空间实体-梁单元原始刚度矩阵的推导

基于结构计算的矩阵位移法和钢管混凝土拱桥分析的纤维单元法,通过改进拱肋断面划分,选择合适的8结点等参元形函数,建立位移转换矩阵和坐标转换矩阵,同时借用纤维单元的概念,提出了空间实体-梁单元法,并对单拱肋圆形截面的钢管混凝土拱结构进行了空间实体-梁单元分析,推导了其原始刚度矩阵。同时为了验证推导的正确性,编制了专用的计算程序,计算了一个实验模型拱拱顶和拱脚截面的内力,并将其计算结果与矩阵位移法的分析结果和SAP2000的计算结果进行了比较,最大误差在5%以内。计算结果表明,该空间实体-梁单元刚度矩阵的推导是正确的。     

对ANSYS的Link8杆单元的几何非线性性能的评述

为研究ANSYS的几何非线性性能，将杆的有限变形理论与ANSYS的样板单元Link8单元的几何非线性理论进行对比。采用能反映杆的几何非线性的跃变结构算例，对有限变形理论的杆单元与Link8单元的计算结果进行比较，结果表明：ANSYS的大变形计算只是一种近似的几何非线性计算，其平衡方程式是不精确的。其计算结果也是不精确的。     

轴向冲击载荷下薄壁圆管动力屈曲有限元分析

采用了屈曲分析的有限元基本理论,利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件模拟了薄壁圆管在轴向冲击载荷作用下的屈曲变形过程,得到了薄壁圆管的塑性变形、等效应力和等效应变等计算结果。     

钢筋混凝土梁弹塑性问题的计算机仿真分析

利用ANSYS对钢筋混凝土结构的弹塑性进行分析,探讨了单元类型的选取及材料的本构关系模型和结构模型的建立。结合作者的经验提出了仿真分析时应该注意的问题;最后通过与试验值的比较,验证了仿真结果的真实、可靠性。     

新型双层塑料大棚外层棚结构设计与ANSYS稳定性分析

针对作物设施栽培要求,设计一种新型的双层塑料大棚.采用装配式钢管结构,由每隔2个单拱添加1个带拉杆的拱架为一个组合结构,完成外层拱棚的单元结构设计,通过纵向横梁将一系列的组合单元构成外层拱棚框架,这种结构既提高了竖直方向的稳定性又增加了拱棚横向的稳定性.以安徽省部分区域雪荷载和风荷载为例,利用ANSYS软件对该棚型进行应力和位移分析计算,组合单元拱架所受的最大弯曲应力为36.08 MPa,单元的最大位移量为3.31 mm,远远小于单层棚型拱架结构中单拱所受应力大小与位移量.相比目前应用广泛的普通单层塑料大棚,通过组合结构构建的新型塑料大棚能有效减小拱的位移,增加拱的结构稳定性.实践表明:这种双层棚结构具有很好的稳定性和应用推广价值.     

周期荷载作用下几何缺陷拱的动力稳定性

分析了周期荷载作用下几何缺陷对拱的动力性能的影响.首先将结构有限元节点坐标偏差视为随机变量,通过建立拱的条件相关矩阵,分解得出几何缺陷的分布方式及缺陷幅值标准差.在考虑动力荷载作用下结构的稳定性能时,由Lyapunov稳定性原理出发,推导出了反应结构长期动力性能的运动稳定方程,基于此方程求解Lyapunov指数.对比分析了几何缺陷拱与完善拱的动力稳定性能,研究了周期荷载作用的频率与几何缺陷的大小对拱动力稳定性能的影响.结果表明与静力屈曲模态相似的几何缺陷分布方式对拱的动力稳定性影响最大;同时存在使拱发生动力失稳的激励频率区域.     

均布荷载下拱的弹塑性二次分岔屈曲性能初探

使用一种新的屈曲路径跟踪策略,对拱在平面内的弹塑性极值点屈曲和二次分岔屈曲全过程进行跟踪分析,得到全跨均布荷载作用下材料、截面相同而矢跨比不同的拱的弹塑性极值点屈曲荷载和二次分岔屈曲荷载,以及半跨均布荷载作用下其极值点屈曲荷载.研究结果表明：对于弹塑性拱结构,在全跨均布荷载作用下,二次分岔屈曲总是最危险的屈曲形式,其发生必定先于极值点屈曲.对于材料、截面相同,矢跨比0.1～0.5的拱,半跨均布荷载作用下矢跨比0.23的拱极值点屈曲极限承载力最大;全跨均布荷载作用下,矢跨比0.1的拱极值点屈曲和二次分岔屈曲极限承载力均大于其他拱.将得到的全跨和半跨均布荷载作用下不同长细比、不同矢跨比拱的弹塑性极限承载力计算结果归纳总结,得到极限承载力简化计算公式,可以直接查用,便于工程设计中使用.     

