基于ANSYS的星载计算机模态分析

以星载计算机OBC386模块为例，应用有限元软件ANSYS，分别采用单一实体单元和组合的壳、梁单元创建有限元模型进行模态分析，从有限单元数、固有频率、模态振型、计算时间及计算精度方面分析计算结果，得出较为合理的壳与梁单元组合的微小卫星结构有限元模型．从而为微小卫星整星结构动力学特性分析建立可靠的有限元模型奠定了基础．     

叶根阻尼对叶片振动的影响

本文用有限单元法,对两种模型叶片,计算了叶根阻尼对叶片共振振幅的影响,以及叶根弹性和接触情况对叶片固有频率的影响。本文把叶根和轮缘之间的振动滑移看成是动力接触问题,将静力问题中的接触条件推广到动力问题,并提出了解法。本文用平面应变单元和平板单元对整个叶片进行离散,并导出了用于连接平面单元和梁(平板)单元的过渡单元的位移模式和座标变换式。本文还根据模态综合法的基本思想,提出了一种缩减自由度的方法,得到了比较满意的结果。最后进行了实验验征。     

基于绝对节点坐标法的超弹性材料二维梁单元动力学研究

为了探究考虑超弹性材料非线性的大变形柔性多体系统在工程实践中的应用，课题组基于绝对节点坐标法ANCF研究了针对大变形橡胶梁的高阶梁单元和超弹性材料本构模型。借助二维高阶ANCF梁单元位移模式构建了3种不可压缩超弹性橡胶梁的弹性力模型和运动微分方程：Neo Hookean，Mooney Rivlin和Yeoh；通过静态和动态大变形实例，和横向低阶ANCF梁单元以及ABAQUS软件仿真结果对比，结果显示：大变形橡胶梁动力学分析适合采用不可压缩超弹性本构模型Yeoh和高阶ANCF梁单元，且单元多项式位移模式、节点广义坐标类型和单元自由度数对大变形橡胶梁的计算效率影响较大。     

三维疲劳裂纹扩展仿真技术研究

应用参数化、模块化有限元建模技术和接触技术仿真半椭圆表面裂纹(前缘曲线和节点),提出了在裂纹前缘形成辐射状奇异单元网格的建模方法和采用有限元接触技术来施加裂纹模型边界条件的方法,实现了裂纹前缘奇异应力场和裂纹模型远场应力的模拟,建立了三维块体初始半椭圆表面裂纹多自由度扩展仿真模型.通过裂纹前缘离散点的正交扩展和拟合得到裂纹扩展前缘形状,使裂纹扩展更加具有自由度.提出了裂纹前缘拟合误差控制扩展步长的方法,使裂纹扩展过程中扩展步长可变.采用参数化、模块化建模技术建立了扩展裂纹模型,实验与仿真结果的比较表明两者基本吻合,说明本文所采用的方法具有很好的实用性.     

轮胎等效模型与快速计算研究

复杂的轮胎结构和橡胶等超弹材料是影响轮胎有限元模型精度和计算速度的重要因素。为实现模型的快速计算,通过探索线性材料构建轮胎有限元模型,对模型进行等效处理。构建了轮胎有限元精细模型,并通过台架试验对精细模型的有效性进行验证。对轮胎精细模型提出3种简化方式,分别为实体单元建模、实体单元和壳单元混合建模、实体单元和梁单元混合建模,并采用线性材料计算3种等效模型的充气侧向变形量、充气径向变形量以及径向加载下沉量,最终得到其最优等效模型。通过对等效模型接地印记和接地压力以及各阶模态与精细模型对比,验证了等效模型的准确性和计算效率,为整车有限元仿真提供一种轮胎建模方法。     

用子结构力矩分配法求解无侧移超静定刚架

用力矩分配法求解超静定刚架的结果一般是近似解，根据子结构及力矩分配法的概念，提出了求解无侧移超静定刚架的子结构力矩分配法，不需解方程即可得到超静定刚架精确解，而且计算更快捷，应用更方便。     

预应力混凝土结构有限元数值分析

介绍了如何利用ANSYS有限元软件建立预应力混凝土结构的空间模型，详细讨论了四种不同建模方法的思路和特点，分析了各个模型的优劣及其之间的差异。以矩形截面简支梁为例，采用实体单元和杆单元用四种方法建立了结构的空间分析模型，并与初等梁理论计算结果进行了比较，得到了一些有益的结论。     

随动有限元法—非线性壳单元

推导了壳单元的随动有限元方程,详细论述了通过随动有限元方程将线性壳单元应用到几何非线性分析中的过程。通过将具有面内转动自由度的膜单元与DKT薄板单元组合,构建了一个线性的三角形平板壳单元,并基于推导的随动有限元方程,成功的构建了节点具有六个自由度的新型非线性壳单元,通过数值算例验证了这一单元的准确性,也证明了给出的随动有限元方程的正确性。     

