ANSYS在斜拉橋地震響應(yīng)有限元分析中的運(yùn)用

淺埋曲線頂管是一種新型復(fù)雜的頂管技術(shù),由于覆蓋土層薄,地層對擾動敏感,具有難以控制管-土作用效應(yīng)的特殊性。采用有限元軟件模擬大直徑(d=2.64m)曲線(r=250m)土壓平衡法下管、土力學(xué)效應(yīng),得出頂推力-位移關(guān)系、地層應(yīng)力變化規(guī)律及曲線段混凝土管道的內(nèi)力分布情況。

本文以變剛度氣門彈簧為研究對象,建立了氣門彈簧、彈簧座的三維有限元組合模型。使用有限元分析軟件,在考慮各組件接觸關(guān)系的基礎(chǔ)上,對該氣門彈簧在不同載荷下進(jìn)行了三維有限元計(jì)算。通過有限元仿真計(jì)算,快速地得到了變剛度氣門彈簧彈性特性曲線。并依據(jù)氣門彈簧應(yīng)力計(jì)算結(jié)果對該彈簧進(jìn)行了靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度校核。

簡單分析多股螺旋彈簧的基本特性。以三股鋼絲的多股螺旋彈簧為例,通過有限單元與接觸單元的選取和網(wǎng)格的劃分,建立多股螺旋彈簧有限元模型。然后對其進(jìn)行靜態(tài)受力分析和動態(tài)分析計(jì)算,分析沖擊載荷質(zhì)量和速度對多股螺旋彈簧性能的影響。結(jié)果表明多股螺旋彈簧在動態(tài)系統(tǒng)中具有內(nèi)部振動波,并可能在中間產(chǎn)生并圈現(xiàn)象,為多股螺旋彈簧設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

采用abaqus非線性有限元分析軟件建立制動閥橡膠彈簧的有限元分析模型,模擬分析其垂直方向的靜負(fù)荷特性,并與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比,從而對現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化改進(jìn)后,橡膠彈簧滿足在一定范圍內(nèi)的剛度及剛度匹配要求,應(yīng)力分布均勻且無明顯的應(yīng)力集中。該研究為現(xiàn)有產(chǎn)品優(yōu)化和后續(xù)產(chǎn)品開發(fā)提供了重要參考和依據(jù)。

采用雙曲線非線性彈簧單元模擬周圍地基土與地下連續(xù)墻之間的相互作用,考慮土多層分布以及施工因素等影響,建立地下連續(xù)墻的有限元數(shù)值計(jì)算模型,計(jì)算開挖過程中地下連續(xù)墻變形、內(nèi)力、支撐內(nèi)力、墻側(cè)土壓力變化及分布情況.工程實(shí)例表明,該模型計(jì)算所得的結(jié)果與工程實(shí)際吻合較好,可以有效模擬基坑開挖整個過程,指導(dǎo)地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)和施工.

針對采用試驗(yàn)方法開發(fā)高速列車浮式地板耗時耗力,且試驗(yàn)規(guī)模小,不能反映整車的振動效果的問題,基于有限元法進(jìn)行高速列車振動響應(yīng)分析.對三明治夾芯理論、蜂窩板理論和等效板理論進(jìn)行比較,確定采用等效板理論數(shù)值模擬某浮式地板中的蜂窩板;利用橡膠材料的超彈性理論擬合橡膠材料參數(shù);建立完整模型模擬實(shí)際工況下浮式地板的振動響應(yīng),得到浮式地板的隔振效果.結(jié)果表明此浮式地板的隔振效果約為90%,滿足設(shè)計(jì)要求.

超磁致伸縮微位移給進(jìn)器是以超磁致伸縮材料為核心、以自動控制理論為基礎(chǔ)典型的機(jī)電產(chǎn)品。主要通過超磁致伸縮致動元件和微位移傳感器實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制系統(tǒng),并在軟件上實(shí)現(xiàn)對磁致伸縮滯后等因素進(jìn)行補(bǔ)償,完成車刀的精密給進(jìn)。根據(jù)內(nèi)燃機(jī)活塞異形加工的要求,對超磁致伸縮微位移給進(jìn)器的關(guān)鍵部件-異形板彈簧進(jìn)行了有限元分析。通過有限元的計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn),該異形板彈簧的最大應(yīng)力值出現(xiàn)在彈簧的螺栓孔處,最大變形位置為頂端。這在設(shè)計(jì)時必須加以考慮。

