点式连接节点承载性能数值模拟研究

文章针对装配式钢结构建筑中外挂墙板与主体结构连接中的上下两种点式连接节点进行研究。利用ABAQUS有限元软件对节点的在不同方向上的受力性能进行模拟分析,结果表明:上节点变形能力强,可以充分协调外挂墙板与主体结构之间的变形;下节点承载性能满足外挂墙板传来的受荷要求;在墙板自重作用下,下节点外挑板竖向挠度满足施工精度控制要求。最后根据某具体工程背景进行理论计算与模拟结果对比发现同样满足设计计算的承载力要求。     

基于数值模拟技术的铸钢节点可靠度研究

对比了蒙特卡罗法和响应面法的各自特点,并针对重庆江北机场铸钢节点的可靠性分析问题,选取响应面法开展相关的研究.对重庆江北机场铸钢节点中的三肢边节点和三肢中节点选取一定的输入和输出变量,通过参数化建模,拟合出铸钢节点的响应面方程.在响应面上进行蒙特卡罗模拟,最后根据PDS后处理的输出结果对铸钢节点的可靠性进行分析和评估.     

螺栓球节点受拉承载力数值模拟研究

针对螺栓球节点安装时存在的部分高强度螺栓假拧问题,利用ABAQUS建立3D螺纹升角螺栓球节点实体模型,对具有假拧缺陷的螺栓-球形接头部分的承载性能进行初步研究.根据材料性能试验结果,推导出材料本构关系模型,并设置材料损伤参数以分析节点的断裂失效形态.共设置了5组不同直径的高强螺栓球节点,每组设置6种螺栓拧入深度,得出螺栓球节点的荷载-位移响应曲线,并与节点抗拉承载力和破坏形态进行比较.研究结果表明,随着高强螺栓直径的增加,螺栓球节点的承载力升高;随着假拧程度增加,螺栓球节点的承载力降低.拟合的高强螺栓不同拧入深度的螺栓球节点受拉承载力公式,可为在役网架结构螺栓球节点受拉承载力的评价提供依据.     

对接焊缝数值模拟方法研究

为了准确模拟对接焊缝的温度场,在分析前人关于双椭球热源模型参数选取方法的基础上结合相关的计算经验提出了比较完善的双椭球热源模型参数选取方法,运用前人的试验数据对其准确性进行了验证;然后对考虑和不考虑焊接过程材料添加的两种模拟方法进行了仿真分析与对比,发现考虑材料添加比不考虑材料添加的算法更合理,其所得熔池形态、温度场及应力场与实际情况更吻合;最后应用数值模拟方法分别模拟了匀速焊接和变速焊接,发现采用变速焊接方法调整起弧阶段的焊接速度,可以避免匀速焊接起弧阶段存在的未焊透焊接缺陷.     

钢筋混凝土梁柱边节点滞回性能数值模拟

为准确模拟梁柱边节点在地震条件作用下的滞回响应,建立考虑黏结退化机制的梁柱边节点有限元模型。基于ANSYS有限元平台,采用Voce-Chaboche混合强化模型定义钢筋的循环本构关系,开发组合弹簧单元实现往复荷载作用下钢筋与混凝土间的黏结退化机制,根据损伤理论提出往复荷载作用下黏结滑移本构关系预测模型。有限元计算得到的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、应力云图与试验结果的对比表明：混合强化本构能更好地描述往复荷载作用下钢筋的滞回响应,组合弹簧单元成功地反演了往复荷载作用下钢筋与混凝土的黏结退化特征,往复荷载作用下节点梁中塑性铰的发育导致梁塑性伸长,将对边节点柱造成不利影响,梁柱边节点数值模拟结果与试验结果吻合良好,为准确模拟梁柱边节点的滞回性能提供了理论基础和技术平台。     

空间半刚性梁柱节点的数值模拟分析

利用有限元软件ANSYS建立了强轴和弱轴共存的空间半刚性梁柱节点模型,其中强轴采用腹板角钢和顶底角钢连接,弱轴采用顶底角钢连接.通过不同的单调以及循环加载方案,研究不同加载模式下空间半刚性梁柱体弱轴对强轴的影响规律.考虑了模型几何大变形、材料非线性以及接触非线性,分析了顶底角钢强轴连接的应力分布、变形特征、塑性发展、接触摩擦状态以及破坏模式.结果表明:弱轴连接对强轴的弯矩承载能力和转动变形特征产生一定的影响,为进一步的三维空间分析提供参考依据.     

