基于OpenSEES的框架结构振动台试验数值模拟

基于有限元程序OpenSEES计算平台,通过对一个12层框架结构振动台试验进行数值模拟,选取有限元模型所用到的材料本构、截面恢复力模型、单元类型等,以及合理地选择模型参数、材料、单元和分析方法。在OpenSEES中进行非线性动力时程分析模拟12层框架结构振动台试验,并将数值模拟结果和试验结果进行对比分析。结果表明,模拟结果和试验结果吻合良好,验证了选取有限元模型的参数及分析方法的合理性和一定的有效性、可行性。     

预应力混凝土矩形截面梁弯曲破坏过程的有限元分析

利用ANSYS有限元分析软件,对预应力混凝土矩形截面梁的弯曲破坏过程进行了模拟,并对有限元模型的建立、材料模型的选取、单元的选择以及网格的划分进行了说明。数值试验再现了试件的整个破坏过程,分析结果与实际试验结果比较吻合,也为钢筋混凝土结构的研究提供了新的方法和途径。     

型钢混凝土偏心柱ANSYS数值模拟分析研究

采用ANSYS程序对6个型钢混凝土偏心受压柱试件的受力性能进行非线性有限元数值分析。系统研究型钢混凝土结构ANSYS有限元的单元类型、模型定义和各自本构关系选取;给出整体构件建模过程。通过模拟结果与试验结果分析比较得出偏心柱开裂荷载、极限荷载以及刚度的变化;同时表明所建立型钢混凝土结构ANSYS模拟技术合理、可行。     

基于ANSYS的混凝土微观层次开裂演化数值模拟

将由富勒曲线所确定的三维混凝土骨料级配曲线转化为二维骨料级配曲线,结合蒙特卡罗方法,确定了混凝土骨料颗粒数,编写了混凝土二维随机椭圆形骨料模型生成程序,在有限元软件ANSYS中模拟了混凝土的骨料、砂浆以及二者之间界面的二维三相组分.在所建立的模型的基础上对混凝土材料在外荷载作用下裂纹的扩展、贯通以及破坏的过程进行了开裂演化模拟.结果表明:骨料和砂浆间的界面层是混凝土的薄弱环节,界面层在数值模型中的模拟、界面单元参数的确定和破坏准则的选取是数值模拟能否成功的关键;在混凝土的破坏过程中先是混凝土界面单元破坏,然后裂纹沿着骨料的边缘进一步发展.并形成贯通,直至失稳破坏,与物理试验的结果保持了一致.     

某混合结构试验模型数值模拟分析

利用ANSYS和ABAQUS对针对某3层混合结构模型试验进行了数值模拟。结构弹性模型采用三维杆系单元模拟结构墙肢与钢框架,并对结构动力特性和弹性动力时程进行分析;结构弹塑性模型采用ABAQUS中的实体单元模拟剪力墙混凝土、空间梁单元模拟钢框架和钢筋,并对结构的弹塑性动力时程进行分析。与试验结果对比分析表明,ANSYS和ABAQUS都能很好的模拟结构弹性阶段的响应过程,并且ANSYS模拟的结果与试验吻合更好;而基于ABAQUS所建立的弹塑性模型能较好模拟试验的加速度和层间位移反应过程,并且能模拟混凝土剪力墙和钢筋笼的塑性损伤发展过程,对结构工程设计具有较大的指导意义。     

体外预应力节段预制试验梁力学性能数值分析

提出一种有限元模型,用于体外预应力节段预制试验梁力学性能数值分析。该有限元模型用ANSYS通用分析软件中的SOLID65单元建立试验梁的3D实体模型,以接触单元模拟节段之间的干接缝,用节点耦合法实现体外预应力束与混凝土梁之间的连接。考虑混凝土材料非线性和几何非线性,通过数值模拟分析揭示试验梁的结构行为、混凝土接缝处的应力变化规律和裂缝张开情况。该有限元模型研究了预应力配束形式、体外预应力二次效应和转向处滑移对试验梁弯曲力学性能的影响。数值分析揭示了在荷载300kN以前,节段接缝处于受压状态;在300kN以后,裂缝张开是影响试验梁力学性能的主要因素。研究结果可用于预制节段桥梁的设计。     

基于纤维梁模型的火灾下多层混凝土框架非线性分析

为分析和模拟多层混凝土框架结构在火灾下的反应规律及其破坏过程,基于建筑结构分析中常用的纤维梁单元,建立了钢筋混凝土梁、柱构件的火灾破坏数值模型。模型将构件截面划分成多个纤维,可以考虑构件截面的不均匀温度场分布以及材料非线性和几何非线性问题。对单层单跨混凝土框架进行火灾反应分析,并与试验结果进行比较,验证了此数值模型的准确性。通过对多层框架进行火灾反应模拟,比较不同火灾场景的模拟结果,分析其反应规律以及破坏过程。结果表明,纤维梁单元模型可以较好地模拟钢筋混凝土结构的受火破坏过程,并且火灾发生的位置不同,结构的破坏机制也不同,一定条件下蔓延的火灾比不蔓延的火灾对多层混凝土框架结构的破坏性更大。分析结果可以为实际结构的防火设计提供参考。     

不同本构关系的小型混凝土砌块模拟试验

利用有限元分析软件,对采用不同本构关系和不同荷载等级的混凝土小型砌块的非线性力学性能作了试验模拟分析,包括计算模型的简化、单元和破坏准则的选取、网格划分以及求解等.并对数值模拟的结果进行了具体的分析,对混凝土小型砌块的非线性和线弹性的模拟结果也进行了比对,为混凝土结构非线性分析和混凝土小型砌块的力学性能研究以及优化提供参考依据.     

基于三维弹簧联结模型的装配式叠合梁受力性能数值模拟研究

以预制装配式结构数值模拟方法为基础,结合弹性力学有限元法的基本理论原理,采用ANSYS软件中线弹性弹簧单元COMBIN14组成的三维联结单元模拟预制-现浇混凝土叠合面的相互作用,形成叠合梁三维弹簧联结模型,并对国内三位学者试验叠合梁试件的受力性能进行非线性有限元数值模拟,分析结果表明:构件变形、极限荷载、箍筋应变等内容与试验情况相同,满足计算精度要求,采用三维弹簧单元有限元理论而建立的钢筋混凝土叠合梁数值模拟方法是合理可行的,该方法为后期用有限元分析预制装配式结构受力性能提供了一种可靠途径。     

圆钢管混凝土框架结构节点填充混凝土性能分析

通过分析四个圆柱钢管混凝土结构梁柱节点模型的试验数据,得到了圆柱内填充混凝土的应变分布规律以及构件破坏特征,采用有限元分析方法进一步分析了柱填充混凝土的应变分布规律,进而比较试验结果与数值分析结果,得出有限元模拟试验是可行的结论。