基于OpenSees的钢筋混凝土剪力墙数值分析

有限元数值模拟是研究钢筋混凝土剪力墙抗震性能的一种有效手段,不同数值分析模型的选取对钢筋混凝土剪力墙抗震性能的研究有较大的影响。文章通过OpenSees软件分别采用基于塑性铰单元的纤维模型和基于位移的纤维单元对不同轴压比下钢筋混凝土剪力墙建立了数值分析模型,分析材料的本构模型,阐述不同轴压比的钢筋混凝土剪力墙低周反复荷载试验,并将数值模拟结果与试验结果进行对比分析。结果表明:钢筋混凝土剪力墙由弯曲变形控制、滞回环比较饱满、耗能情况比较好、具有较好的抗震性能,同时随着轴压比的增大,试件的屈服荷载和极限荷载都有显著增加,延性系数有所降低;采用基于塑性铰单元的纤维模型在合理确定塑性区段范围的基础上能够更好的模拟以受弯为主的钢筋混凝土剪力墙的抗震性能;基于塑性铰单元模拟得到的屈服荷载值、极限荷载值以及延性系数与试验结果的误差都控制在10%之内,而基于位移的纤维单元模拟得到的屈服荷载值误差都超过20%、极限荷载值误差在10%之内。     

轿车液压挺杆挤压工艺设计及数值模拟

采用等温挤压成形工艺制造液压挺杆,并结合刚塑性有限元软件进行了相应的数值模拟分析.通过分析成形过程中的应力应变载荷以及摩擦等因素,确定了合理的工艺加工参数.     

结构极限承载与微观金相特征的关系

针对承压设备寿命评估和挖潜的重要工程意义,以压力容器典型材料16MnR为研究对象,采用宏观实验、不同变形阶段的微观及磁记忆跟踪检测、有限元数值模拟相结合的方法,从多角度评估结构塑性极限载荷.采用夏比冲击试样,测定0、5%、10%、15%、20%预应变状态下的时效冲击敏感性;对带双边孔缺陷试件进行拉伸试验,实时观察拉伸过程中缺陷处表面金相及磁记忆信号变化,应用有限元进行数值模拟.结果表明:该材料具有优良的延展性,在预应变15%的强化中期,KV2降低了23.1%;结构极限承载与微观金相特征有密切关系,当表面金相出现"沟壑"时,结构局部承受载荷接近材料的抗拉强度,与有限元模拟结果基本吻合;该材料在压力容器实际应用中,承载极限还有很大的挖掘潜力.     

基于DEFORM的坯料尺寸对法兰锻压性能影响的有限元数值模拟

法兰连接承受压力较大,被广泛应用于石油化工、电力等领域。运用有限元软件DEFORM对法兰锻压成型过程毛坯尺寸对锻压性能的影响进行了有限元数值模拟。研究表明:细长毛坯相对短粗毛坯,锻压过程工件的最高温度、等效应力及模具载荷均要低。模拟结果符合金属塑性成形理论,缩短了法兰锻压工艺研发周期。     

26Cr2Ni4MoV钢淬火过程的三场耦合数值模拟

为定量分析大型锻件淬火加工过程中工艺参数的影响，应用非线性有限元，建立了淬火过程数值模拟的三场耦合模型，模型考虑了温度场、应力场、组织场及其耦合关系；热膨胀、塑性功生热、变温相变、相变潜热、应力诱导相变和相变膨胀及相变塑性等的效应，模拟了由锻件金属材料26Cr2Ni4MoV制成的空心圆筒工件在不同尺寸和工艺下的淬火过程，计算得到的冷却曲线及残余应力分布与实验结果一致，数值实验表明只有考虑应力诱导相变和相变塑性的作用，才能得到合理准确的结果。     

高强度铸铁锻造毛坯研究

研究了球墨铸铁的塑性成形工艺和金相组织。脆性材质的球墨铸铁经过一定的热处理以后,成为超塑材质,可以塑性成形,塑性成形以后的球墨铸铁力学性能明显提高,可根据制件的使用要求,改变热处理工艺和塑性变形程度,得到符合使用要求的综合性能,从而扩大球墨铸铁的应用范围,发挥它原有的减振、减摩、经济性好的优点。     

航空框类整体结构件铣削加工变形研究

为了揭示结构件数控加工的变形机理,提出了基于有限元的航空整体框类结构件铣削加工过程仿真方法.通过将零件的加工工艺信息转化为有限元仿真计算信息,采用建立的有限元模型对双面框类结构件进行了铣削加工过程的数值模拟.数值模拟综合考虑了材料毛坯初始残余应力、切削载荷、加工顺序和走刀路径等因素.在同样条件下进行了加工实验,实验结果与模拟结果比较吻合,验证了建立的有限元模型的正确性.研究表明,数值模拟方法是研究航空整体结构零件铣削加工变形的有效方法,可正确预测零件的加工变形.     

