地面爆炸条件下框架底层柱的破坏公式推导及数值模拟分析

由于常规武器地面爆炸时在地面附近形成了较为复杂的爆炸冲击波,该冲击波对附近军事目标的破坏非常严重.为便于对地面军事工程结构进行防护研究,有必要对军事工程结构的破坏距离进行预测和评估.在前人研究的基础上采用理论分析和数值模拟方法研究了常规武器地面爆炸条件下对框架底层柱的破坏作用.从理论上推导框架底层柱在遭受地面爆炸冲击荷载时的破坏程度预测公式,同时建立了炸药、空气、土壤和结构于一体的全耦合数值模型对推导公式进行了验证.结果表明理论推导和数值模拟计算结果较为一致,该公式可以为地面军事工程结构防常规武器打击提供一些建议和参考.     

基于有限元分析的金属套／陶瓷柱外伸式过盈连接应力分布规律

以45^#金属套和氮化硅陶瓷柱为研究对象，采用有限元法分析了不同过盈量下金属套／陶瓷柱外伸式过盈连接的应力分布规律。结果表明：陶瓷柱在接触边缘均存在明显的边缘效应，轴向应力梯度较大；金属套在接触边缘内侧存在显著的应力集中，其值远大于对应位置陶瓷柱的压应力，易于导致陶瓷材料破坏。采用热胀法进行了试验验证，过盈连接试样均在12h内发生自然断裂，较好地验证了有限元分析结果。     

爆炸荷载作用下组合箱形结构响应的数值分析

为提高结构杭力的要求，克服现有防护结构厚重苯大的缺点，将箱形钢板—钢筋混凝土组合结构引入到抗爆炸领域中，运用ANSYS大型有限元软件对该结构和普通钢筋混凝土结构在相同爆炸荷载下的响应进行数值分析，进行了变形和钢筋应力两方面的对比，得出了这种新型结构在抗力、变形方面均具有明显优势的结论，说明该结构在抗爆炸领域中具有一定的实用意义和价值。     

型钢混凝土桁架节点有限元分析

由于普通结构设计软件无法实现型钢混凝土空间桁架节点内部细化计算分析，为解决这一问题，通过采用ANSYS软件对整体结构进行静力分析，并提取桁架节点处各构件的内力，将其施加于桁架节点的实体模型，进行精细的有限元计算分析；检验桁架节点实体模型内部应力是否满足强度要求，验证结构设计时节点区域的型钢选取和配筋的合理性；同时将分析结果与在该结构施工现场实际检测结果进行对比。结果表明，AN—SYS软件能够准确地完成普通结构设计软件无法完成的复杂结构模型的细化有限元分析。     

钢框架梁柱焊接连接抗震性能试验研究

以梁端腹板的扇形孔形状为主要参数,进行了4个足尺钢框架梁柱焊接节点往复加载下的破坏试验。通过对弯矩—塑性转角和弯矩—累积塑性变形倍率试验曲线对比分析表明,扇形孔是节点变形能力和破坏形式的主要影响因素。改进扇形孔构造是一种有效措施,既可提高节点的抗震性能,又能保持制作工艺与传统节点基本相同。     

线膛身管有限元网格参数化建模方法

为了精确快速地建立身管结构有限元网格模型，提出基于Python脚本语言操作单元和节点坐标的参数化建模方法，建立身管结构有限元网格模型。使用该方法能够精确地建立身管内膛(包含药室、坡膛和导向部)和外部轮廓的有限元网格模型，并进行参数化建模。以76 mm火炮身管为对象，建立身管与弹丸耦合的有限元模型，计算弹丸在身管内的全弹道运动过程，并结合相应实验进行验证。研究结果表明：该方法能够精确快速地建立身管结构有限元网格模型。     

区域反导体系结构超网络建模研究

以区域反导体系结构为研究对象,对其涉及的物理域、信息域和认知域等军事概念问题进行了阐释,定义并表示了区域反导体系结构所包含的节点类型、连边类型。在此基础之上,结合超网络概念,建立了区域反导体系结构超网络模型框架及该框架的物理层、逻辑层和效用层超网络模型,最后给出了该超网络框架的2条基本性质,从而为区域反导体系结构关系的分析、评价及优化提供了理论基础。     

CFRP筋混凝土柱骨架曲线数值模拟

为研究CFRP筋混凝土柱在低周反复荷载作用下的骨架曲线,基于已有的3根CFRP筋混凝土柱的滞回曲线,采用混凝土损伤塑性本构模型和碳纤维筋本构模型,运用有限元分析软件ABAQUS对其试验过程进行数值模拟,并将模拟所得骨架曲线与试验结果进行对比。结果表明:通过数值模拟得到的骨架曲线与试验结果吻合较好,数值模拟趋势与试验得到的趋势一致,从而对该有限元模型的适用性进行了验证。     

水下近场非接触爆炸载荷作用下加筋板毁伤变形的数值仿真研究

采用高动态非线性有限元程序MSC.Dytran对复杂加筋板结构在水下爆炸载荷下的动态响应和变形模式进行了仿真分析和模型试验,建立了复杂加筋板架结构水下爆炸作用下动态响应的有限元计算方法.研究了加筋板在水下爆炸载荷下的不同毁伤形式,并利用有限元程序对复杂毁伤形式进行了瞬态毁伤过程分析,认为一定药量近距离爆炸时局部破坏要先于整体破坏.     

