香港青马大桥在交通荷载作用下的疲劳评估

在全桥三维有限元模型基础上 ,进行了车载响应分析 ,得到全桥的动力响应 ,并与实测结果进行了分析对比 ;对疲劳危险部位建立局部有限元模型 ,并进行了局部应力分析。在结构健康安全监测系统实测数据基础上 ,得到应变循环标准块 ,用基于热点应力疲劳评估方法对危险部位进行了疲劳寿命评估。     

基于子模型法的钢桁桥整体节点动力响应分析

以新建铁路铜九线鄱阳湖特大桥钢桁桥段为背景,研究了考虑局部细节特性的焊接整体节点在移动列车荷载作用下的动力响应。在对整体有限元模型进行分析的基础上,应用壳到体子模型法对该桥焊接整体节点进行了瞬态有限元分析,获得了局部细节处的应力时程。对结果的分析表明,箱形下弦杆与节点板连接处、整体节点板几何形状突变处和右斜腹杆与节点板连接处,在满载列车作用下,最大应力幅均超过相关疲劳试验给出的疲劳容许应力幅,可能在使用期间发生疲劳破坏。     

润扬斜拉桥有限元模拟及模态分析

本文主要研究润扬长江大桥北汊斜拉桥以结构健康监测和状态评估为目标的空间有限元模型建立过程中的一些基础性问题。在建模过程中,尽可能多地考虑了一些影响全桥有限元模型精度的因素:如斜拉索的几何非线性(重力垂度和初始应力),将构造正交各向异性钢箱梁桥面板用复合材料力学的方法等效为物理正交各向异性板等。然后应用所建立的有限元模型进行模态分析,最后将有限元模态计算结果与环境振动试验结果进行比较,验证了润扬斜拉桥有限元模型的有效性。由此建立的有限元模型可以为该桥的结构健康监测和状态评估提供分析的基础。     

输电塔风振疲劳可靠性分析

基于时域理论研究输电塔在风振作用下的疲劳可靠性问题。本文采用Davenport谱模拟脉动风速,通过分析计算杆件内力,得到风荷载时程数据。利用分析软件SAP2000建立结构的有限元模型,将时程荷载施加到结构有限元模型上,求得输电塔关键杆件应力时程响应。采用雨流法统计分析应力时程数据,得到应力循环幅值及其应力均值。基于疲劳理论的Basquin方程、Miner累积损伤准则以及Goodman修正方程,推导出处理疲劳问题的概率数学模型。结合平均风的分布概率以及计算结构疲劳寿命的方法,得到关键杆件在一定可靠度下的疲劳寿命。通过文章分析可知,随着可靠度数值的变化,结构的疲劳寿命相差极大。     

大跨度预应力混凝土连续刚构桥的动力特性分析

介绍了福建泉州后渚大桥——大跨度预应力混凝土连续刚构桥的现场环境振动实验．并利用频域中的单模态识别法(SDOFI)、峰值法(PP)和时域中的随机子空间识别法(SSI)分别进行桥梁动力特性识别。利用ANSYS建立了全桥三维有限元模型并进行了理论模态分析,基于参数分析和环境振动测试结果对有限元模型进行了标定,建立了该桥的基准有限元模型,该模型可服务于桥梁长期健康监测与状态评估。     

淮河管桥的安全性与剩余寿命评估方法研究

本文在文献［１］的基础上，进一步运用现代断裂力学和结构系统可靠性分析原理，导出了一种处理多种交变应力引起结构系统疲劳失效的计算方法，提出了一种考虑构件腐蚀、在交变应力及地震力作用下结构系统安全寿命的评估方法，并开发出相应的计算机软件，对淮河跨越管桥结构系统进行评估，验证了该方法的有效性和可靠性。     

强震活动有限元模型研究及其初步应用--以西南地区为例

在强震成组孕育与群体活动研究的基础上，本文基于有限元方法，初步建立了西南地区有限元动力学模型，并讨论了因发生地震而产生的应力变化对整个西南地区的应力调整情况。初步结果表明，许多强震均发生在应力增强区。因此，强震活动有限元模型的建立对判定未来强震危险区有一定作用。     

某深切峡谷区地应力场的变化特征分析

根据某深切峡谷岸坡中由应力解除法和水压致裂法得到的实测数据，运用工程地质分析原理和统计分析方法对研究区地应力场的总体变化特征以及地应力与高程、水平埋深、垂直埋深、剥蚀厚度的关系进行了分析，说明在近于平行河谷的构造应力场作用下，河谷现今地应力场仅存在应力降低区和应力相对平稳区的特殊变化特，并分析了坡中引起地应力方向变化及量值波动的主要原因是次级地质构造和岩体局部的模量值，同时证实了河谷底部水平应力的变化基本服从布林-哈盖模型。     

