留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

2003年  第20卷  第2期

显示方式:
基本方法
多跨简支曲线轨道折线梁桥空间振动分析模型
郭文华, 曾庆元
2003, 20(2): 1-6.
摘要:
提出了一种多跨简支曲线轨道折线梁桥的空间振动分析模型,采用20自由度的梁段单元,可方便考虑T型梁横向与竖向弯曲、自由扭转、约束扭转等变形,选取正交流动坐标,建立了曲线轨道折线梁桥的动力特性矩阵,特别适用于曲线轨道折线梁桥与列车的空间振动分析.在实例研究中,计算了提速列车通过32m曲线轨道折线梁桥时的空间振动响应,并检算该桥是否具有足够的刚度及良好的运营平稳性,可供有关部门参考.
大跨度钢拱桥结构极限承载力分析
程进, 江见鲸, 肖汝诚, 项海帆
2003, 20(2): 7-10.
摘要:
随着拱桥跨径的不断增大,拱桥的极限承载力问题已引起了人们的广泛重视.回顾了三种分析大跨度拱桥极限承载力方法,然后,以上海在建的主跨550m的中承式钢拱桥为例,运用大型有限元分析软件ANSYS详细分析了该桥的极限承载力.计算结果表明,只有采用综合考虑结构几何和材料非线性的方法才能准确评估出结构的极限承载力.最后,探讨了不同荷载分布方式对结构极限承载力的影响.
薄板大挠度广义协调有限元分析
雷光宇, 郑照北
2003, 20(2): 11-14.
摘要:
将广义协调元用于求解薄板大挠度问题.编写了专用程序GCEP并计算了四边简支、四边铰支和四边固定方形薄板在横向均布荷载作用下的跨中挠度.计算结果表明,广义协调元对于求解结构几何非线性问题同样具有精度高、收敛快等优点.
冲击动力问题的混合积分并行算法及应用
陈丽华, 程建钢, 姚振汉
2003, 20(2): 15-20.
摘要:
为了提高冲击动力问题的计算效率和速度,在分布式MIMD并行环境下,构造了冲击动力问题的混合时间步长显式积分并行算法.基于区域分裂法,该算法按照单元时间积分步长的大小来划分各个子区域,再把具有不同时间步长的子区域分配到网络机群中的各结点机上,并采用子循环的方法使各子区域的计算达到同步,然后通过消息传递软件―PVM来传递各子区域间的信息.最后通过工程算例可以看出;带有子循环的混合积分并行算法能够显著的提高运算效率和并行加速比,缩短计算时间.
海底悬跨管道动力响应的试验研究和数值模拟
李昕, 刘亚坤, 周晶, 马恒春
2003, 20(2): 21-25.
摘要:
在地震活动区铺设海底管道必须考虑地震荷载的作用.通过在水下振动台模拟海底悬跨管道完成的动力模型试验,根据试验结果分析了管道的悬跨长度、悬跨高度、支撑情况和管内运输不同物质等因素对海底悬跨管道的动力反应的影响.并根据Morison方程建立的海底悬跨管道动力控制方程对试验结果进行了有限元数值模拟,计算结果与试验结果符合得较好.
柔性联轴节在减小转子系统扭转冲击运动中的作用
马建敏, 张文, 郑铁生, 杨积东
2003, 20(2): 26-30.
摘要:
通过对大型振动磨机运动特性的研究分析,把其旋转系统简化为由两个柔性联轴节连接的三转子系统.建立了柔性连接的三转子系统在冲击转矩作用下的运动方程,对方程求解得到了柔性连接转子系统的扭转冲击响应.通过对冲击响应随柔性联轴节扭转刚度和阻尼变化规律的讨论分析,发现减小柔性联轴节的扭转刚度和增大柔性联轴节的阻尼,可以减小转子系统的扭转冲击响应.
等效体积单元(RVE)在砌体有限元分析中的应用
刘振宇, 叶燎原, 潘文
2003, 20(2): 31-35.
摘要:
本文回顾了砌体有限元分析中的常用单元模型;提出了等效体积单元(RVE)的概念;详细分析了等效体积单元(RVE)的力学特性、破坏与失效模式;并应用等效体积单元(RVE)进行墙体的有限元分析.