外挂ALC组合式摇摆节点试验研究与数值模拟

为了优化外挂ALC-钢框架组合结构的抗震性能,提出了一种新型外挂ALC墙板连接节点—组合式摇摆节点。首先对外挂钩头螺栓节点和组合式摇摆节点进行了低周往复加载试验;然后从试验现象、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线和耗能曲线分析了两组构件的差异;最后通过有限元软件建立了组合式摇摆节点的模型。试验结果表明：组合式摇摆节点的使用有效减缓了地震荷载对外挂ALC墙板的影响,并提高了外挂ALC墙板-钢框架组合结构的承载力和抗震性能。建立的模型为分析不利荷载对组合结构的影响提供理论支持。     

N型圆钢管加强节点的试验研究与数值模拟

对承受支管轴力和主管轴力的N型圆钢管相贯节点(JD-A)、主管填充混凝土节点(JD-B)试件进行了极限承载力对比试验.综合比较了两种节点在破坏模式、受压支管轴力-主管管壁变形关系、主管管壁等效应力分布和极限承载力等方面的差异.研究结果表明,对主管填充混凝土能显著提高节点极限承载力.通过计算可知,试验极限承载力与有限元结果的比值在1.02左右,JD-A试件的试验结果与我国规范公式承载力计算结果的比值为1.04.     

采空区自燃带数值模拟方法研究

提出了一种基于虚拟概念"截断温度"来进行采空区自燃带数值模拟的方法.该方法的基本思想是:1)取煤自燃的临界温度(一般为70℃左右)为截断温度;2)在模拟过程中,当煤温达到或超过该温度时假设煤氧化反应速率不再随着温度的升高而升高;3)模拟收敛后,将温度场中达到或超过截断温度的区域划定为自燃带.分析表明,该模拟所得自燃带的物理意义就是采空区内能够发生自燃的最大可能范围.最后,针对一处真实采空区,利用该方法对其自燃带分布进行了模拟分析.模拟结果与现场观测结果非常相似,证明了该方法的适用性.     

打结钢丝绳有限元数值模拟方法研究

采用线性强化模型得到钢丝绳等效的弹性模量和屈服应力,将其应用在打结钢丝绳的有限元分析中。结果表明,该方法应用于打结钢丝绳的数值模拟切实可行。     

矢流流型的数值模拟方法研究

以Ｋ－ε两方程紊流模型的为基础,采用有限差分的方法,对矢流三维紊流流场及污染流的分布进行了数值模拟,通过大量算例的计算结果分析,认识了失流洁净室内气流动特性和污染物的分布规律。     

钢结构半刚性节点的数值模拟与试验分析

高强螺栓端板连接节点，以其施工方便、抗震性能好，而在多高层钢框架结构中得到推广使用．因该类节点为半刚性，受力性能复杂，而目前国内规范对此类节点的设计方法缺乏具体的规定，从而限制了其广泛应用．本通过数值模拟和试验方法，研究了两类螺栓端板连接节点的承载性能和刚度特征，得到了节点的弯矩一转角曲线，数值模拟与试验结果吻合较好，从而为这种节点的设计与应用提供参考．     

钢框架端板节点力学性能的数值模拟探讨

钢框架梁柱连接节点的力学性能直接影响结构的整体工作性能。本文对多高层框架结构中应用较多的螺栓端板连接节点的力学性能进行了数值模拟,采用ABAQUS建立了其理论分析模型,探讨了三维有限元建模过程中端板节点的单元选取、螺栓预紧力、接触模拟等关键技术。数值模拟结果与试验结果总体上吻合较好。本文结果可为进一步建立此类节点力学性能的数值模型和实用计算方法提供参考。     

