大跨度箱形截面拱式渡槽的工程应用及研究分析

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作者 张鹏 张建赫 彭兴楠 《水利水电工程设计》 2025年第1期26-28,33,共4页

跨越深山峡谷的各种大跨度渡槽设计是灌区建设中亟待解决的问题。针对海南省牛路岭灌区工程引水总干渠1#渡槽需跨越万泉河生态保护区,存在跨度大(计算跨径长达115 m)、台风盛行的技术难题,主拱圈设计采用变宽等高箱形截面,利用桥梁博士V... 跨越深山峡谷的各种大跨度渡槽设计是灌区建设中亟待解决的问题。针对海南省牛路岭灌区工程引水总干渠1#渡槽需跨越万泉河生态保护区,存在跨度大(计算跨径长达115 m)、台风盛行的技术难题,主拱圈设计采用变宽等高箱形截面,利用桥梁博士V4.4等结构计算软件,采用空间杆系有限元分析方法对拱结构模型进行力学分析。结果表明,对于窄渡槽采用变宽等高箱形截面,主拱圈在拱脚处产生的附加弯矩较小;同时随着截面尺寸由拱顶到拱脚逐渐加宽,拱圈横向稳定性得到加强,承载力得到提高。采用变宽等高箱形截面拱圈可以在满足承载力的同时,有效地控制拱圈自重在作用效应中所占的比重,使结构受力更加合理。 展开更多

关键词 变宽等高箱形截面 Ritter公式 桥梁博士V4.4 空间杆系有限元分析方法

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接触网三维模型的建立与风偏的非线性求解 被引量：19

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作者 宋洋 刘志刚 +1 位作者 汪宏睿 姜静 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期30-38,共9页

本文利用空间梁单元与柔性索单元离散电气化铁路接触网,考虑梁单元变形时的几何非线性,采用动坐标迭代法进行求解,计算平衡状态下的吊弦长度,建立接触网三维力学模型。分别利用流体力学软件和风洞试验计算接触线截面的气动力系数,并将... 本文利用空间梁单元与柔性索单元离散电气化铁路接触网,考虑梁单元变形时的几何非线性,采用动坐标迭代法进行求解,计算平衡状态下的吊弦长度,建立接触网三维力学模型。分别利用流体力学软件和风洞试验计算接触线截面的气动力系数,并将横风载荷施加到此模型中,研究风速、张力等因素对接触线风偏的影响,以及考虑几何非线性在研究接触网较大位移问题时的必要性。研究结果表明:在求解接触网大位移问题时,不考虑梁单元变形产生的几何非线性,会对结果造成一定的误差。本文仿真结果可为接触网防风设计提供有益借鉴,提出的仿真方法可适用于接触网发生较大位移时的精确计算,也为研究更为复杂的接触网三维力学特性提供条件。 展开更多

关键词 空间梁单元 接触网 动坐标迭代法 几何非线性 风偏

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大型空间柔性梁的有限元动力学建模方法研究 被引量：3

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作者 和兴锁 顾致平 邓峰岩 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2007年第9期1194-1197,共4页

在精确描述柔性梁变形的基础上,针对具有大范围运动的大型空间柔性结构的动力学建模方法进行了研究。首先利用有限元方法对空间柔性梁结构进行离散,导出其动能、势能及广义力,然后采用Lagrange方程建立系统的精确动力学方程。该方程包... 在精确描述柔性梁变形的基础上,针对具有大范围运动的大型空间柔性结构的动力学建模方法进行了研究。首先利用有限元方法对空间柔性梁结构进行离散,导出其动能、势能及广义力,然后采用Lagrange方程建立系统的精确动力学方程。该方程包含各个方向的变形、变形运动与大范围运动的相互耦合项。 展开更多

关键词 空间柔性梁 有限元 动力学建模

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分体式组合小箱梁桥空间有限元建模方法 被引量：5

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作者 李静斌 葛素娟 陈淮 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期644-648,共5页