预应力混凝土脊骨梁剪力滞效应研究

脊骨梁的悬臂特别长,作为梁的一部分,翼板将参与梁的纵向弯曲,其横向剪力滞效应非常显著;同时悬臂板将板上的荷载横向传递给脊梁时产生横向弯曲,即还存在纵向剪力滞效应问题,为了明确脊骨梁整体和局部力学行为特征,以及翼板在横向弯曲时的纵向有效分布宽度,通过组合有限元方法,建立脊骨梁的三维实体单元模型,考虑预应力和各种加载方式,分析预应力混凝土脊骨梁纵向、横向剪力滞效应,为混凝土脊骨梁的设计提供参考。     

我国大陆东南沿海地带生态效率的静态与动态分析

针对石首长江公路大桥北边跨混凝土梁段,基于ABAQUS软件,采用桁架单元T3D2模拟预应力筋,实体单元C3D10模拟混凝土,建立了混凝土标准梁段的有限元计算模型。制定了预应力整体张拉和局部张拉两种方案,并对这两种方案下混凝土梁段的受力进行了对比研究。研究结果表明,混凝土箱梁的预应力张拉工序直接影响梁段在吊装和存梁阶段的整体受力。当采用局部张拉方案时,预应力混凝土梁段受力状况良好,满足设计要求。     

大跨径斜拉桥塔墩梁固结处空间受力分析

安徽五河淮河桥大桥为混合梁斜拉桥，跨径布置为(246+125)m，为独塔双索面塔墩梁固结体系。利用Midas/Civil建立空间杆系模型进行整体静力分析，确定塔墩梁部位四种最不利荷载工况，得到其活载影响线加载位置和荷载大小。再利用大型通用有限元软件ANSYS建立塔墩梁固结处三维实体模型进行受力分析，为设计与施工提供科学理论依据。     

加权GS算法的权因子对BOE整形效果的影响

采用加权GS迭代算法,以高斯光束均匀化为例,模拟计算了算法中权因子的大小对所设计的BOE整形效果的影响;利用最佳权因子设计了16阶的二元光学元件,并与权因子为其他值时进行了比较。模拟结果表明,随着权因子的增大,均方差减小,而衍射效率降低,得到了最佳的权因子值。     

用动态子结构的加权残数法计算电站锅炉炉墙动力特性

本文利用动态子结构的加权残数法来计算大型电站锅炉炉墙的动力特性,使计算时处理的自由度数远小于有限元法,输入数据的总量大幅度下降,而其计算精度则与用大型通用有限元程序SAP5近于相同。     

铁路板式轨道结构平面有限元分析

无碴轨道是一种新型的轨道结构型式，越来越多地应用于高速铁路。目前，无碴轨道结构计算理论还不完善，多采用叠合梁的方法。现采用平面有限元方法，把荷载和轨道结构看成一个系统，对板式无碴轨道在荷载作用下的竖向位移和内力进行了分析，并通过MATLAB编程实现，计算结果符合无碴轨道结构基本原理。     

高速铁路无砟轨道桩板结构路基动力特性研究

桩板结构路基是应用于高速铁路无砟轨道一种新的路基结构形式,它由上部钢筋混凝土承载板、钢筋混凝土桩基与路基本体与组成,利用板和桩-土之间的共同作用来满足无砟轨道的强度与沉降变形要求,是介于桥梁与路基之间的一种特殊结构形式,桩土相互作用非常明显。以往工程上都是利用m法处理桩土相互作用,但是对于桩板结构,实测数据表明m法已不再适用。提出了计算桩板结构动力特性一种合理模拟方法,并通过著名有限元软件ANSYS10.0进行分析。与某高速铁路桩板结构动力特性的实测数据的对比结果表明,提出的模拟方法满足一定的工程精度要求     

压气机叶片的固有频率测试和有限元计算

主要叙述了压气机叶片的固有频率测试技术和先进的有限元计算方法.固有频率测试采用了频率跟踪和振幅自动控制技术,确保叶片始终处于共振状态.有限元计算中使用的是8节点40自由度超参数壳体单元,计算结果和试验结果获得了令人满意的一致.     

深水基础钢板桩围堰最小入土深度分析

以沪杭高铁横潦泾特大桥河道中央主墩深水基础钢板桩围堰为例，分别采用空间有限元法、平面有限元法和等值梁法，计算钢板桩的最小入土深度。计算结果表明:等值梁法可用于桥梁深水基础钢板桩围堰的最小入土深度计算，且计算结果偏于安全；空间有限元法、平面有限元法和等值梁法所计算的钢板桩最小入土深度依次增大，但变化幅度不大；采用等值梁法计算钢板桩最小入土深度时，对于封底混凝土以下的多层土，可以采取等效土层的方法计算作用在钢板桩上的主动和被动土压力，从而简化土压力的计算。