AZ31镁合金板冷拉深变形特点

在室温条件下,对最常用的镁合金AZ31板材在经过不同的退火热处理后进行冷拉深试验研究中,借助有限元数值模拟技术对其拉深变形过程进行分析,探索其冷拉深变形特点及规律,并合理解释在拉深过程中的载荷特点、破裂形态、极限拉深比、各向异性现象、厚度分布规律以及退火工艺条件、模具结构及尺寸对它们的影响规律.     

波形钢腹板梁T形接头焊接仿真分析与试验研究

为了解决波形钢腹板梁焊接温度场和残余应力分布尚不明确的问题,本文基于Simufact Welding软件建立三维有限元模型,对其T形接头的焊接温度场和残余应力进行了预测,并对模拟结果进行了试验验证。波形钢腹板梁的焊接温度场分布与熔池中心距离有关,距离熔池中心越近,温度梯度越大;焊接残余应力以纵向残余拉应力为主,而横向残余应力的应力水平相对较低,拉压应力共存;焊接速度和底板厚度的改变只会影响残余应力的峰值大小,不会影响残余应力的分布规律。结果表明：数值模拟结果和试验实测值吻合良好,数值模拟可靠。     

考虑残余应力的焊接节点疲劳寿命有限元分析

为研究残余应力对焊接结构疲劳性能的影响,基于热力耦合计算方法建立了热弹塑性有限元模型,模拟T型节点焊接全过程及焊后热处理的温度场与应力场.基于扩展有限元法建立T型焊接节点断裂力学数值模型,将焊接应力场作为初始条件引入模型并分析其对疲劳裂纹动态扩展行为的影响.结果 表明,未考虑残余应力时,焊接节点疲劳裂纹向焊缝两端均匀发...     

UPVC与球墨铸铁管线柔性接口有限元分析

目的验证利用实体单元模型对UPVC与球墨铸铁管线接口进行抗震性能分析的正确性．方法对采用橡胶圈连接（柔性接口）的球墨铸铁与UPVC管线,在有水与无水的情况下,进行模拟拉拔试验,通过模拟计算结果和试验结果对比分析,比较UPVC与球墨铸铁管线接口的抗震性能．结果管径相同时,球墨铸铁管线比UPVC管线的抗震性能好;管内有水情况下,构件接头处的管线与橡胶圈之间的摩擦力增大,因而接口反力变大,有利于提高管线接口的抗震性能．结论有限元模拟结果与试验结果基本一致,说明利用实体模型的数值模拟方法进行管线接口的抗震性能分析是正确的．     

厚钢板对接焊接三维有限元数值模拟与分析

采用有限元数值模拟方法,建立考虑热-固耦合效应的钢板对接焊接的三维有限元模型,运用生死单元技术模拟焊接全过程,从焊接残余变形和残余应力的角度,验证了分析模型的有效性,并分析了板件边界约束、焊接层数与道数、板件厚度、焊接顺序以及施工工艺对计算结果的影响。探讨了简化计算的可能性与正确性,并考虑了保温和设置支撑等施工工艺对焊接施工的影响。研究成果可为设计与施工提供一定的参考。     

微Cr对中锰球墨铸铁组织与性能的影响

通过加入微量合金元素Cr,研究了Cr对中锰球墨铸铁基体组织和性能的影响。研究结果表明,Cr的加入提高了冷却速率,使石墨球化效果得到改善。而Cr的激冷倾向则对凝固过程产生影响,使马氏体组织更加细化、均匀。从实验数据可以看出,微Cr中锰球墨铸铁在力学性能和耐磨性能方面都要优于普通中锰球墨铸铁。     

残余应力及其表征参数对材料滚动接触性能的影响

为了深入研究残余应力对滚动接触的影响规律,建立了圆柱滚子轴承二维有限元简化模型,在施加不同残余应力的基础上进行弹塑性分析,并对残余应力的表征参数如梯度、大小和深度等进行了影响研究。结果表明：残余压应力能使弹性变形阶段的接触应力和塑性变形阶段的塑性应变下降;等大的残余拉应力则使二者增大更大的比率。通过参数研究发现：残余压应力梯度越小,塑性应变越小,残余拉应力梯度越接近0,塑性应变越小;残余压应力越大,塑性应变越小,残余拉应力越大,塑性应变越大;残余压应力加深一定值能够降低滚动接触塑性应变,从而提高疲劳寿命,残余拉应力的加深则会引起塑性应变和疲劳损伤的增大。     

挖掘机动臂应力测试及优化

动臂是挖掘机的主要承力部件,在施工时会承受较大的交变复合应力和复杂的瞬态冲击载荷.基于CATIA软件建立挖掘机动臂的实体三维模型,并根据有限元分析结果制定动臂瞬时应力的检测方案.通过实测数据与有限元计算数据的对比,在验证有限元分析可靠性的基础上,优化动臂模型,指导实际生产.     