为解决对分体式组合小箱梁桥桥型进行空间有限元分析时所遇到的各片箱梁间翼缘纵向湿接缝如何准确模拟等问题,为寻求合适的空间有限元建模方法,以由4片分体式组合箱梁组成的40 m单跨简支梁桥为研究对象,利用大型有限元软件MIDAS/Civil,... 为解决对分体式组合小箱梁桥桥型进行空间有限元分析时所遇到的各片箱梁间翼缘纵向湿接缝如何准确模拟等问题,为寻求合适的空间有限元建模方法,以由4片分体式组合箱梁组成的40 m单跨简支梁桥为研究对象,利用大型有限元软件MIDAS/Civil,分别建立了实体单元计算模型、梁板单元组合计算模型及改进的梁格法计算模型,对比分析了在4种荷载工况下各片箱梁跨中位移解。计算结果表明:实体单元计算模型计算结果准确但建模复杂,与其相比,梁板单元组合计算模型最大误差为-5.4%,改进的梁格法计算模型最大误差为-2.3%。改进的梁格法计算模型为该桥型合适的有限元建模方法。 展开更多

关键词 桥梁工程 分体式组合箱梁桥 空间有限元 梁格法 静力分析

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板肋式多肋T梁桥的空间分析 被引量：3

5

作者 王荣辉 夏锦红 王玮袆 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期56-61,共6页

根据板肋式多肋T梁桥的受载力学行为特点,将其各板件视为板梁,同时在构造其位移模式时也考虑了T梁顶板剪滞效应和局部弯曲影响,由此提出了板肋式多肋T梁桥空间计算的板梁有限单元法.

关键词 板肋式多肋T梁桥 空间分析 位移模式 剪滞效应 局部弯曲 有限单元法 空间计算

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高桩梁板码头结构设计中的空间有限元分析 被引量：37

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作者 王婷婷 陈振民 何文钦 《水运工程》 北大核心 2009年第7期118-123,共6页

选取湛江某高桩码头结构段为工程实例,利用通用有限元软件ANSYS对高桩梁板式码头进行空间有限元分析。为了能较真实模拟码头结构的受力状态,研究和建立了多种不同的有限元模型,在相同使用荷载组合作用下,通过多种不同模型的计算结果对... 选取湛江某高桩码头结构段为工程实例,利用通用有限元软件ANSYS对高桩梁板式码头进行空间有限元分析。为了能较真实模拟码头结构的受力状态,研究和建立了多种不同的有限元模型,在相同使用荷载组合作用下,通过多种不同模型的计算结果对比分析,找出不同计算模型作用效应的差异和受到的影响,提出较为合理的空间数值计算模型和若干建议,以供梁板高桩码头设计者参考。 展开更多

关键词 高桩梁板码头 空间有限元分析方法 结构设计

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计及应力刚化效应的空间大运动曲梁动力学建模与分析 被引量：1

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作者 张建书 芮筱亭 陈刚利 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第14期27-33,共7页

从连续介质力学非线性位移-应变关系出发,导出计入应力刚化效应的空间柔性梁变形能表达式。利用浮动框架有限元方法和哈密顿变分原理推导了满足小变形假设的空间曲梁的一般运动动力学方程,并利用模态缩减法对动力学方程进行了维数降阶... 从连续介质力学非线性位移-应变关系出发,导出计入应力刚化效应的空间柔性梁变形能表达式。利用浮动框架有限元方法和哈密顿变分原理推导了满足小变形假设的空间曲梁的一般运动动力学方程,并利用模态缩减法对动力学方程进行了维数降阶。所推导的动力学方程可用于高速旋转一般运动空间柔性曲梁动力学问题的求解。通过数值仿真讨论了应力刚化效应对大范围运动小变形空间柔性曲梁动力学特性的影响,并与ADAMS软件和ABAQUS软件的仿真结果进行了对比,指出了ADAMS软件在高速旋转柔性多体系统数值计算方面的一些缺陷。所提出的计及应力刚化效应的空间曲梁动力学建模方法为高速旋转一般运动柔性多体系统动力学建模和分析提供了参考。 展开更多

