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探究有限元异性弯梁桥有限元法模拟策略

收藏本文 2024-01-26 点赞:14233 浏览:59077 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:随着有限元技术及界面的不断改善,土木工程领域对CAD(电脑辅助设计程序)的依赖不断增加,而模型的建立目前缺乏统一指导,往往是根据工程师们自己对有限元及规范的认识进行近似模拟,由此模型的主观色彩较强,对实际结构模拟的近似度也参次不齐,再加上目前弯梁桥设计缺乏相应的指导规范,由此引发了笔者对弯桥设计的担忧。目前国内针对弯梁桥的设计主要通过有限元软件,按照梁格法论述建模,通过考虑荷载的横向分布,以模拟弯梁桥的各腹板受力性能。梁格法模型较单梁更为复杂,边界条件及单元截面特性模拟的准确性将直接影响梁格法的计算结果,而业界尚无统一的粱格法模拟标准,同时由于梁格法对剪力滞,截面的畸变效应无法充分考虑,由此如何正确的利用梁格法,准确的建立模型并得到准确的计算结果,是设计重点关注的一个不足。笔者将以实体单元为参照,通过比较不同桥梁参数对弯桥受力的影响,提出正确的梁格法建模策略,设计者可直观的参照其规律来检验模型的准确性,另外,对于所有半径的斜弯桥均采取梁格法建模是否有必要,也是本论文深入探讨的内容。文章首先介绍了目前弯桥探讨的进展情况,概述了弯桥探讨的相应设计论述及计算依据,阐述了单梁与梁格模型在对结构浅析时有着的不足与缺陷,提出了设计者基于两种策略的计算结果的疑虑。接着,总结了基于各种论述基础的弯桥探讨计算策略及弯桥受力体现出显著不同于直桥的特点:弯曲和扭转耦合,内外梁体受力不均匀、剪力滞及畸变对梁体的作用,在设计中应该充分认识到这些因素对抗扭稳定的影响。最后,本论文运用Midas FEA、Civil浅析弯梁桥的反力、应力,分别用单梁、梁格单元、实体单元模型模拟了不同半径的弯桥,通过比较不同模拟方式下弯桥在荷载作用下的支座反力和应力及,详细阐述了采取有限元软件模拟弯桥的准确策略,并在此基础上总结了弯桥反力及各制约截面的应力与桥梁参数的规律,以供设计者对桥梁模型准确性的参考。关键词:弯桥论文有限元论文计算论文

    摘要3-4

    Abstract4-8

    第一章 绪论8-14

    1.1 弯梁桥进展概况8-9

    1.2 弯桥主要力学特性的探讨历史和进展9-10

    1.3 弯桥模拟浅析历程的基础概述10-11

    1.4 本论文的主要工作及工程作用11-14

    第二章 弯梁桥计算论述14-41

    2.1 单梁模型对弯曲和扭转的耦合效应的考虑14-17

    2.2 用能量法浅析中间均为点铰支承的连续弯梁17-19

    2.3 用能量法浅析全抗扭支承的连续弯梁19-21

    2.4 荷载横向分布比拟正交异性板法21-24

    2.4.1 比拟正交异性板挠曲微分方程22

    2.4.2 方程边界条件22-23

    2.4.3 G-M法图表利用23-24

    2.5 剪力-柔性梁格浅析24-34

    2.5.1 纵向弯曲24-27

    2.5.2 横向弯曲27-28

    2.5.3 扭转28-30

    2.5.4 扭转变形30-34

    2.6 有限元法34-40

    2.6.1 有限元策略介绍35

    2.6.2 典型浅析步骤35-40

    2.7 本章小结40-41

    第三章 基于不同建模方式的弯梁桥模拟41-50

    3.1 单梁模型42-44

    3.2 梁格模型44-45

    3.2.1 主梁刚度44-45

    3.2.2 横梁刚度45

    3.3 实体模型45-46

    3.4 约束模拟46-49

    3.5 本章小结49-50

    第四章 弯桥在不同参数下自重反力的变化规律50-66

    4.1 窄连续弯桥自重反力随半径的变化规律50-52

    4.2 窄简支弯桥自重反力随半径的变化规律52-54

    4.3 宽连续弯桥自重反力随半径变化规律54-62

    4.4 宽简支弯桥自重反力随半径变化规律62-65

    4.5 本章小结65-66

    第五章 弯桥在不同参数下活载反力的变化规律66-83

    5.1 窄连续弯桥活载反力随半径变化规律66-71

    5.2 窄简支弯桥活载反力随半径变化规律71-73

    5.3 宽连续弯桥活载反力随半径变化规律73-80

    5.4 宽简支弯桥活载反力随半径变化规律80-82

    5.5 本章小结82-83

    第六章 弯桥在不同参数及荷载作用下应力变化规律83-90

    6.1 窄连续弯桥应力变化规律83-85

    6.2 宽连续弯桥应力变化规律85-86

    6.3 窄简支弯桥应力变化规律86-87

    6.4 宽简支弯桥应力变化规律87-89

    6.5 本章小结89-90

    第七章 结论与展望90-92

    7.1 结论90

    7.2 展望90-92

    致谢92-93

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