结构有限元分析的通用程序SAPFEM

本文介绍了作者研制的709机结构有限元静力分析通用程序SAPFEM的主要功能。SAPFEM是一个功能较为广泛的应用软件,它包括杆、膜、板、壳、轴对称体、一般三维体等十三种元素,可介算由这些元素构成的单一结构或组合结构的静力问题,且能方便地吸收任意类型的新元素,以扩大应用范围。 本文还讨论了与设计SAPFEM程序有关的若干计算方法与程序技术问题。     

弹性力学位移构造解待定参数的优化算法研究

从弹性力学平面问题位移解析构造通解的基本原理出发,针对含未知参量的位移函数确定问题,分析了应力边界、位移边界、混合边界的离散节点需要满足的函数关系,构建了以位移解析构造解中未知参量为设计变量,以边界离散节点满足的代数关系为目标函数的优化问题,提出了获得任意边界平面问题的位移构造解中未知参量的优化求解算法,编制了任意节点边界条件的未知参量通用求解程序,给定误差计算的判定方法。求解了平面应力问题的具体实例,通过本文算法与有限元计算结果的误差对比,表明所研究算法的正确性,为任意边界的复杂工程问题求解提供依据。     

扁壳弹塑性分析的加权残数法

本文用加权残数法的配点法求扁壳的弹塑性解,文中的方法可以用于任意荷载和较为复杂边界的扁壳弹塑性问题。本文作者已编制成通用程序,在微机上对一些具体例子作了计算,并与有关文献进行了比较,其结果较为满意。     

基于Youngs界面重构技术的自适应网格细分方法

Euler型多物质流体动力学数值方法中,常采用Youngs界面重构技术处理混合网格。Youngs方法在输运步中需要同时考虑两种物质,程序编写复杂,效率低。本文在Youngs方法的基础上,对混合网格进行多层细分,用细分后的纯物质子网格代替原混合网格。分析了网格细分的具体方案;对细分后子网格,同时考虑往周边八个网格的输运,给出了所有可能分配量的表达式。最后编程实验结果表明,在不增加计算量的基础上,网格细分的方法有效地提高了计算精度。     

固定式导管架海洋平台设计分析程序系统DASOS-J(V2)介绍

DASOS-J (Design and Analysis System Offshore Structures based on JIGFEX programme)是在大型结构分析程序JIGFEX基础上发展起来的用于固定式导管架海洋平台设计分析的程序系统。它将多层子结构分析方法用于非线性桩基模式,建立了非线性桩基和结构共同工作的模型,采用非线性多层子结构方法进行求解,因而具有计算模型比较符合实际情况,计算精度和效率都比较高的特点。1983年8月该程序系统通过了由教育部     

层状压电智能梁板结构的形状最优控制研究

基于压电层合结构的有限元方程,采用零阶逼近优化和一阶梯度优化算法,运用ANSYS/APDL语言,编制了力-电耦合有限元优化分析程序.运用该程序,对一单压电片和多压电片埋置的三层梁和一压电片粘贴于结构表面的三层板进行建模,以结构的几何尺寸或驱动电压为设计变量,实现梁板结构的单点和多点形状最优控制设计.对比两种优化方法的计算结果,吻合良好,验证了程序的有效性.本文的计算理论和方法可以为复杂压电层合智能结构的主被动控制设计提供参考.     

混合边界约束多层矩形薄板的自由振动解析解研究

构造带有补充项的双重正弦傅里叶级数作为振型函数通解,来研究混合边界约束多层矩形薄板的自由振动特性。考虑振型函数中待定常数的物理意义,再结合多层矩形薄板的边界条件,简化得到了具体混合边界约束多层矩形薄板的振型函数。结合控制方程、未用的边界条件和协调条件,建立了求解频率的解析方程组,将其转化为广义特征值问题求其量纲为一的频率。选取参数计算并与文献结果进行了对比,二者吻合良好,证明了本文所采用方法以及提出通解的正确性。该通解不但可以满足多层矩形薄板的任意边界约束条件,而且其中的各个待定常数具有明确的物理意义,同时该通解也能用于研究多层矩形薄板的弯曲和稳定问题,从而使得多层矩形薄板问题的求解简单化、统一化、规律化。     

有限单元法解弹性理论问题的一般方法

本文将位移函数取如座标变量的任意次多项式形式,讨论了用三角形单元族来求解弹性理论平面问题与用四面体单元族来求解弹性理论空间问题的一般方法,获得了通解。在此基础上,我们又编制了通用计算程序,以解决实际计算问题.     