地震波作用下地下管道试验的数值模拟方法

以模型试验几何尺寸建立有限元数值模拟模型,全面给出了地下管道地震动作用的三维有限元建模及分析研究的主要步骤,建立柔-柔接触面来反映管-土相互作用,利用拉格朗日乘子法求解接触效应;通过ANSYS和MATLAB的交互使用,对土体四周及底部定义的粘弹性边界实现能量辐射,减小边界效应;考虑试验模型与实际模型的比例,对原始地震波加速度时程曲线进行缩尺处理,模拟得到的管道响应规律与试验结果吻合较好,表明该数值模型是合理的。在此基础上讨论了管道在地震波作用下的位移、加速度和应力的动力响应,并提出了相关实用的工程建议,为地下管线等长线型地下结构的地震响应理论分析提供参考。     

基于损伤分析的旧曲线梁桥抗震性能评估

曲线桥梁在役期间可能面临地震灾害,导致结构损坏甚至坍塌,为了评估在役桥梁的抗震性能,提出基于损伤分析的曲线梁桥抗震性能评估方法.建立旧曲线梁桥有限元模型,基于损伤分析的原理,提出适合曲线梁桥地震响应特性的构件损伤模型,在全桥有限元模型中输入不同类型地震动,计算各构件的损伤指数,并结合旧桥检算系数,由各构件损伤指数综合得...     

空冷风机桥架疲劳寿命分析

基于现场实测风机桥架振动响应,采用风机调幅扰力模型进行结构动力响应分析.根据不同工况下疲劳危险点的名义应力时程,采用雨流计数法和各工况年运行频次调查结果编制疲劳载荷谱.通过Miner损伤累积准则和p-S-N关系对风机桥架进行疲劳损伤分析,给定疲劳破坏的损伤阈值,所得疲劳寿命满足设计使用年限的要求.采用Goodman、Gerber和Soderberg模型考虑平均应力影响时的疲劳寿命略有降低.     

三维速率—状态断层模型在地震轮回期内的非均匀库仑应力扰动

对遵从实验室得到的速率—状态摩擦定律的准动态连续三维断层模型进行了数值试验。我们做了一些测试,其中库仑应力（CS）或在整个断层增加,或仅在断层的局部增加。对于局部应力加载我们发现,如果触发几乎是瞬时的（1～2个月内）,成核发生在库仑应力增加区域的走向延伸部位。相反,如果在这几个月内地震没有发生,它可以在断层的任何地方成核,甚至比没有正的库仑应力加载要晚。这些特征意味着新的发现,其对三维模型而言是独特的,并且不能由一维弹簧一滑块模型来解释。该发现可应用在余震（依赖时间的）地震危险性评估中。     

钢筋混凝土筒体的非线性有限元分析模型

本文提出了一种反复荷载下混凝土材料的本构模型，该模型采用平面应力状态下的弥散正交裂缝假设，钢筋采用弥散假设，并考虑了屈服、应变硬化、循环卸载与再加载规则等因素。该本构模型与其他模型相比，具有简便有效的优点。在此基础上，本文采用八结点平面应力单元建立了钢筋混凝土核心筒体非线性有限元分析模型，并对试验模型进行了非线性分析，计算结果与试验结果吻合较好。     

基于监测数据的拱桥吊杆疲劳寿命评估方法及其应用

目前拱桥吊杆都是基于恒载及活载静力强度准则设计的,没有考虑车辆荷载的动力疲劳安全系数。本文引入概率和统计学的概念与方法,对吊杆疲劳强度进行了可靠性分析与设计,建立了拱桥吊杆基于极限应力模式的疲劳动态可靠度模型与分析方法。结合实际桥梁监测的数据和疲劳模型试验,给出了拱桥吊杆腐蚀疲劳动态可靠度的计算步骤,并对实际桥梁的某一根吊杆腐蚀疲劳可靠度进行了评估,评估结果与实际结果基本吻合,证明了此方法适用于拱桥吊杆腐蚀疲劳寿命预测。     