关键词 空间曲梁 浮动框架有限元方法 高速旋转 应力刚化

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大跨度迭合梁斜拉桥空间受力分析 被引量：3

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作者 郑振 黄铖 《福州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期114-119,共6页

结合福州市青洲闽江特大桥的工程实践,对大跨度迭合梁斜拉桥在轴力和弯矩共同作用下的钢-混凝土迭合梁截面受力状态和混凝土桥面板有效宽度进行空间有限元数值分析和理论研究,提出简化钢-混凝土主梁受力状态分析的方法.

关键词 迭合梁斜拉桥 钢-混凝土迭合粱 空间有限元法 弹性分析法 青洲

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钢管混凝土哑铃型截面计算模式分析 被引量：4

9

作者 周水兴 熊洪滨 张敏 《土木建筑与环境工程》 CSCD 北大核心 2009年第2期105-109,共5页

针对钢管混凝土哑铃型截面的构造特点,视截面中的钢管、管内混凝土、腹板以及腹腔内混凝土为普通空间梁单元,利用平截面假定和主从节点形成的转换矩阵,将各个普通空间梁单元集合成空间组合梁单元。应用Fortran语言编制了钢管混凝土哑铃... 针对钢管混凝土哑铃型截面的构造特点,视截面中的钢管、管内混凝土、腹板以及腹腔内混凝土为普通空间梁单元,利用平截面假定和主从节点形成的转换矩阵,将各个普通空间梁单元集合成空间组合梁单元。应用Fortran语言编制了钢管混凝土哑铃型截面拱计算程序。算例结果表明,钢管混凝土哑铃型截面拱肋中钢管及管内混凝土主要承受轴向力,弯矩很小。进一步提出用于哑铃型截面上下肢钢管混凝土轴向力计算的格构柱法修正公式,修正后的计算结果与算例吻合良好。 展开更多

关键词 哑铃型截面 钢管混凝土 空间组合梁单元 计算模式 格构柱法 修正公式

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预应力混凝土曲线刚构桥的空间效应研究 被引量：5

10

作者 张晔芝 左维 杨毅 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期2248-2255,共8页

为研究曲线刚构桥变形和受力状态以及空间效应的相关规律,对一座主跨145 m,曲率半径600 m的5跨连续预应力曲线刚构桥模拟整个施工过程,采用空间梁格法进行有限元分析。研究结果表明:墩身处于轴压和切向、法向双向弯曲联合作用状态,梁体... 为研究曲线刚构桥变形和受力状态以及空间效应的相关规律,对一座主跨145 m,曲率半径600 m的5跨连续预应力曲线刚构桥模拟整个施工过程,采用空间梁格法进行有限元分析。研究结果表明:墩身处于轴压和切向、法向双向弯曲联合作用状态,梁体处于竖弯、横弯和扭转联合作用状态。由此造成梁体竖向位移和应力横向分布的不均匀性,且还有法向位移。悬臂浇筑各阶段,法向位移指向曲率中心侧,梁体竖向位移内侧大、外侧小,最大悬臂状态下,内侧竖向位移比中心线处增大49%,外侧比中心线处减小36%。应力也有较大的差别。二恒、活载作用下的空间效应规律正好与一恒作用下相反。本文研究成果可为今后曲线桥的设计和计算提供理论依据。 展开更多

关键词 预应力曲线刚构桥 空间梁格法 有限元 空间效应

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四肢格构型钢管混凝土拱桥计算模式研究

11

作者 杨兴 武电坤 《山西建筑》 2016年第17期186-188,共3页

以四肢格构型钢管混凝土拱桥的计算模式为研究内容,分别采用抗弯刚度等效法、轴压刚度等效法,根据假定条件推导出不同等效方法的计算公式,并通过计算实例,将等效法与空间梁单元法进行了对比,研究了等效板单元法换算弹性模量的取值范围,... 以四肢格构型钢管混凝土拱桥的计算模式为研究内容,分别采用抗弯刚度等效法、轴压刚度等效法,根据假定条件推导出不同等效方法的计算公式,并通过计算实例,将等效法与空间梁单元法进行了对比,研究了等效板单元法换算弹性模量的取值范围,比较了横、竖向缀板按不同计算模式的计算结果和精度,得出了适用于四肢格构型拱肋截面的计算模式。 展开更多

