梁单元

摘要： [目的]在离散模块-梁单元(DMB)水弹性理论框架下,提出针对连接形式复杂的超大型浮体结构(VLFS)的新的建模方法,并与已有方法进行对比分析。[方法]首先,概述基于DMB的水弹性分析方法,给出求解连续VLFS结构在波浪作用下的动力响应步骤;然后,针对VLFS复杂连接处进行建模,通过定义连接处的刚度矩阵,对与连接处相邻的两个集中质量间的力与位移关系进行修正,获得新的结构刚度矩阵和受力矩阵,并求解水弹性方程;最后,探究在弯曲刚度变化时采用4种方法求得的VLFS结构动力响应的变化趋势,分析各方法存在差异的原因。[结果]结果表明,4种建模方法都可以准确地计算出连接形式复杂的VLFS结构水弹性响应。[结论]所述建模方法可以用于计算多铰接或具有断裂位置的非连续VLFS结构的动力响应,并可拓展DMB方法的应用范围。

摘要： 针对现有电池单体有限元模型单元数量多、计算速度慢、在整车碰撞分析难以应用的问题,提出一种采用梁单元,反映电池单体壳体的压溃和弯曲特性的有限元模型。通过对比电池单体的轴向压溃、径向挤压和压痕试验结果,验证了建立的电池单体简化模型的有效性。应用该简化模型进行了6×4电池组撞击刚性墙和刚性墙撞击电池组两种工况的仿真,并根据电池单体短路失效临界应变,确定电池发生短路失效的临界撞击速度和撞击质量。结果表明,在电池组撞击刚性墙工况中,撞击速度为245 km/h时,靠近刚性墙第2和第3层电池单体最先失效;而在刚性墙撞击电池组工况中,撞击质量为16.06 kg时,最先失效的电池单体位于靠近刚性墙的第2层。因此,应依据不同的工况来确定电池组内首先失效单体的位置。

摘要： 为保证在用工业管道的安全运行,需要对含缺陷管道进行应力分析和安全评估。通过介绍GB/T 20801.3-2020中的应力分析的计算方法与评定准则以及GB/T 19624中的缺陷安全评定方法,并基于国产有限元分析平台将国标计算过程软件化,开发了管道应力分析和缺陷评估软件。针对某化工管道检出的未熔合超标缺陷,利用软件开展了应力分析和缺陷安全评估。分析结果表明:该缺陷满足合于使用评价要求,可以在下一个检验周期内安全运行。

摘要： APDL是一种高效率、低成本的参数化建模方式,但是对于梁单元的划分较为烦琐、低效。经笔者开发的两个插件Beamit和Frontit,不但可以高效、快速地完成梁单元的批量划分,而且可以简单、快速地实现一些规律梁单元的划分,从而一劳永逸地解决了APDL梁单元划分的难题,实现效率翻番。

摘要： 柔性钻柱在钻进时伴随机构与结构的过渡,还与外管随机接触。采用有限元法将柔性钻柱和外管均处理为梁单元,铰离散为万向节单元,采用梁梁接触单元描述接触关系,建立外管内柔性钻柱有限元仿真模型,引入动力松弛法进行求解和分析,得到井眼造斜段柔性钻柱与外管之间接触力较大,柔性钻柱扭矩和轴向力随井深的增大而减小的结论。

摘要： 钢桥的分析理论与混凝土桥区别较大,之前由于计算能力的限制,多采用简化方法进行钢桥分析。随着计算能力的发展,钢桥的精细化计算分析必将成为主要分析手段。本文梳理钢桥的既有计算方法,并针对某简支钢箱梁,对比钢箱梁不同有限元分析方法的结果及特点。

摘要： 为能够快速、准确地预测点阵结构的力学性能,研究了点阵中杆的相交区域对刚度的影响规律。以3D实体单元模型预测结果为参考,在梁单元的基础上进行修正,提出了一种多分辨率梁单元模型。在ABAQUS中对多分辨率梁单元模型和3D实体单元模型做了准静态压缩有限元仿真分析,发现应力-应变曲线较为吻合,表明多分辨率梁单元模型解决了3D实体单元计算成本高和梁单元计算精度低的问题,可以替代3D实体单元用于大规模点阵的力学性能分析。最后通过选择性激光熔融技术(SLM)制造了不同杆径的体心立方(BCC)点阵进行准静态压缩实验,实验结果表明,多分辨率梁单元模型和3D实体单元模型能较好地预测点阵结构的刚度。

