摘要：对船舶搁浅相关冲击问题进行数值仿真计算时,合理可靠的材料输入是保证仿真结果准确性的基础。开展了船用低碳钢材料的准静态拉伸和高速拉伸试验,以试验结果为基础,通过相关计算及校准研究,考虑材料硬化、失效应变以及应变率敏感性,得到满足材料动态非线性要求的仿真材料输入方法及参数。在此基础上,利用非线性有限元软件ABAQUS对VLCC舱段结构搁浅触礁事故进行仿真计算,从损伤变形、搁浅载荷以及搁浅过程中的能量吸收情况等方面分析船体结构的搁浅性能。该研究成果可为大型结构冲击问题数值仿真中的材料非线性输入提供参考和依据。

摘要：微型桩在土质滑坡中主要通过在滑动面附近发生较大的弯曲变形来产生抗滑作用,对其进行计算时应考虑桩身材料塑性变形带来的抗弯刚度变化。在对微型桩弯曲特性进行研究的基础上,提出了一种计算高效的微型抗滑桩计算p-y法。以钢管混凝土微型桩为例,通过精细化有限元数值模拟研究其非线性弯矩-曲率关系,根据截面应力分布和塑性应变的发展规律将其分为弹性、弹塑性和强化三阶段,并采用三段式方程建模。在横向受荷桩计算p-y法的基础上推导了考虑非线性弯矩-曲率关系的桩变形增量微分方程,采用增量法并在增量步中实时更新抗弯刚度,可快速求解桩在滑坡作用下的全过程响应。采用有限元数值模拟和极限分析法对所提方法进行了验证。参数分析显示:土体极限抗力和桩抗弯强度对桩响应的影响较大,更高的土体极限抗力使微型桩更容易达到破坏状态,且破坏位置更加向滑动面集中,而更高的桩抗弯强度则使桩的破坏相对远离滑动面,调动更大范围的土体抗力,但同时也增加了达到破坏状态所需的土体位移。所提出的p-y法以及相应的分析过程可应用于微型抗滑桩的优化设计。

摘要：结构拓扑优化作为结构设计的重要组成部分,正变得越来越重要。目前国内外学者对结构拓扑优化的研究仍主要局限于材料的线性变形范围,但实际许多工程结构都会产生材料非线性响应,如设计在一定地震载荷下坏而不倒的房屋结构,此时要得到更加符合实际的拓扑构型,就需要考虑材料非线性进行结构拓扑优化设计。笔者对材料非纯属结构拓扑优化研究进行了综述,并提出了展望。

摘要：重点研究了材料非线性行为在有限元法分析混合陶瓷球轴承接触问题中的影响。首先对混合陶瓷轴承中的轴承钢GCr15进行了材料单轴拉伸试验,以确定其材料性能参数,再通过对几种接触模型的材料线性和材料非线性有限元分析、试验研究和赫兹接触理论计算,将这些结果比较分析,得到材料非线性对有限元接触分析在不同情况下的影响,从而对材料非线性行为在有限元接触分析中的应用做出评估。

摘要：作为一种新颖的风敏感结构,直筒-锥段型钢结构冷却塔曲面形状和动力特性复杂、结构柔性和风致效应明显增大,整体稳定性能是其结构设计的瓶颈之一,尤其是结构几何、材料非线性及其高阶振型的影响。本文采用CFD技术数值模拟获得钢结构冷却塔表面风荷载分布模式,基于ANSYS软件建立主筒+加强桁架+附属桁架(铰接)耦合的一体化钢结构冷却塔有限元模型,以不同特征值屈曲模态作为初始几何缺陷分布形式,并基于几何及材料双重非线性有限元方法,系统研究了此类钢结构冷却塔在不同风速下低阶和高阶模态的稳定性能,涉及分歧失稳形态、极值失稳形态、临界失稳风速和静风响应。研究表明:考虑几何及材料双重非线性下钢结构冷却塔临界屈曲承载力下降;基阶屈曲波形相对较小,对几何初始缺陷不敏感;随着风速的增大,附属桁架最先发生失稳屈曲,然后依次为加强桁架和主筒。几何初始缺陷系数及阶数的改变对失稳临界风速影响较小,但随着阶数的增加,非线性分析过程中的变形趋势由附属桁架逐渐转移到主筒。所得主要结论可为此类新型钢结构冷却塔的抗风稳定性验算提供参考。