关键词 拱桥 空间梁单元法 等效板单元法 拱肋

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全柔性隔振系统功率流的有限元计算及其传递特性研究 被引量：2

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作者 汤又衡 牛军川 《噪声与振动控制》 CSCD 2019年第6期44-48,54,共6页

传统隔振模型中设备甚至基础被视为绝对刚性,隔振器被视为质量弹簧,无法计及基础和设备柔性以及隔振器质量等对振动传递的影响。另外,基于传统模型计算传递功率流时,需要假设设备和基础形状规则以方便获得其导纳解析式。以不规则板模拟... 传统隔振模型中设备甚至基础被视为绝对刚性,隔振器被视为质量弹簧,无法计及基础和设备柔性以及隔振器质量等对振动传递的影响。另外,基于传统模型计算传递功率流时,需要假设设备和基础形状规则以方便获得其导纳解析式。以不规则板模拟柔性设备和基础,以空间阻尼梁替代弹簧或隔振器,建立全新的全柔性隔振系统模型。采用有限元方法将整个系统离散,计算隔振器和板耦合节点处的力和速度,从而给出了输入系统和传递至基础的功率流的表达式。研究全柔性隔振系统功率流的传递特性,对建立目前机械设备发展所需的隔振系统模型具有指导意义。 展开更多

关键词 振动与波 有限元 功率流 空间梁 全柔性隔振系统

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考虑区间弹性连接的结构动力学特性研究

13

作者 陈亦文 张锦光 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2021年第5期22-28,共7页

基于动态子结构方法,将结构中的弹性连接单独划分成一个独立子结构,并利用零质量空间梁单元对其进行等效,分别基于频域子结构方法(FRF-based Substructuring Method)和模态综合法(Component Mode Synthesis)对考虑弹性连接的结构固有频... 基于动态子结构方法,将结构中的弹性连接单独划分成一个独立子结构,并利用零质量空间梁单元对其进行等效,分别基于频域子结构方法(FRF-based Substructuring Method)和模态综合法(Component Mode Synthesis)对考虑弹性连接的结构固有频率和频响函数进行了推导。基于此,将空间梁单元的弹性模量和比例阻尼系数设成区间参数以模拟弹性连接的区间不确定性,基于区间因子法(Interval Factor Method,IFM)分别给出了考虑区间弹性连接结构固有频率和频响函数的区间上下限,从而形成了两种计算分析方法,即CMS-IFM和FBSM-IFM。通过仿真将两种方法与Monte-Carlo模拟方法的计算结果进行了对比,结果表明:CMS-IFM和FBSM-IFM正确高效。 展开更多

关键词 区间弹性连接 空间梁单元 模态综合法 频域子结构方法 区间因子法

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高桩梁板码头基于能级提升的结构受力分析与实测研究 被引量：1

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作者 徐嵬 朱鹏宇 李瑞刚 《港口科技》 2014年第11期4-7,共4页

以上海港某码头为工程实例,利用通用有限元软件ANSYS进行空间有限元建模,研究高桩梁板码头结构设计中的空间有限元分析方法、平面分析方法和监测数据,提出较为合理的数值计算模型,为码头结构加固设计和使用提供依据,得到的结论能够对将... 以上海港某码头为工程实例,利用通用有限元软件ANSYS进行空间有限元建模,研究高桩梁板码头结构设计中的空间有限元分析方法、平面分析方法和监测数据,提出较为合理的数值计算模型,为码头结构加固设计和使用提供依据,得到的结论能够对将来完善高桩码头的设计方法提供参考。 展开更多