考虑桩、土、垫层协同作用的刚性桩复合地基沉降计算方法
沈伟, 池跃君, 宋二祥
2003, 20(2): 36-42.
摘要:
提出计算刚性桩复合地基沉降的一种新方法,该方法充分考虑桩、土、垫层协同作用.通过假定桩土界面摩阻力与相对位移为理想弹塑性关系;同一水平面上的桩间土沉降相同;桩端土符合Winkler地基模型,结合桩、土、垫层工作机理分析,建立了协同作用基本微分方程,进而得到了大面积群桩复合地基桩、桩间土沉降解析解.对两个9桩复合地基的分析显示,该方法和现场实测及有限元分析吻合较好.
中国国家大剧院结构地震分析
郭全全, 张文芳, 吴桂英, 刘季康, 李珠
2003, 20(2): 43-48.
摘要:
中国国家大剧院是中国最高表演艺术中心,其宏大的规模、复杂的结构体系是民用建筑中比较少见的.在整个结构方案中,综合使用了多种结构形式和建筑新技术,包括;预应力混凝土、钢管混凝土、空间网壳和结构转换层.采用振型分解反应谱法和时程分析法两种方法,使用大型有限元分析程序ANSYS5.71,对该结构进行了动力特性及地震反应分析,得到了该结构的自振频率,振型特点,位移分布,基底剪力等参数,在此基础上指出了结构的薄弱部位及其相应的结构措施,为结构设计和结构的安全使用提供了依据.
非加劲板抗剪极限承载力
陈国栋, 郭彦林
2003, 20(2): 49-54.
摘要:
重点研究了板的初始几何缺陷、残余应力、高厚比及边长比等影响因素与抗剪极限承载力的关系,推导出铰接刚性边界焊接板抗剪承载力计算公式.研究表明,初始几何缺陷分布模态、大小和残余应力对板的抗剪极限承载力的影响程度可以忽略不计,从而大大地简化了抗剪板承载力的计算;在经过大量塑性塑动后,较小高厚比受剪板的屈曲后强度有一定的提高,而薄板基本保持不变.
大锻件空洞的局部效应与锻合压下率研究
崔振山, 任广升, 徐秉业, 徐春国, 刘桂华
2003, 20(2): 55-59.
摘要:
为了在锻造过程中消除锻件内部的空洞型缺陷,采用热力耦合有限元法模拟了各种条件下圆柱体锻件中心空洞的热锻闭合过程.研究结果表明,空洞的闭合是局部变形问题,其主要影响因素是锻件的高径比、空洞形状和摩擦条件.将数值模拟结果进行拟合处理,得到了便于应用的空洞闭合临界压下率的计算公式.该公式的预报结果和有限元模拟结果吻合良好,因而在一定程度上反映了各主要因素对空洞闭合的影响.根据数值模拟结果和拟合公式总结了空洞闭合的规律.
基于分层设计变量的复合材料层合板优化设计及灵敏度分析
赵国忠, 高剑, 顾元宪
2003, 20(2): 60-65,7.
摘要:
在复合材料层合板的结构优化设计中,提出分层设计变量的优化方法以满足实际工程需要.在结构位移、自振频率和屈曲临界荷载灵敏度分析中,给出了刚度矩阵对分层厚度和分层角度设计变量的灵敏度计算公式,考虑了分层厚度变化引起层合板对称中心的改变,保证了计算准确性.数值算例验证了灵敏度算法的精度,应用实例显示了分层设计变量方法的实用性.
弹塑性力学问题的无单元伽辽金法
龙述尧, 陈莘莘
2003, 20(2): 66-70.
摘要:
用无单元伽辽金法(EFGM)求解了弹塑性平面问题.EFGM采用移动最小二乘函数近似试函数,并用罚函数法施加本质(位移)边界条件,这是一种与单元划分无关的无网格方法.文中采用了Newton-Raphson增量迭代法进行计算.算例表明;EFGM在求解弹塑性问题时仍具有稳定性好,收敛快的优点.
金属构件中裂纹的电磁热效应局部跨越止裂
付宇明, 白象忠, 田振国, 张燕玲
2003, 20(2): 71-75.