簡單介紹了形狀記憶合金所具有的特性,并利用ansys軟件對采用形狀記憶合金材料制造的超彈性波形彈簧(簡稱se波形彈簧)進(jìn)行了分析,研究了ansys中定義的材料參數(shù)對se波形彈簧超彈性的影響。研究結(jié)果表明,超彈性波形彈簧能夠在較大的軸向變形范圍內(nèi)提供恒定的彈簧力,可用于替代傳統(tǒng)波形彈簧。

漿砌塊石拱壩的振動效應(yīng)具有砌體結(jié)構(gòu)和拱形結(jié)構(gòu)的雙重特征,通過振動速度和頻率判據(jù)來評價大壩的安全性有一定局限性。通過引入混凝土損傷塑性模型,同時考慮拱壩的固有特性及振動持時,采用實(shí)測振動速度作為邊界條件輸入的方法,對爆破振動影響下的漿砌塊石拱壩進(jìn)行有限元時程分析,研究了大壩在爆破振動作用下的位移和損傷特性,為類似工程的安全評價提供參考。

根據(jù)某大跨鋼箱梁懸索橋的設(shè)計(jì)圖紙,采用ansys建立其有限元模型,采用殼單元對主梁進(jìn)行模擬.通過不斷調(diào)試找出最佳的主纜初始應(yīng)力,完成懸索橋的初始找形分析.對懸索橋進(jìn)行預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析,采用瑞利阻尼理論,通過懸索橋有限元模型的前2階圓頻率計(jì)算模型的質(zhì)量阻尼和剛度阻尼.采用動力時程分析法對懸索橋進(jìn)行地震響應(yīng)有限元分析.結(jié)果表明:橫橋向位移的最大峰值由橫橋向地震波輸入決定,縱橋向位移的最大峰值以及豎橋向位移的最大峰值主要由重力載荷工況決定,地震載荷工況對其貢獻(xiàn)非常小.

采用ansys建立某大跨鋼桁架拱橋有限元模型,對其進(jìn)行模態(tài)分析;采用瑞利阻尼理論,通過拱橋前2階圓頻率計(jì)算質(zhì)量阻尼和剛度阻尼;采用動力時程分析法對拱橋進(jìn)行地震響應(yīng)有限元分析.結(jié)果表明:橫向位移的最大峰值由水平地震波載荷沿橫橋向輸入決定,縱向位移的最大峰值由水平地震波載荷沿縱橋向輸入決定,豎向位移的最大峰值由重力載荷工況決定.

本文運(yùn)用軟件ugnx5.0建立某汽車鋼板彈簧前支架的三維模型,并利用ug高級仿真功能對該支架進(jìn)行了結(jié)構(gòu)受力分析,得到了該構(gòu)件的應(yīng)力、應(yīng)變及位移分布云圖,在此線性靜力分析基礎(chǔ)上進(jìn)一步對該構(gòu)件進(jìn)行疲勞分析,為零件的合理設(shè)計(jì)提供了有價值的參考。

采用有限元軟件仿真分析了彈簧碰撞塑性應(yīng)變特性及材料模型對塑性應(yīng)變和當(dāng)量應(yīng)力的影響。建立彈簧模型,假定彈簧材料不變,使用不同速度的撞擊物撞擊彈簧,撞擊物模型分別選用剛體模型和動塑性模型,分析塑性應(yīng)變的產(chǎn)生原因。仿真結(jié)果表明了剛性模型和動塑性模型對塑性應(yīng)變及最大當(dāng)量應(yīng)力的影響,對碰撞仿真過程中材料模型的選取具有指導(dǎo)意義。

以高速列車電機(jī)吊掛彈簧為研究對象,為了準(zhǔn)確分析彈簧的應(yīng)力狀態(tài)及疲勞強(qiáng)度,通過建立電機(jī)吊掛彈簧的有限元模型,針對吊掛彈簧的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和受力特性,在彈簧內(nèi)圈各部件之間建立多層接觸對,并采用mooney-rivilin單元模擬橡膠的變形,對吊掛彈簧進(jìn)行強(qiáng)度分析,并基于材料goodman疲勞曲線圖,編寫后處理程序?qū)椈善趶?qiáng)度進(jìn)行評定.結(jié)果表明:該電機(jī)吊掛彈簧滿足靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度要求,文中接觸對建立和橡膠單元類型及材料參數(shù)選擇是正確可行的.