基于六面体单元程序计算地基沉降

本文根据线弹性力学的有限单元法,选用六面体单元,借助Fortran 90具有模块化、封装机制、自定义等编程特性,开发线弹性阶段的六面体单元计算程序,为计算地基沉降提出一种可行、有效的方法。并利用该方法能自行修订所需参数,以达到计算精度要求。最后,通过与ANSYS软件计算模拟地基沉降的结果比较与分析,验证其可靠性和适用性,并对比不同节点六面体单元的精确度。     

钢管混凝土拱桥四管与六管拱肋之比较

为了能更好的选取大跨度钢管混凝土拱桥拱肋的钢管数目及布置形式，根据国内已建成的钢管混凝土拱桥，构造了两座400m跨度，宽27．5m，拱轴线形一致的钢管混凝土桁式拱桥（一座为四管拱肋，另一座为六管拱肋），运用ANSYS软件建立了两个全桥模型，分析了它们的静力和动力特性，并讨论了拱肋刚度、含钢率和力学性能三者之间的关系．通过比较发现，六管优于四管．在满足结构要求和强度要求的前提下，对拱肋的刚度选取主要从静力方面考虑，用钢量相当时，采用含钢率大的拱肋形式．     

ANSYS在桥梁工程中的应用

主要介绍了ANSYS在桥粱工程应用中常用的一些单元类型、建模的方法以及常用的建模组合方式,希望能为广大工程技术人员在应用ANSYS进行计算分析时提供帮助。     

拉索预应力折线型立体桁架拱布索方案研究

针对折线型立体桁架拱结构，提出了4种拱平面内的布索方案，研究了4种方案下预应力拱结构的静力及稳定性能，分别从结构位移的减小、索初始预拉力值的高低、水平支反力的降幅、杆件内力分布的均匀性及结构稳定性的提高5个方面与未布索立体桁架拱作了综合对比.结果表明，按照桁架拱在极限荷载作用下的屈曲形态布置撑杆拉索能够最有效地改善拱的静力性能，提高其稳定极限承载力.另外，由对预应力桁架拱的失稳模态分析发现，拉索通过撑杆对结构施加预应力能更有效地约束结构的整体变形.     

考虑二阶弯矩效应的自由扭转圆曲梁静力分析

针对拱形温室结构在轴向风荷载作用下的受力变形及屋面荷载作用下平面外稳定问题,根据考虑曲梁的大位移特征及二阶弯矩效应,建立圆曲梁的弯矩平衡方程,结合其他平衡方程、几何方程、物理方程,获得非线性圆曲梁挠度和扭转角的控制方程,得到含系数的圆曲梁几何非线性位移、变形和内力模型,给出圆曲梁几何非线性位移及内力的计算方案。鉴于圆曲梁的受力变形与圆拱平面外失稳特征变形的相似性,在此研究的基础上,分析圆拱平面外失稳问题,给出圆拱平面外分岔失稳临界荷载的计算方法。分析结果表明:本研究得到的圆曲梁几何非线性静力分析模型,可用于拱形温室屋面结构的非线性受力分析及平面外分岔及极值点失稳计算。     

拱结构的弹性二次分岔屈曲性能初探

阐述的拱的非线性屈曲的2种形式，提出了1种简捷的计算二次分岔屈曲的方法，通过算例证实了其可靠性，最后提出了提高结构承载力和防止发生变形突变的方法。     

索-拱结构面内稳定性研究

应用有限元方法对索拱结构的面内特征值屈曲及考虑几何非线性影响的非线性屈曲的平面内稳定问题进行了研究.程序中使用牛顿拉弗森法和弧长法对荷载位移平衡路线进行跟踪,研究了索对结构的极限荷载和平衡路径的影响.考虑了索与水平面夹角、索的根数及不同荷载作用方式、不同边界条件下索-拱结构稳定性能及变形性能的影响.结果表明:索可以非常有效地控制拱结构的失稳模态和破坏形式,提高其极限承载能力,影响破坏过程及后屈曲平衡路线,有效地克服了拱结构在半跨荷载作用下变形大、承载力低的缺点.     

景观格局分析在区域规划中的应用研究

景观生态学是一门新兴学科,将景观格局分析用于优化区域规划的案例较少。以博鳌亚洲论坛特别规划区区域开发规划为研究对象,通过选取几个重要景观指数进行规划区景观结构特征与景观结构稳定度静态分析,利用ArcGIS空间叠加功能,与规划区土地利用规划图进行叠加,从景观结构稳定度的角度对规划中不合理的地块提出优化建议;选取景观类型和景观格局多样性等指标进行动态分析,提出构建规划区景观安全格局的建议。通过案例研究,为利用景观格局分析手段优化区域规划提供有益的借鉴。     

风力发电机塔筒的强度、稳定性及动力学分析

利用有限元分析方法,建立了塔筒的有限元分析模型,对塔筒在各种工况下的静强度进行了分析。同时对塔筒进行模态分析,得到了塔筒的固有频率和振型。对塔筒进行稳定性分析,建立了塔筒非线性稳定性分析模型,计算得到塔筒的临界屈曲载荷。通过分析得到不同方向的载荷对塔筒稳定性的不同影响。     

万家沟水库拱坝坝肩稳定分析

拱坝稳定分析是拱坝设计中较复杂的问题之一。本文结合万家沟水库拱坝的设计，阐述了如何结合工程地质条件，符合实际地分析问题，导出数学公式，进行计算，以解决这一问题。     

索在索-拱结构中的作用

应用非线性有限元方法研究了索对索－拱结构平面内稳定性的影响。使用牛顿－拉弗森法和弧长法对荷载位移平衡路线进行跟踪研究,考虑了不同荷载作用及不同矢跨比对索－拱结构稳定性能及变形性能的影响,并从中获得了一些有益的结论。     

梭形轻型钢屋架腹杆稳定计算中若干问题的探讨

探讨了腹杆带有矩形箍的梭形轻型钢层架受压腹杆平面内和平面外失稳形态，腹杆稳定性计算长度，连接受拉与受压腹杆的矩形箍的作用及其对稳定性的影响，并提出了应用这种钢层架的建议，文中对一些不慎重的设计计算方法提出了质疑和看法。