摘要:
采用理论分析和实验研究的方法讨论了应用电磁热效应对金属构件中裂纹实施局部跨越止裂的技术.在带有裂纹的模具钢构件上取样,对裂纹处通过点电极进行局部跨越脉冲放电.实验研究和理论分析结果均表明;跨越止裂可以使导体中局部裂纹在裂纹尖端处很小的范围内熔化形成微小的焊口,实现了钝化止裂,遏制了裂纹的扩展.通过对止裂后裂尖的金相组织观察和力学性能测试发现;超细化的条状马氏体、极少量残余奥氏体和细颗粒碳化物的出现极大地提高了裂纹尖端的硬度、韧性和耐磨性.
受热双层圆薄板的轴对称非线性振动
王永岗, 戴诗亮
2003, 20(2): 76-79,8.
摘要:
通过对双层薄板坐标参考面的选择,基于Von Kár mán理论和Hamilton原理,建立了受热双层圆板轴对称非线性振动控制方程的简化形式.采用Galerkin法进行时空变量分离后,由Lindstedt-Poincaré 摄动法获得了受热双层板非线性振动频率与振幅间的特征关系.文末以某热致微型泵的驱动膜片为例,研究了不同温度对其振动特性的影响.本文的方法极易推广到单层和多层受热薄板非线性振动的分析中.
不同温度下混凝土抗拉疲劳性能试验研究
吕培印, 宋玉普
2003, 20(2): 80-86.
摘要:
进行了不同温度下混凝土在等幅重复荷载作用下的抗拉疲劳性能试验研究,分析了不同温度下砼抗拉疲劳强度、刚度、变形规律,建立了相应的疲劳方程及考虑温度影响的统一疲劳方程,并将常温下的砼疲劳性能试验结果同其他研究者的结果作了比较.给出了纵向总应变、割线模量的经验公式,及其第二阶段总应变增长率、割线模量衰减率分别与疲劳寿命的关系式.研究结果,为高温环境下受重复循环荷载作用的砼结构设计和分析提供了试验依据.
两种结构预测控制律的研究
徐家云, 陈波, 彭文韬
2003, 20(2): 87-90.
摘要:
为了解决结构控制计算复杂及控制力迟时等问题,用GM(2,1)模型模拟了地震作用,深入研究了控制力的预测和迟时控制方法.采用模糊控制和次优控制方法研究了受控结构的减震效果.研究表明,两种控制方法均能有效地减小结构的地震反应,通过合理选取控制系统的参数,次优控制方法能取得接近模糊控制的控制效果.
初应力位形上附加变形线性理论的局限性及二次理论
唐光普, 张晓敏, 张培源
2003, 20(2): 91-94.
摘要:
初应力位形上附加变形线性理论的发展和应用受到附加变形微小性和零应力本构方程属超弹性固体的限制.尝试突破这种限制而建立一般理论.为此从连续介质力学理论出发,首先应用增量Lagrange 应力描写初应力位形上附加变形的控制方程和边界条件,然后利用量级分析的方法给出线性理论的适用范围和一个实用的改进方案棗二次理论,最后给出计算例对比二者的差异.结果表明二次理论成功的突破了线性理论的局限性而具有更大的适用范围和更高的精确性.
离散变量结构优化设计的拟满应力遗传算法
郭鹏飞, 韩英仕
2003, 20(2): 95-99.
摘要:
以力学准则法为基础,提出了一种求解离散变量结构优化设计的拟满应力方法;这种方法能直接求解具有应力约束和几何约束的离散变量结构优化设计问题.通过在遗传算法中定义拟满应力算子,建立了一种离散变量结构优化设计的混合遗传算法拟满应力遗传算法.算例表明;这种混合遗传算法对于离散变量结构优化设计问题具有较高的计算效率.
凝聚函数法求解粘弹性本构参数及温度场联合辨识问题
杨海天, 阎军, 李兴斯
2003, 20(2): 100-106.
摘要:
提出利用准静态位移信息对粘弹性本构参数及温度场进行联合识别的求解策略.建立了适于敏度分析的粘弹性与温度场耦合问题的正演数值模型,并将其反演归结为一个带有多个不等式约束的非线性规划问题,采用凝聚函数法将此问题转化为一个可微的单约束优化问题.在此基础上,采用乘子法进行求解,给出了数值验证,探讨了信息误差对反演结果的影响.
导电聚噻吩薄膜材料的断裂机理分析
王习术, 邓燕红
2003, 20(2): 107-110.