本文討論了某型高速列車齒輪箱懸掛彈簧的選型分析,通過輸入邊界條件分析了懸掛彈簧的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與有限元計(jì)算選型,對于該部位的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義.

在有限元計(jì)算中,為了保證網(wǎng)格劃分的合理性,提高計(jì)算的精度,結(jié)合自主研發(fā)的結(jié)構(gòu)分析軟件系統(tǒng)sass,提出了一種生成曲邊有限元網(wǎng)格的有效方法,以變比例的方式綜合考慮大單元各邊節(jié)點(diǎn)對內(nèi)部各對應(yīng)點(diǎn)坐標(biāo)的影響.對某公路隧道橫截面建立了平面應(yīng)變狀態(tài)下的有限元模型,考慮沖擊荷載在不同速度和作用時間的影響下,對其進(jìn)行動位移、速度和加速度的分析.結(jié)果表明:在相同的沖擊速度下,沖擊荷載作用時間越長,引起隧道壁上的最大位移值越小;當(dāng)沖擊荷載作用時間相同時,在不同沖擊速度下,同一點(diǎn)到達(dá)各自最大位移值的時刻相同;在沖擊荷載的速度和作用時間相同的情況下,各控制點(diǎn)位移、速度和加速度都呈同步周期性變化.

樁側(cè)摩阻力強(qiáng)化效應(yīng)有限元分析及其應(yīng)用——運(yùn)用非線性有限元理論對粉噴樁樁土相互作用進(jìn)行有限元分析，闡述了樁端土壓縮模量及樁長對側(cè)摩阻力沿樁身分布的影響規(guī)律，定量分析了樁側(cè)摩阻力強(qiáng)化效應(yīng)在樁端以上的作用范圍及強(qiáng)化程度，并將結(jié)論應(yīng)用于邯鄲某危房重建...

運(yùn)用非線性有限元理論對粉噴樁樁土相互作用進(jìn)行有限元分析,闡述了樁端土壓縮模量及樁長對側(cè)摩阻力沿樁身分布的影響規(guī)律,定量分析了樁側(cè)摩阻力強(qiáng)化效應(yīng)在樁端以上的作用范圍及強(qiáng)化程度,并將結(jié)論應(yīng)用于邯鄲某危房重建工程地基粉噴樁加固處理設(shè)計(jì)參數(shù)中,載荷試驗(yàn)證明設(shè)計(jì)參數(shù)選擇是合理的。

本文采用有限元分析軟件對凹坑缺陷管道的應(yīng)力分布進(jìn)行了研究,建立了壓力管道有限元模型,基于vonmises準(zhǔn)則,分析了凹痕對三通管道應(yīng)力值的影響。數(shù)值計(jì)算表明,由于三通本身根部的應(yīng)力集中,凹痕缺陷對三通管道的強(qiáng)度影響不大,不致引起三通承受壓力的降低;相反相鄰缺陷可能降低應(yīng)力集中的水平,提高其承載能力;但凹痕對管道本體的應(yīng)力水平具有較大的提高,值得進(jìn)一步關(guān)注。

給出了軟化材料彈塑性有限元分析的基本算法:選用顯式euler法作為本構(gòu)積分方案;在結(jié)構(gòu)未達(dá)到極限荷載前采用初應(yīng)力法配合thomas加速方案作為平衡迭代方法;而當(dāng)結(jié)構(gòu)接近極限荷載時,程序轉(zhuǎn)換為弧長法控制迭代,使結(jié)構(gòu)越過極值點(diǎn)進(jìn)入軟化區(qū)直至破壞。最后,討論了該領(lǐng)域面臨的重要問題——由于材料軟化而導(dǎo)致的應(yīng)變局部化現(xiàn)象及其有限元模擬。

擠壓效應(yīng)下土體內(nèi)響應(yīng)場的非線性有限元分析——通過對土在擠壓效應(yīng)下的有限元分析，研究了土的應(yīng)力場分布的規(guī)律，從而數(shù)值化地分析了擠擴(kuò)支盤樁在擠擴(kuò)成盤過程中擠壓效應(yīng)對相應(yīng)土體的性狀的影響范圍，對支盤的間距設(shè)計(jì)提出可行性建議?！　?/p>