摘要： 本文基于一种新型的高阶梁理论,研究了功能梯度材料梁的自由振动问题.首先对该新型高阶梁理论进行了介绍,然后对该理论进行了有限元实现,井利用Hamilton原理推导得到了离散的动力学平衡方程,构造了2节点8自由度的C1型高阶梁单元.参照文献作了均质悬臂梁的模态分析,验证了该梁单元的精度.然后利用该单元进行功能梯度梁的模态分析,井构造了一种材料相关性很弱的无量纲固有频率.由该无量纲固有频率引入了功能梯度梁与均质梁固有频率之间的转换关系,井通过算例分析了该转换关系的适用条件.

摘要： 为了补偿管道因拉伸、压缩或弯曲产生的位移,在管道设计中,经常增加波纹膨胀节。在透平机械行业中,经常应用波纹膨胀节来补偿汽轮机与冷凝器之间因热胀而产生的位移,但鉴于波纹膨胀节的特殊性能,一般有限元程序很难计算带有波纹膨胀节的管路系统。基于此,提出了一种用梁单元近似模拟波纹膨胀节的理论计算方法,运用该理论计算方法进行数值模拟,并结合某重点汽轮压缩机组项目,验证了该方法的合理性。

摘要： 随着社会经济的发展和汽车的普及,停车位紧缺的情况日益严重,智能升降车库的发展成为迫在眉睫的问题.为保证智能升降车库的安全性和稳定性,基于大型有限元软件Abaqus对智能升降车库进行建模仿真与分析.文中采用梁单元对横梁框架及滑轨进行模拟,采用壳单元对停车位进行模拟,滑轨和车位之间采用弹簧单元进行分析,根据智能停车位的实际情况,采用符合实际的梁单元、壳单元以及弹簧单元进行精确分析.分析结果指出了智能升降车位存在的隐患问题,从力学角度提出了车库的修改建议.

摘要： 二代小波是在时域中采用提升方法构造的一类小波,其除具有多分辨的特性外,由于提升方法的柔性化特点,使得可以在单元区间上构造满足特定要求的小波.以梁单元为例,通过构造解耦的小波基函数,实现对梁单元的自适应分析,不但能够大幅度减少工作量,提高计算速度,而且可得到较高的分析精度,验证该方法的可行性和有效性.同时也为实现更为复杂结构的二代小波有限元自适应分析提供了良好的研究思路.

摘要： 推导出了小应变大位移大转角梁单元刚度矩阵,突破了单元小变形的限制,使其能适应于任意大位移和小于360°的转动,并验证了其有效性.

摘要： 局部分析问题一直都是工程中的重要问题,在很多问题研究时都需要进行精细的局部分析.然而从庞大的整体模型中准确地建立出对应的局部模型仍是工程计算中的一个难点.该文基于二维梁单元,对子模型分析方法进行了理论推导,给出了基于梁单元模型的子模型分析方法,并通过建立整体模型和子模型对该方法进行了验证.更进一步地给出了基于三维实体有限元模型的三种子模型分析方法,并以某小半径曲线桥梁工程为例对三种方法的计算结果进行对比,并在结论中给出三种方法的适用性.

摘要： 目前很多大跨结构,特别是依赖外环梁提供结构支承刚度的索穹顶结构,均采用了箱型截面的外环梁.采用ANSYS软件建模分析箱型环梁时,可选择beam188梁单元、shell63壳单元和solid45实体单元进行建模.本文利用APDL编程语言对比三种单元建立的有限元模型的静、动力性能区别.研究表明,对于环梁的轴向应力、组合应力和变形值,采用梁单元能得到较为准确的结果;如果主要关注环梁剪切应力,只能通过壳单元得到.在进行模态分析时,特别需要注意约束梁单元的转动分量来得到正确的结果.