关键词 港口 高桩梁板码头 能级升级 空间有限元分析方法 结构设计

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一种新型空间梁单元及其在梁杆结构稳定分析中的应用 被引量：10

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作者 夏拥军 缪谦 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期86-91,共6页

推导了一种新型的空间两结点非线性Euler-Bernoulli梁单元。使用传统有限元方法的插值理论构造了空间三结点Euler-Bernoulli梁单元的位移场:二次Lagrange插值函数建立单元的扭转和轴向位移场;五次Hermite插值函数建立单元的横向位移场,... 推导了一种新型的空间两结点非线性Euler-Bernoulli梁单元。使用传统有限元方法的插值理论构造了空间三结点Euler-Bernoulli梁单元的位移场:二次Lagrange插值函数建立单元的扭转和轴向位移场;五次Hermite插值函数建立单元的横向位移场,然后推导了此空间三结点梁单元的切线刚度矩阵,随后使用静力凝聚方法消除三结点梁单元内部结点的自由度,从而得到一种新型的空间两结点Euler-Bernoulli梁单元。通过结构稳定算例证明:一个新型梁单元的计算精度相当于3个―4个传统非线性两结点梁单元,每根杆件使用一个单元离散就可得到非常准确的临界载荷。 展开更多

关键词 梁杆结构 结构稳定 有限单元法 空间三结点梁单元 静力凝聚

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考虑虚拟横梁刚度的装配式空心板桥杆系有限元建模方法 被引量：2

16

作者 赛志毅 姚望 +2 位作者 韩洪超 陈康明 李广奇 《公路》 北大核心 2022年第9期211-217,共7页

装配式空心板桥在我国中小跨径桥梁的建设中应用广泛,空心板桥的设计中常采用空间梁格法建立杆系有限元模型进行计算。为了研究装配式空心板桥的杆系有限元建模方法,进行了8 m跨径的5片空心板桥足尺模型试验,将试验结果与实体有限元分... 装配式空心板桥在我国中小跨径桥梁的建设中应用广泛,空心板桥的设计中常采用空间梁格法建立杆系有限元模型进行计算。为了研究装配式空心板桥的杆系有限元建模方法,进行了8 m跨径的5片空心板桥足尺模型试验,将试验结果与实体有限元分析结果对比分析,并且将考虑不同虚拟横梁刚度的杆系有限元分析结果与实体有限元分析结果对比分析。结果表明,实体有限元模型建模方法能较好模拟装配式空心板桥整个加载过程受力状态和横桥向传力性能;空心板桥杆系有限元建模时,8 m和10 m空心板桥的虚拟横梁高度取0.8倍铰槽深度,13 m和16 m空心板桥的虚拟横梁高度取0.6倍铰槽深度时,可得较精确的计算结果。 展开更多

关键词 装配式空心板桥 杆系有限元分析 梁格法 实体有限元分析 横梁刚度

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空间弯曲光束的折射特性

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作者 徐永征 李辉 +1 位作者 王莉 张中月 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期264-270,共7页

空间弯曲光束在光学捕获和光纤传感等领域具有重要的应用价值,在这些应用中,空间的介质环境起着重要作用。根据空间弯曲光束的激发原理提出了一种理论方法,应用折射定律反演空间弯曲光束的每一条几何射线,以描述空间弯曲光束在空气-介... 空间弯曲光束在光学捕获和光纤传感等领域具有重要的应用价值,在这些应用中,空间的介质环境起着重要作用。根据空间弯曲光束的激发原理提出了一种理论方法,应用折射定律反演空间弯曲光束的每一条几何射线,以描述空间弯曲光束在空气-介质界面的折射现象,同时以空间弯曲光束为例进行了有限元法模拟。所阐明的空间弯曲光束在空气-介质界面的折射机制为解释任意通过相位反演激发的空间弯曲光束的折射机制提供了一定的参考。 展开更多

关键词 物理光学 表面等离极化激元 空间弯曲光束 有限元法

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