摘要:
对用电化学方法制备的导电聚噻吩薄膜材料进行了拉伸破坏实验,并用电子散斑干涉法测量了力与变形关系同时用扫描电镜对材料的断口进行了断裂机理分析.研究结果表明;不同厚度的导电聚噻吩薄膜材料对其强度有较大的影响.引起薄膜材料力学特性变化的主要原因是其微结构生成机理不同,在较厚的薄膜自由表面上聚积有比较多的颗粒或大分子团结构,在干燥成型中形成一些微裂纹,这些微缺陷的存在严重影响了薄膜材料的承载能力,导致薄膜强度随厚度增加而降低.
剪切带内部应变(率)分析及基于能量准则的失稳判据
王学滨, 潘一山, 马瑾
2003, 20(2): 111-115.
摘要:
应用应变梯度塑性理论对局部化剪切带内部(塑性)剪应变(率)规律进行了理论分析.研究了剪切降模量及岩石材料内部长度等参数对剪切带内部应变(率)的影响.推导了剪应力(率)与剪切带相对错距(速度)的本构关系.研究了剪切降模量和岩石材料内部长度对剪切带稳定性的影响.将岩石试件直剪试验试验机简化为钢块,采用能量准则对岩石试件(剪切带)及钢块系统的稳定性进行了理论研究,提出了系统失稳判据.研究表明;岩石材料的剪切降模量越大,岩石材料的内部长度越小,试验机的剪切刚度越小及试验机的等效高度越大剪切带--钢块系统越容易失稳.
不平衡磁拉力及对偏心转子系统振动的影响
郭丹, 何永勇, 褚福磊
2003, 20(2): 116-121.
摘要:
研究了电机中由于相对偏心引起的不平衡磁拉力对转子系统振动的影响.首先把气隙磁导展开为Fourier级数的形式,通过转子或定子表面的Maxwell应力积分得到非线性不平衡磁拉力的解析表达式.然后代入到转子系统的运动方程中,采用隐式非线性NEWMARK积分法计算系统在不平衡磁拉力和质量偏心力作用下的动力响应,详细分析了电机参数对偏心转子系统振动的影响.研究结果为旋转机械轴系的动力分析及设计提供了理论依据.
考虑剪滞剪切效应的复合材料薄壁箱型梁梁单元
张学富, 赖远明, 吴亚平, 赵德安, 喻文兵, 张淑娟
2003, 20(2): 122-132.
摘要:
运用层合板理论,用最小势能原理和能量变分法建立了复合材料箱型梁梁单元的控制微分方程,给出了初参数解,导出了考虑剪切和剪力滞效应的单元刚度矩阵和等效节点荷载矩阵,还推导出了每层的应力,并编制出了有限元分析程序.运用该程序对复合材料箱型简支梁和连续梁进行了算例分析,从算例分析的结果与理论分析、实验结果和ANSYS软件的计算结果的比较,可以看出该梁单元有限元方法是正确可靠的.
均布荷载作用下钢-混凝土组合梁滑移及变形的理论计算
蒋丽忠, 余志武, 李佳
2003, 20(2): 133-137.
摘要:
对均布荷载作用下简支钢-混凝土组合梁的滑移及其对组合梁变形挠度影响的理论计算进行了研究.利用Goodman弹性夹层假设及弹性体变形理论,推导了简支钢-混凝土组合梁的界面滑移和挠度变形的理论计算公式.该理论公式既能描述组合梁的界面滑移规律,也体现了界面滑移对组合梁变形挠度的影响.该理论公式将为钢-混凝土组合结构极限承载力和变形挠度的有限元计算提供理论基础.
紧凑四点剪切砼Ⅱ型断裂实验研究与数值分析
郝圣旺, 李慧剑, 黎振兹, 周洪彬, 赵庆新
2003, 20(2): 138-141.
摘要:
有关Iosipescu四点剪切实验的争论很多,国内外的研究者提出了各种各样的结果.本文对紧凑四点剪切加载下砼Ⅱ型断裂破坏机理进行了大量的实验研究和数值分析.通过对实验中试件裂纹的扩展过程及开裂角θc等的分析,结合有限元法对裂尖应力场进行了研究.分析了加载点与裂纹面的距离对Ⅱ型断裂性能的影响.可以看出,虽然随着加载点与裂纹面距离的缩短,Kc在逐渐增大,但纯剪加载下裂纹扩展并不是沿剪应力所在方向,即破坏并不是剪切破坏.