摘要：塔架结构是海上风力发电机组的支撑结构,其设计水平直接影响设备的安全性和经济性。风力发电机组塔架高度多在90 m~110 m,作为典型的细长薄壳圆柱结构,屈曲稳定性为塔架设计的主要限制条件。通过有限元数值模拟LBA/MNA分析方法,对海上风力发电机组塔架设备临界屈曲载荷进行计算和分析。通过与EN1993-1-6中基于薄膜应力理论的传统工程算法对比表明:由于塔架的材料非线性特性存在,基于有限元的数值模拟屈曲分析方法结果比传统的工程算法更接近于实际情况,且经济性较优,可为塔架结构的屈曲优化提供方向。

摘要：为了分析粒料类基层材料非线性特征对应变响应的影响、提高分析的准确性,采用密实级配、设计级配、连续级配3种类型的粒料类材料,开发轮胎移动载荷的DLOAD子程序以及材料非线性的UMAT子程序,与基层材料线性时的应变响应分析比较。结果表明:基层材料非线性特征对面层底部、土基顶部的应变响应要大于线性时的应变响应。连续级配材料非线性对路面应变响应影响最大,面层底部的横向拉应变、纵向拉应变、竖向压应变比线性材料分别增大了44%、46%、29%。但3种粒料类材料非线性特征对土基顶部压应变的影响并不明显,说明基层材料非线性对土基顶部压应变的影响有限。

摘要：耐压壳体结构是深水载人潜器(HOV)的关键部件,耐压舱口结构形式的选取及强度和稳定性的校核对耐压壳体结构设计尤为重要。本文首先确定了耐压壳的材料和几种典型舱口形状,进而针对三种舱口设计方案分别进行了相应的分析与计算,通过对计算结果的比较确定了一种最优的型式。最后,在考虑材料的非线性的基础上,对最优的耐压壳体结构进行了强度与稳定性校核。

摘要：通过回顾传统位移法和传统力法的思路,比较了两种传统方法,分别指出了它们在计算机求解材料非线性问题中的优缺点。从经典力法的求解思路出发介绍了用于桁架结构材料非线性弹性问题的广义逆力法(AforcemethodbasedonGeneralizedInverseMatrix,GIM),给出了该算法的推导思路及求解过程。特别指出了传统力法用计算机求解材料非线性问题所遇到的困难,对如何解决这些困难作了探讨,从而给出了结构力学计算的一个全新视角,也使得力法在计算机计算领域重新得到发展空间。广义逆力法是一种基于力法和广义逆矩阵理论的新的迭代解法,对于材料非线性问题,由于无需像传统的基于位移法的逐步增量法那样逐步递进计算,所以也称特大增量步算法(LargeIncrementMethod,LIM)。同时也指出了该算法在结构并行计算方面不同于传统的子结构并行计算的新的特点。做为一种新的迭代算法,也给出了该算法求解的唯一性和收敛性证明。

摘要：针对涡轮转子叶片建立了离心拉伸的数值分析模型。基于ANSYS软件的静力分析功能,利用有限元分析方法研究了涡轮转子叶片高速旋转时离心力所引起的拉伸变形,模拟了转子叶片高速旋转时应力场的分布情况。同时对涡轮叶片力学模拟中的应力值偏大问题从材料非线性角度进行了分析和探讨,在此基础上结合整个涡轮叶片的实际工作状况对其模拟结果进行了定性分析,验证了其分析方法的可行性,为实际涡轮叶片设计优化提供了理论依据。