摘要： 钱塘江七桥(即之江大桥)为一座主跨246m、梁宽41.0m的双塔三跨钢箱梁斜拉桥,此座桥梁的主梁跨宽比为6.00,小于一般斜拉桥的主梁跨宽比.本文以钱江七桥为背景,首先通过对其进行壳单元及梁单元两种有限元模型的固有模态比较分析,研究"短梁"效应对小跨宽比钢箱梁桥固有模态的影响,说明了采用壳单元或常规空间梁单元进行模态分析的前提条件;然后提出了能在有限元固有模态分析中考虑加劲肋作用的钢箱梁壳单元模型简化建模方法.

摘要： 分析梁单元修正拉格朗日法的刚体检验和增量节点力计算.根据欧拉-伯努利假定,推导考虑2阶效应的截面转角表达式,得出转角不仅与横向位移导数有关,还与轴向位移导数有关.采用虚功原理,推导出符合刚体检验的几何刚度矩阵,指出几何刚度矩阵不满足刚体检验的原因是采用了转角与横向位移导数的线性假定.分析多种计算增量节点力的方法;利用同一刚度矩阵计算增量节点位移、增量节点力,得出欲求构形的节点力向量后,必须通过由已知构形到欲求构形的近似坐标变换得到欲求构形单元的轴力、剪力、弯矩和扭矩.数值计算结果表明,采用切线刚度矩阵计算增量节点力的方法是有效的,几何刚度矩阵通过刚体检验与否对计算结果无明显影响.

摘要： 轴承转子系统是旋转机械的核心部件,对其动力学特性进行高精度计算是设计旋转机械的关键.基于三次Hermite小波,构造小波多尺度旋转梁单元,建立轴承转子系统小波有限元模型,考虑陀螺效应、截面惯性矩等对结构模态的影响.数值算例表明:该方法具有良好的性能,适合于工程中复杂旋转机械高精度分析.

摘要： 基于实体单元的位移插值模式,分析了单元内任一点平均转动和线段微元转动的计算方法,针对转动自由度节点与实体单元的任意位置关系,建立了转动自由度节点与实体单元的两种多点约束方程组.在转动位移分析基础上,基于虚功原理提出了实体单元受力偶作用的等效节点荷载计算方法.含转动的多点约束方程组和力偶等效方法为梁类单元与实体单元的任意连接提供了基础,数值算例验证了计算方法的可行性和准确性。

摘要： 基于实体单元的位移插值模式,分析了单元内任一点平均转动和线段微元转动的计算方法,针对转动自由度节点与实体单元的任意位置关系,建立了转动自由度节点与实体单元的两种多点约束方程组.在转动位移分析基础上,基于虚功原理提出了实体单元受力偶作用的等效节点荷载计算方法.含转动的多点约束方程组和力偶等效方法为梁类单元与实体单元的任意连接提供了基础,数值算例验证了计算方法的可行性和准确性。

摘要： 基于实体单元的位移插值模式,分析了单元内任一点平均转动和线段微元转动的计算方法,针对转动自由度节点与实体单元的任意位置关系,建立了转动自由度节点与实体单元的两种多点约束方程组.在转动位移分析基础上,基于虚功原理提出了实体单元受力偶作用的等效节点荷载计算方法.含转动的多点约束方程组和力偶等效方法为梁类单元与实体单元的任意连接提供了基础,数值算例验证了计算方法的可行性和准确性。

摘要： 本发明公开了一种轨道式车辆的导轨梁、轨道梁单元以及轨道梁。导轨梁包括：固定板、翼缘板、腹板和加劲肋，固定板适于支撑在安装面上，翼缘板设在固定板的上方，行走轮适于行驶在翼缘板上，腹板的上下两端分别与翼缘板和固定板相连，腹板适于与导向轮接触配合以导引导向轮的行驶轨迹，加劲肋的上下两端分别与翼缘板和固定板相连。本发明的轨道式车辆的导轨梁，易于加工，质量易于保证，且结构简单，节省材料，经济实用。

摘要： 本发明公开了一种轨道式车辆的导轨梁、轨道梁单元以及轨道梁。导轨梁包括：固定板、翼缘板、腹板和导向板，固定板适于支撑在安装面上，翼缘板设在固定板的上方，行走轮适于行驶在翼缘板上，腹板的上下两端分别与翼缘板和固定板相连，导向板的上端与翼缘板相连，且所述导向板的下端与所述固定板间隔设置以形成缺口，导向板适于与导向轮接触配合以导引导向轮的行驶轨迹。本发明的轨道式车辆的导轨梁，易于加工，质量易于保证，结构简单，节省材料。