基于振动台试验的RC框架模型修正及模拟损伤识别

利用有限元模型修正技术综合利用理论建模和实验建模的优点,可以得到更加符合结构实际的基准模型,为结构动力分析、损伤诊断及健康监测提供更可靠的依据。基于一12层钢筋混凝土框架模型振动台试验测点加速度记录,采用特征系统实现算法对该模型结构进行模态参数识别,识别结果与有限元分析结果之间存在明显的差异。采用基于灵敏度分析的参数型有限元模型修正技术,选择识别精度较高的实测模态频率为修正基准,以构件的弹性模量和密度为修正参数,对该框架的初始有限元模型进行了修正,得到基准有限元模型。进一步以基准有限元模型为标准,以构件弹性模量的降低模拟结构的损伤,对两种假设工况下的损伤结构进行修正,得到构件弹性模量的变化值并与假设的降低值对比,验证了有限元模型修正技术在结构损伤识别中应用的可行性。     

基于SiPESC的焊缝疲劳分析模块开发

焊缝处由于存在应力集中、焊接缺陷、残余应力等影响,是焊接结构的疲劳薄弱环节。结构应力法相较于传统的疲劳评估方法,具有SN曲线数据离散性小、网格不敏感等特点,已被纳入ASME标准。国内对结构应力法的应用基本为直接使用国外商业疲劳分析软件fesafe或对商业有限元软件进行二次开发。本文基于SiPESC平台开发了结构应力法焊缝疲劳分析模块,程序具备了雨流计数法,SN材料库,损伤累积,单通道及多通道载荷谱定义,平均应力修正等通用疲劳分析功能,具有一定的通用性。同时,结构应力法模块可支持同阶数同自由度混合壳或实体单元焊缝定义,支持焊线处节点单元自动排序。后续的其他算法和功能可在SiPESC平台通过插件的方式动态添加,具有良好的开放性。通过与国外商业软件的算例结果对比,验证了本文所开发的程序计算结果的精确性。     

提篮拱桥空间动力性能分析

以平顶山市湛河二桥为工程背景,采用有限元程序ANSYS建立该桥的空间有限元计算模型,对其进行了动力特性分析.计算结果表明:该桥拱肋的横向刚度较桥梁的竖向刚度和扭转刚度弱,桥梁首先出现拱肋的横向振动,拱脚位置处易发生拱肋的局部横向振动,是全桥的动力薄弱部位;桥梁前几阶自振周期较长,在结构抗震设计采用振型叠加法计算时,应考虑多阶振型,以减少质量缺损带来的影响;桥梁各个构件空间协作能力较强,具有良好的整体性能.所得结论可为类似桥梁设计提供参考.     

大跨桥梁结构损伤诊断与安全评估的多尺度有限元模拟研究

探讨了以结构损伤诊断与安全评估为目标的大跨桥梁结构多尺度有限元模拟的策略与方案。在有限元模型误差来源分析的基础上,提出了大跨桥梁结构模型误差的分层次修正方法。通过对润扬长江大桥斜拉桥的有限元建模和模型修正过程,提出了大跨斜拉桥结构以损伤诊断与安全评估为目标的多尺度有限元模拟方法。研究表明,大跨桥梁结构的多尺度有限元模拟必须建立在模型误差分析的基础上,并采用模型误差的分层次修正方法才能较好的满足多尺度有限元模拟的技术要求。     

核2级调节阀的抗震分析及试验研究

基于ANSYS有限元分析软件,在模态分析基础上,采用等效静力法对调节阀的抗震性能进行分析,分析了调节阀在开启和关闭状态下对SL1(运行安全地震动)的应力响应,并分析了调节阀在开启状态下对SL2(安全停堆地震动)的应力响应,分析得知支架拐角、阀盖-中法兰连接的弯角处和阀体中腔为薄弱部位,其最大应力值均小于许用应力。对调节阀分别进行两次SL1地震和一次SL2地震试验,测定调节阀的自振频率、阻尼等振动参数和加速度、应力等地震响应参数,试验结果表明调节阀具有足够的刚度和强度,满足抗震设计强度要求。试验结果与有限元分析结果对比,误差小于10%。     

基于响应面的预应力混凝土桥动力有限元模型研究

建立了基于正交实验的响应面模型和精细有限元模型,并将其用于中华大桥的有限元模型修正,通过实测动力数据对修正后的有限元模型计算结果进行了验证。基于修正后的有限元模型,分析了预应力对预应力钢筋混凝土桥梁模态信息（频率和振型）的影响,以及单元类型对桥梁模态频率的影响。结果表明,修正后的有限元模型能够比较准确地反映桥梁实际结构的动力特性,基于响应面模型和遗传算法的修正方法可有效地用于大桥的健康监测和状态评估;预应力对预应力钢筋混凝土桥梁模态信息的影响较小,建模时可不予精确考虑;对于由多根预应力混凝土梁组成的桥梁体系,采用实体单元分析较好。