行分析可以满足工程要求，使用高精度单元意义不大。     

人行斜拉桥结构有限元分析

通过对人行斜拉桥进行索力测试,并结合有限元模型对比索力变化情况下结构的响应情况,得出索力变化对结构静力及动力响应的影响,通过快速测定索力并进行有限元计算,进而判定桥梁运营状态。     

自然单元法在圆柱壳面中的应用

指出自然单元法是一种新兴的无网格数值计算方法,其实质是基于自然相邻插值的伽辽金法,介绍了自然单元法的原理和二维自然单元法算法的程序流程,最后通过算例证明了该算法的有效性。