摘要： 本发明公开了一种超高性能混凝土‑部分型钢组合梁单元，所述超高性能混凝土梁包括顶板、腹板和底板，所述顶板的端部设有半槽口，所述半槽口处设有纵桥向布置的顶板加强钢板，所述顶板加强钢板的一端固设于顶板中，另一端延伸出所述顶板的端部，所述腹板中设有纵桥向布置的腹板加强钢板，所述腹板加强钢板的一端固设于腹板中，另一端延伸出所述腹板的端部。本发明还提供一种超高性能混凝土‑型钢组合梁单元。本发明还相应两种上述两种梁单元连接而成的组合梁。利用上述超高性能混凝土‑部分型钢组合梁单元或超高性能混凝土‑型钢组合梁单元，相邻梁单元接缝处的连接结构简单合理、受力性能优异。

摘要： 本发明公开了一种具有底架单元、中心梁单元、顶架单元和端墙的铁路货车，所述铁路货车包括车体，所述车体包括底架单元、中心梁单元、顶架单元和两组端墙；所述底架单元置于所述顶架单元下方，所述底架单元与所述顶架单元平行设置；所述底架单元、中心梁单元和顶架单元所组成的结构的横截面为工字型，且所述顶架单元的横向宽度小于所述底架单元的横向宽度；两组所述端墙分别设置在顶架单元和底架单元沿车体纵向方向的两端。本发明在保证车体刚度的情况下，可以减轻车体自重，提高承载能力，并方便装卸货物。

摘要： 本发明提出一种与预制楼板单元和三维梁柱单元连接的莲藕梁单元，包括莲藕梁本体，筋材，预埋件，筋材可以通过套筒和三维梁柱单元中的梁单元筋材连接，然后浇筑混凝土，预埋件可以通过预制楼板单元中的板‑梁安装孔将预制楼板单元安装到位，莲藕梁单元为双莲藕形式。

摘要： 本发明提出一种与预制楼板单元和三维梁柱单元连接的莲藕梁单元，包括莲藕梁本体，筋材，预埋件，莲藕梁本体截面为矩形，筋材可以通过套筒和三维梁柱单元中的梁单元筋材连接，然后浇筑混凝土，预埋件可以通过预制楼板单元中的板‑梁安装孔将预制楼板单元安装到位。

摘要： 本发明提出一种与预制楼板单元和三维梁柱单元连接的莲藕梁单元，包括莲藕梁本体，筋材，预埋件，筋材可以通过套筒和三维梁柱单元中的梁单元筋材连接，然后浇筑混凝土，预埋件可以通过预制楼板单元中的板‑梁安装孔将预制楼板单元安装到位。

摘要： 本发明提出一种与预制楼板单元和三维梁柱单元连接的莲藕梁单元，包括莲藕梁本体，筋材，预埋件，筋材可以通过套筒和三维梁柱单元中的梁单元筋材连接，然后浇筑混凝土，预埋件可以通过预制楼板单元中的板‑梁安装孔将预制楼板单元安装到位，莲藕梁单元为双莲藕形式，莲藕梁本体截面为矩形。

摘要： 本实用新型公开了一种具有底架单元、中心梁单元、顶架单元和端墙的铁路货车，所述铁路货车包括车体，所述车体包括底架单元、中心梁单元、顶架单元和两组端墙；所述底架单元置于所述顶架单元下方，所述底架单元与所述顶架单元平行设置；所述底架单元、中心梁单元和顶架单元所组成的结构的横截面为工字型，且所述顶架单元的横向宽度小于所述底架单元的横向宽度；两组所述端墙分别设置在顶架单元和底架单元沿车体纵向方向的两端。本实用新型在保证车体刚度的情况下，可以减轻车体自重，提高承载能力，并方便装卸货物。

摘要： 本实用新型提出一种与预制楼板单元和三维梁柱单元连接的莲藕梁单元，包括莲藕梁本体，筋材，预埋件，筋材可以通过套筒和三维梁柱单元中的梁单元筋材连接，然后浇筑混凝土，预埋件可以通过预制楼板单元中的板‑梁安装孔将预制楼板单元安装到位，莲藕梁单元为双莲藕形式。