钢框架结构连续倒塌分析模型及应用

采用集中塑性铰模型模拟构件的材料非线性特征,建立平面钢框架结构的非线性倒塌模型,对某平面钢框结构分别进行了线弹性及非线性的连续倒塌分析,并将两者的计算结果进行了比较.结果表明,线弹性分析可以利用DC指标判定结构中的最薄弱部位,非线性方法可得到坍塌时结构的所有破坏部位,并可确定最终的坍塌破坏范围.     

焊接对大型石油储罐象足屈曲的影响规律

为了研究大型石油储罐在地震载荷作用下发生象足屈曲时的临界载荷与理论计算值之间的差异成因,采用数值模拟方法分析大型石油储罐纵环焊缝、焊接次序等因素对象足屈曲临界载荷的影响. 提出焊接残余变形可以看作圆柱壳壁上的初始几何缺陷,在一定程度上会减小大型油罐的象足屈曲临界载荷.利用固有应变有限元法建立考虑焊接残余应力及变形的大型油罐象足屈曲准静态计算模型,分析焊缝有无、焊缝类型、焊接残余应力和变形、焊接次序对油罐象足屈曲的影响. 结果表明,焊缝的存在都在不同程度上降低了油罐的象足屈曲临界载荷;在相同的固有应变下,油罐象足屈曲临界载荷降低的程度与焊缝的类型有关;焊接残余应力和变形越大,象足屈曲临界载荷越低,焊接次序对油罐的象足屈曲临界载荷影响不大;焊接产生的残余应力及变形的存在使得油罐罐壁发生象足屈曲处的位置有了一定程度的提高．     

超高强度钢材焊接箱形轴心受压柱整体稳定的有限元分析

目的运用有限元方法分析计算超高强度钢材焊接箱形截面轴心受压柱整体稳定受力特性的准确性和可靠性,以及残余应力的影响.方法运用通用有限元软件ANSYS建立三维有限元模型,准确模拟构件的残余应力和几何初始缺陷,对11个超高强度钢材焊接箱形截面轴心受压柱的整体稳定受力特性进行了有限元分析,并与相应的试验结果进行对比.结果有限元计算得到的承载力与试验实测结果的平均误差〈4%,且标准差〈5%.残余应力的2种变化对整体稳定承载力的影响〈3%.结论建立的有限元模型能够准确地分析计算超高强度钢材轴心受压柱的整体稳定受力特性,为进一步运用该有限元模型对各种截面的超高强度钢材轴心受压柱的整体稳定受力特性进行分析计算提供了正确性依据.残余应力的变化对超高强度钢材焊接箱形截面轴心受压柱整体稳定承载力的影响较小,可能采用比普通钢材钢柱高的整体稳定系数.     

有表面微裂纹的金属薄膜力学性能的有限元分析

研究在PI基体上的铜金属薄膜表面I型裂纹对薄膜力学性能的影响.以断裂力学基本理论和有限单元法进行数值计算相结合对计算模型分析研究.分析了表面微裂纹对PI基体上的铜薄膜的屈服和后继塑性行为的影响,特别是研究了裂纹深度对最大塑性应变和等效塑性应力的影响,同时考察了薄膜材料硬化指数和载荷对最大塑性应变的影响.随着裂纹深度的增加,裂纹尖端塑性区增大;但当裂纹深度接近和超过薄膜厚的一半时,最大应力值变小,塑性区变大,塑性应变增大.这是因为薄膜承载能力变小,主要是由基体承受载荷.     

Nonlinear finite element analysis of steel-concrete composite beams

Design criteria proposed by presentcodes for steel-concrete composite beams are required to satisfy bothultimate and serviceability limit states. To check thelatter, a correct assessment of creep and shrinkageeffects on stress and deflection response is very impor-tant. If the internal force redistribution caused byshrinkage and creep of concrete is not taken into fullconsideration, normal use and safety of the structuremay be affected.The adverse effect of shrinkage and creep in con-crete on …