摘要：针对螺栓连接薄层单元建模中存在的不确定性问题开展研究。对薄层的厚度、弹性模量和密度等参数进行正交设计,通过信噪比分析和回归分析,建立了连接结构振动响应和薄层参数的经验表达式,最后进行了优化分析。研究表明,鲁棒设计在薄层单元的不确定性建模中的应用是可行的,该方法完善了螺栓连接薄层单元的建模理论。

摘要：通常预制桩施工会产生挤土效应,这会对周围环境产生不利影响.根据某桩基工程施工的实际情况,利用大型有限元分析软件Abaqus,通过在桩土间增加薄层单元的方法对单桩施工的挤土效应进行了数值模拟.薄层单元的厚度取0.08 m,其力学性质参数介于桩和土之间.模拟时,薄层单元近土侧与土中节点进行位移耦合,而近桩侧则采用摩尔-库伦(Mohr-Coulomb)定律来反映桩体和单元之间的接触关系.通过数值模拟,探讨了外部荷载作用下抗压桩的变化特点,得到了桩顶的荷载与桩入土深度的关系曲线,分析了打入桩施工的有效影响距离和有效影响深度,对比研究了有限元数值模拟结果与圆孔扩张理论的解析计算结果.数值模拟结果表明,单桩施工的水平向有效影响范围大约为5倍桩径,竖直向约为2倍桩长.数值模拟结果和解析计算结果比较接近.使用薄层单元法进行打桩挤土效应数值模拟,符合桩基工程施工的实际情况,反映了桩土接触面的变形机理与受力状态.这对桩基工程设计和施工具有一定的参考价值.

摘要：薄层单元可有效地表征螺栓连接结合部,但要进行动力学分析及优化必须辨识出薄层单元参数。为此,在建立薄层单元参数与结合部动态特性关系的基础上,提出一种准确、高效辨识薄层单元参数的方法。通过分析薄层单元的刚度矩阵及本构方程,确定待辨识参数;采用拉丁超立方抽样方法选取参数样本,结合试验与有限元计算的模态参数建立目标函数,用响应面模型表征薄层单元参数与目标函数的关系,并评价模型精度;采用遗传算法在响应面模型基础上实现参数优化辨识。分别辨识均一材料和考虑结合面应力分布差异化材料的薄层单元参数,参数优化辨识后,试件的试验与有限元计算固有频率误差均不超过4%,证明了该辨识方法的有效性。

摘要：介绍了在溪洛渡拱坝有限元计算中,坝体近坝基部位薄层单元的应用。分析研究了薄层单元厚度、沿坝体厚度方向划分单元层数对于坝体应力的影响,并得出溪洛渡拱坝有限元计算网格划分的原则。根据此原则进行溪洛渡拱坝有限元网格剖分和计算。计算结果表明,坝体近建基面部位划分薄层单元,较大程度地改善了坝体角缘部位的应力,得到了比较稳定的有限元数值解。

摘要：根据ADINA程序提供的二次开发平台,利用FORTRAN环境在ADINA中实现了用于模拟夹层的薄层单元的开发,并先用了两个算例对薄层单元的应力应变特性进行了验证,然后用挡土墙的算例对使用开发的薄层单元和ADINA自带的接触模型两种情况下的主动土压力进行了对比,其结果均较理想。

摘要：组合转子轴系结构是空天动力装备中发动机转子系统的主要结构,由于轴系中各部件接触面的存在使得转子系统动力学特性难以准确掌握,当涉及转子工作转速裕度时会产生一定的设计风险。针对组合转子轴系单主轴多部件轴向预紧结构特点,考虑转子不同接触面之间非线性连接参数,提出一种综合利用薄层单元和零长单元建模的两步模型修正方法,采用基于响应面优化的静态结构非线性分析以及基于随机统计学模型的粗糙表面接触分析进行薄层单元材料参数以及零长单元接触刚度系数识别,建立组合转子轴系动力学模型。根据某型发动机氢涡轮泵转子结构特点设计制造转子试件,对其自由模态进行试验研究,得到了不同螺纹预紧状态以及轴向预紧作用对组合转子轴系前两阶模态特性的影响。对比试验数据可知所提模型优化方法可以很好地反映出不同轴向预紧作用下组合转子轴系前两阶模态频率的变化趋势,在转子模态参数线性变化范围内计算误差小于1%,验证了该方法的正确性和有效性,为组合转子轴系精细化建模提供了参考依据。

摘要：根据大岗山拱坝实际浇筑过程,采用三维有厚度薄层单元模拟坝体的横缝,利用三维非线性有限元计算大岗山横缝开度.仿真中考虑了坝体材料的热力学性能、浇筑过程、环境温度变化、封拱和蓄水过程.仿真结果对大岗山拱坝的接缝灌浆有重要的参考价值.

摘要：在拱坝三维弹性有限元计算中,近基础部位会出现明显的应力集中,而坝踵坝趾常为拱坝应力控制的关键部位,得到其准确的应力分布对指导设计具有重要意义。通过ABAQUS进行拱坝三维有限元计算,结合Python二次开发实现拱坝建基面任意积分路径应力的提取和截面内力的计算,并通过材料力学法完成局部等效应力处理。计算表明:该方法能实现建基面任意路径下的应力等效,有效改善坝体应力集中现象。

摘要：以在建的阿不都拉面板堆石坝工程为例,采用薄层接触单元来模拟其板间缝、周边缝、面板与垫层接触面建立三维仿真模型,研究蓄水期该坝板间缝和周边缝的变形发展规律,研究结果表明:阿不都拉面板坝满蓄期板间缝剪切错动变形最大值为0.73 mm,位于两岸基岩变坡点附近,张拉变形最大值为2.49 mm,位于河谷两岸附近,压缩变形最大值为-4.09 mm,沉陷错动变形最大值为4.76 mm,均位于河床中央附近;周边缝剪切错动变形最大值为4.00 mm,靠近基岩变坡点,张拉变形最大值为12.00 mm,沉陷错动变形最大值为-32.00 mm,均位于右岸52号周边缝上端;其缝张压、剪切变形值与相近坝高面板坝相比均处在同一毫米数量级,沉陷变形数值小于同类坝型工程。研究成果以期指导类似坝体板间缝和周边缝的设计。

摘要：拱坝应力分析方法大致可以分为拱梁分载法及有限元法两类。其中有限元法计算结果在近基础部位存在着明显的应力集中,这对拱坝的应力评价带来了困难。基于ANSYS软件,通过在模型中设置薄层单元,并利用单元平衡条件计算基础部位的等效应力,可以很好解决这一问题。计算结果表明,工程实例的基础部位等效应力结果合理,满足各工况条件下拱坝应力控制标准,为工程设计提供了依据。