基坑支护设计的弹性抗力法

本文对基坑支护设计中常用的设计方法作了评述 ,阐述了弹性抗力法的基本原理 ,对计算时土压力分布模式的选择问题和多支撑板桩墙计算模型位移协调问题给出了明确答案 ,最后通过实例分析阐明了采用弹性抗力法进行基坑支护设计的思路和步骤。     

用多层子结构与群论相结合的方法分析对称结构

本文采用多层子结构与群表示论相结合的方法,分析可承受任意荷载的、具有多种性质与形式的对称结构。按照这种方法,首先经凝聚消去内部自由度,然后再选择与各自的对称性相吻合的组合位移作未知数,使原问题分成一系列互不耦合的子问题,文末以工程计算实例来说明这种方法的有效性。本文的分析方法已在通用结构分析程序JIGFEX(Q)中实现。     

复合含水层地区深基坑降水三维渗流场数值模拟——以上海环球金融中心基坑降水为例

长江三角洲分布有巨厚、松散的第四纪沉积层,地下含水系统为一复合含水层系统,深基坑降水一般采用非完整井,且由于深基坑周围连续挡水墙难以深入含水层底板,所以其地下水渗流场变化极其复杂,具有明显的三维流特征。本文以上海环球金融中心深基坑降水为例,采用数值模拟方法,模拟了在多层含水层复合存在、含水层最深底板埋深达149m、基坑周围挡水连续墙埋深达34m、基坑内地下水位降深达26m的情况下的地下水三维渗流场特征,并以此为据确定出了该基坑降水的最优化方案。     

组合结构支挡体系在杂填土层深基坑支护中的应用

在古城区建筑地基上部,广泛赋存以炉灰渣为主要成分的杂填土,其厚度不一。随着城市化进程的迅猛发展,旧城改造对高层建筑地下空间的充分利用提出了更高要求,特别是在周围恶劣环境条件下开挖空间,从理论、实践上深入研究闹市区杂填土深基坑,采用何种经济技术合理的支护方案问题十分突出。但各种深基坑支护方法都有其局限性,岩土工程师在确定方案时必须充分考虑当地工程地质条件、建筑物基坑特点,选择组合支护技术方法,方可达到事半功倍之目的。通过成功支护某杂填土深基坑工程实例,详尽阐述了杂填土的工程特性、锚拉钢板桩挡墙、土钉挡墙的基本参数选取、设计计算,可为类似岩土工程条件下的基坑支护方案选型和设计提供借鉴及参考。     

超载下桩锚支护基坑安全系数的计算分析

假设桩锚支护下基坑土体塑性变形破坏机构以及满足边界条件的合理机 动场,而不是传统方法中那样将土体离散为许多相对运动的刚性块. 运用土塑性力学中 极限分析法的上限定理从能量功率角度探讨了超载下桩锚支护基坑竖直边坡安全系数的计算 方法. 并以一工程为例,用FLAC数值分析软件的模拟结果对该方法进行了验证.     

基坑围护结构空间分析软件包的研制

对深基坑围护结构采用简化的;空间计算模型,即土体按平面问题分析,围护支撑结构空间问题分析。计算程序使用三维杆系有限元分析,在程序中设置了子结构模块,并为计算程序配置了前后处理程序,可在５８６微机上运算多道内支撑的大型深基坑。     

高速公路工程中水泥搅拌桩桩身合理设计强度研究

在公路工程的搅拌桩地基设计中,一般假设加固区桩土变形协调,从而采用复合地基理论进行设计。但是目前许多的工程实践表明在路堤荷载作用下,搅拌桩地基桩土之间存在差异沉降,桩身强度不能够完全发挥,为此需要对复合模量的表达式进行改进。本文采用有限元分析了路堤荷载作用下搅拌桩地基的变形响应情况,分析了加固区桩间土变形与桩身模量之间关系,得到了水泥土搅拌桩强度的合理范围。     

粉喷桩单桩承载力确定方法的比较

粉喷桩在高速公路软土地基处理中得到了广泛的应用,但其承载力的合理确定是工程实际中关心的一个重要问题。通过对工程中常用的几种粉喷桩单桩承载力确定方法的比较,分析了各自存在的问题和适用条件,提出了在实际工程应用中确定水泥搅拌桩单桩承载力的选用建议。     

刚性环梁支撑圆形基坑支护结构变形解析解

将圆形基坑支护结构视为弹性圆柱壳,利用广义Delta函数和Heaviside函数,基于圆柱薄壳轴对称弯曲变形的控制方程,利用Laplace变换及其逆变换,得到了具有任意数目刚性环梁支撑的圆形深基坑支护结构变形的解析解．在此基础上,以某一圆形基坑工程为背景,分析了基坑底部混凝土底板、支护结构底部边界条件、基坑开挖深度以及支护结构的几何和物理参数等对支护结构变形和内力分布的影响,结果表明：随着基坑半径和挖掘深度的增大,支护结构的位移和内力增大,但随着支护结构厚度的增加,径向位移减小,而内力增加．同时,随着支护结构弹性模量的增加,基坑位移减小,但内力几乎没有变化,这些结果为圆形基坑支护结构设计提供了理论依据和指导．     

预应力锚杆肋梁在深基坑支护中的应用

本文系统介绍了预应力锚杆肋梁的受力特点,分析了预应力锚杆肋梁的受力机理,并应用于深基坑支护工程,采用有限元方法对预应力锚杆肋梁支护的基坑进行数值计算,得出纵横梁的弯矩及面层的位移,弥补了传统方法的不足,将计算结果与传统的锚桩支护方法进行对比,表明在护坡桩桩端无法嵌入的情况下,采用预应力锚杆肋梁支护是一种经济、可靠的方式。     

内撑式深基坑支护结构分析与方案选择

基坑内撑式支护具有经济、快捷和效率高等特点. 通过郑州市某雨水管道工程基坑支护的实践,介绍了内撑式支护结构在深基坑支护中的受力特点,结构分析与方案选择,为内撑式支护设计和施工提供了参考.