考虑局部细节特性的结构多尺度模拟方法研究

摘要

本文的目的是研究如何考虑局部细节特性如焊连接部位的应力集中影响来进行结构动力特性和静力响应模拟和分析.为此,采用子结构和约束方程的方法分别建立含局部焊接细节的桥梁结构钢箱梁纵向加劲桁架的不同尺度的有限元模型,并用此有限元模型进行该结构动力特性和静力响应分析,然后与传统有限元模型的分析结果及加劲桁架缩尺实验模型的实测结果进行对比.研究结果表明,采用子结构方法能有效地利用大型商用软件建立该类结构的有限元模型并进行非线性分析,对于大型复杂结构如一个主跨达到千米以上的大跨桥梁结构,如果采用本文提出的建模方法,在桥梁结构的局部焊接细节部分的模拟达到有限元单元特征尺寸为毫米级,则建立的有限元模型实际上已经是一个结构多尺度有限元模型.这样的模型就可用于不同尺度下的结构整体特性分析和局部热点应力分析.