缩尺模型子结构混合模拟试验方法数值模拟研究

为进一步降低试验成本、提高试验效率,结合静力相似理论,提出了缩尺模型混合模拟试验方法.该方法在满足模型与原型材料相同条件下,理论推导出试验子结构所需的位移及反力相似条件,仅对试验子结构输入输出参数进行相似处理,运动方程及计算子结构相应参数与原型完全相同,来实现混合模拟试验.采用MATLAB和Open SEES混合编程方法,实现了传统子结构混合模拟试验(包括剪切型、弯剪型、弯曲型模型)以及分布子结构混合模拟试验.相应足尺模型数值模拟结果比较,验证了本文所提方法的可行性.     

泥石流数值模拟方法研究进展

泥石流作为一种多相混合介质,所包含的物理过程和动力学特征非常复杂。针对泥石流问题的数值模拟方法随着数值计算方法和物理计算模型的发展而发展,基于物理过程的数值模拟方法为探究泥石流复杂物理现象背后的机理提供了一种有效手段。回顾了求解泥石流动力问题的数值模拟方法,从连续介质计算方法、离散介质计算方法和混合介质计算方法3个方面分析了不同数值模拟方法的特点和适用情况,介绍了在泥石流分析中常用的数值模拟软件及其特点,展望了求解泥石流动力学问题的数值模拟方法的发展趋势。结果表明:传统的基于网格的计算方法已有长足发展和较长的应用历史,相对比较成熟,但是在处理大变形、快速运移的自由表面流问题时,存在网格容易畸变等问题;基于粒子的计算方法在处理上述问题时无需网格的划分和维护,易于确定自由表面位置和多相间的界面,但存在边界条件处理困难等问题;混合介质计算方法在较小尺度范围内对固体颗粒物质与液相相互作用机理进行探讨时具有重要作用。     

凝析气藏数值模拟方法

本文描述了一种凝析气藏数值模拟的新方法,该方法不仅考虑到了反凝析现象及凝析油的重新汽化现象,还考虑到了任意油田形状,布井方式和非均质性,由于本方法是在体积系数分析(或称BeTa分析)基础上建立起来的,而BeTa分析又与传统的黑油模型分析法类似,所以本文提出的方法在计算上是简便有效的。 本文中还给出了应用此法模拟一个实际凝析气田的某些例子。     

刚度矩阵的数值模拟方法

刚度矩阵是将一个受力物体划分为n个单元,各单元刚度矩阵集成为结构总刚度矩阵,实现了从单元刚度矩阵形成总体刚度矩阵的过程。本文应用单元刚度矩阵的方法,从工程实例出发,解决实际工程中的平面应力问题。     

用数值模拟方法研究气井产量递减

运用数值模拟软件的单井模拟器,建立了异常高压气藏气井和正常压力气藏气井产量递减的单井模型,得到了异常高压气藏气井和正常压力气藏气井的产量递减数据。根据这些产量递减数据,由两种产量递减自动拟合模型分别计算了异常高压气藏气井和正常压力气藏气井的产量递减参数、地层物性参数（kgh、kg／Ф）及地质储量。为了提高计算精度,采用根据拟稳态的产量递减数据（去掉不稳定的递减数据）来反求地层参数和地质储量,并根据自动拟合模型的检验标准对计算结果进行了检验：结果表明,由两种产量递减自动拟合模型计算的产量递减参数和地质储量与数值模拟的计算结果非常吻合,再次证明了这两种产量递减模型的适用性。     

盾构隧道开挖三维数值模拟方法研究

盾构隧道开挖的模拟方法是对隧道-土-结构物相互作用进行三维数值分析的重要考虑因素。对两种典型的模拟方法进行了探讨,一种是更接近真实施工过程的分步开挖法,另一种则是简化的一步通长开挖应力释放法。对比分析表明,两种方法对于地面沉降的预测结果比较接近,而对于邻近桩基础的预测结果之间的差异也不是太大。同时,一步通长开挖应力释放法能得到不同的地层损失,并且建模简单,能够较好地用于分析隧道开挖对地面建筑物及周边地下结构物的影响。