元胞单元法在花键分析中的应用
杨吉新, 沈成武, 陈定方
2003, 20(2): 142-145.
摘要:
元胞单元法是一种新的力学计算方法,它将结构的整体求解变成局域分析,通过力的局域间的不平衡传递达到最终的整体平衡.它对计算机容量要求极低,在大型复杂结构的计算方面具有良好的前景.同时,由于借用了元胞自动机的思想,可形成一种高度并行的算法,适用于未来并行机的要求,是一种富有发展潜力的新的数值方法.将该方法应用于卷板机花键的静力分析,以检验其实际应用的可行性.文中以直观的方式介绍了元胞单元法的基本原理,给出了详细的计算步骤和结果,探讨了方法的有效性,并对其优点和存在的问题进行了讨论.
考虑桩土耦合作用时弹性支承桩纵向振动特性分析及应用
胡昌斌, 王奎华, 谢康和
2003, 20(2): 146-154.
摘要:
从三维轴对称角度对弹性支承桩与均质土耦合作用时的纵向振动特性进行了研究分析.假定桩为竖直弹性均匀截面桩,土为线性粘弹性体,其材料阻尼为滞回阻尼,首先通过对土层进行求解得到其振动位移形式解,然后利用该解并以小应变条件下桩土接触界面位移连续来考虑桩土的耦合作用,来分析基桩的动力反应,研究得到了弹性支承桩在谐和荷载作用下频域响应函数解析解,并利用所得解对土层动力反应特性以及桩土体系的振动特性进行了分析,得到了一些新的结论,最后将该理论解与桩顶实测导纳曲线进行了拟合比较,两者较为一致.
钢筋混凝土长桩双机四点吊吊装方案的研究
甘凤林, 孔伟, 郝舰艇
2003, 20(2): 155-158.
摘要:
主要根据钢筋混凝土长桩吊装的实际工程需要,分析了钢筋混凝土长桩吊装的各种工况,给出了最优吊点的定义.对于桩的水平吊装和旋转吊装,进行了双机四点吊吊点位置的优化,建立了双机四点吊吊装方案的数学模型,编制了微机软件,解决了双机四点吊中的难题.总结了《建筑工程手册》中给出的双机四点吊吊装方案存在的问题,最后文中给出了桩的水平吊装和旋转吊装的通用最优吊点位置.
高速船舱壁加筋板流固耦合振动分析
裴智勇, 吴卫国, 翁长俭
2003, 20(2): 159-162.
摘要:
将结构有限元法和流体有限元法结合起来,根据Garlerkin法和Hamilton变分原理分别推导出离散的流体和结构的运动方程,用湿模态法求得流体附加质量矩阵,对高速船舱壁加筋板流固耦合系统进行了模态分析.并进行模态试验,研究不同水深时舱壁加筋板结构流固耦合振动模态,同时与有限元计算结果进行比较,从而揭示了该类结构流固耦合振动的动力特性,对舱壁加筋板结构的动力设计具有指导意义.
斜交多肋T梁桥空间计算的有限单元法
王荣辉, 周建春
2003, 20(2): 163-167.
摘要:
将斜交多肋T梁桥的桥面板视为斜形板梁,肋板视为普通板梁,并在构造其位移模式时考虑了T梁桥面板剪滞效应和局部弯曲的影响,然后根据斜交多肋T梁截面位移参数的变形协调关系来组拼其单元刚度矩阵,由此提出了斜交多肋T梁桥空间计算的斜形板梁有限单元法.
圆柱薄壳在局部轴向压力作用下的屈曲
祝恩淳, C. R. Calladine
2003, 20(2): 168-170.
摘要:
采用非线性有限元法对局部轴向压力作用下圆柱壳的屈曲进行了全过程分析,并对其进行了试验研究.有限元分析和试验结果都表明,圆柱壳在压力作用位置附近发生局部屈曲并形成局部凹陷,维持后屈曲平衡的是一个近似常量的压力.该压力即为圆柱壳的后屈曲承载力,它决定着圆柱壳的实际承载力.在其它因素相同时,该压力与壳体厚度t5.2成正比.