复杂网络影响力极大化快速评估算法

分析复杂网络中影响力极大化问题，设计一种新的启发式算法框架。针对信息传递中节点的交互方式进行分析，给出节点在任意时刻处于信息接收态的概率。通过期望计算得到种子节点集传播影响力的近似估计，实现集群影响力快速计算，进而得到基于序列采样的影响力极大化快速评估算法。特别地，对于六个来自不同领域的真实网络上的影响力极大化问题进行了研究，仿真结果表明：该方法能够高效识别网络中具有重要传播影响力的节点集，在三种常见度量准则下的表现均明显优于三种影响力极大化问题基准算法。     

型钢混凝土桁架转换层的监控与分析

对贵阳市某大楼型钢混凝土桁架转换层进行了施工期间的监控,并利用有限元分析软件ANSYS建立了带有型钢混凝土桁架转换层的结构有限元分析模型.针对工程中连接、构造和施工影响等相关因素进行有限元模型的对比分析,明确各因素对桁架受力的影响.结合施工阶段的监控数据,分析此工程中桁架受力状态的成因,为准确判断工程在正常投入使用后的...     

钢筋钢纤维混凝土既有裂缝梁中钢纤维阻裂作用有限元分析

通过建立钢筋钢纤维混凝土既有裂缝梁和钢筋混凝土既有裂缝梁的有限元分析模型,借助ANSYS分析了两种梁在荷载作用下的裂缝尖端处应力、裂缝宽度增幅和挠度并作出对比。分析结果表明钢纤维对裂缝开展有很好的阻止作用,而且能明显缓和裂缝尖端处应力,减小梁的挠度。     

破片模拟弹侵彻钢板的有限元分析

根据破片模拟弹侵彻钢板的实验研究,采用MSC.Dytran对破片模拟弹侵彻钢板的侵彻过程、侵彻特性、钢板的破坏模式以及弹体的侵彻速度、靶板的侵彻阻力进行了有限元分析,并将分析结果与实验结果进行了比较.分析结果表明,破片模拟弹冲击钢装甲的侵彻过程可大致分为初始接触、弹体侵入、剪切冲塞和穿甲破坏4个阶段.有限元分析的破片模拟弹侵彻特性及靶板破坏模式与实验观测结果有较好的一致性,在靶板破口的正面,与弹体平面凸缘两端接触的部分,变形以剪切为主,而与切削面接触的部分,以挤压变形为主;靶板破口背面为剪切冲塞破坏;有限元模拟的弹体剩余速度与实验结果吻合较好,弹体侵彻过程中弹靶作用界面的速度和侵彻速度近似呈线性变化.有限元分析结果还表明,采用适当的模型,有限元法能较好地模拟破片模拟弹侵彻钢板的侵彻过程、侵彻特性以及钢板的破坏模式.     

钢筋混凝土外粘钢板结构裂缝的有限元数值模拟

随着高技术武器的不断发展,防护工程正面临着前所未有的威胁和挑战,新型防护结构及材料已经成为研究的热点。针对这一实际背景,运用ANSYS大型有限元软件,采用数值模拟的方法对普通钢筋混凝土结构和外粘钢板混凝土结构在相同均布面荷载作用下的变形、钢筋应力以及结构裂缝的开展情况进行了比较。结果表明外粘钢板的钢筋混凝土结构能够大大增强结构的抗力,并且有效的抑制了裂缝的开展。     

有限元法在结构件强度分析中的应用

介绍了有限元法的基本原理和分析步骤,并结合实际,利用IDEAS软件的有限元分析模块对某定型模盖板的结构进行了强度校核。在工况分析的基础上,适当简化了盖板的几何模型,建立了有限元模型;通过边界条件处理、网格划分及单元解算,得到了盖板在工作状态下的应力和位移分布规律,为盖板的设计提供了力学依据。同时,为舰载电子设备机箱、机柜的壳体这类复杂结构件的强度分析提供了一个有效的方法。     

考虑预紧力与阀杆力的电动截止阀体应力分析

建立了有预紧力的截止阀有限元计算模型,阐述了预紧力单元的原理及分析方法,利用ANSYS程序对截止阀在考虑和不考虑螺栓预紧力及阀杆闭合力作用下的应力进行了计算。结果表明,法兰螺栓预紧力及阀杆闭合力对阀体应力的影响不可忽略。     

立式金属油罐罐壁与底板连接区域强度分析

采用ABAQUS大型非线性有限元软件,在弹性地基的假设下,对10000m3立式金属油罐进行了水试压状态下的强度分析,计算出两种地基条件下底板的轴向位移和罐壁与底板连接区域的应力分布,所得结果与前人研究成果基本吻合,验证了有限元分析的正确性。从罐壁与底板连接区域的应力曲线可以看出,地基状况对该区域的应力大小有着显著的影响,这为进一步研究复杂边界条件下罐底边缘应力分布以及罐基的优化设计提供了参考。     

冲击波和高速破片联合作用下固支方板毁伤效应数值模拟

为探讨固支方形钢板结构在空爆冲击波和高速破片联合作用下的动态响应过程及变形破坏模式,利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,开展了空爆冲击波和高速破片对固支方板的联合作用数值模拟计算,阐述了固支方板在联合载荷作用下动态响应过程的2个阶段,以及在不同爆距下的变形破坏模式和特点。结果表明,随着爆距增加,在破片密集作用区内,钢板的破坏模式存在从集团冲塞破口到部分穿孔边界撕裂联通,再到无穿孔边界撕裂现象的转换。     

长杆弹垂直侵彻横向运动板的数值分析

对钨合金长杆弹垂直侵彻横向运动钢板的偏转角变化规律进行了理论及仿真研究。采用刚体力学理论推导了刚体长杆弹侵彻横向运动钢板的偏转角公式。利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对RIGID及STEINBERG两种材料模型长杆弹垂直侵彻横向运动JOHNSON-COOK模型钢板进行了仿真,根据长杆弹头部和尾部横向相对运动规律,得到了长杆弹的偏转规律。仿真结果表明:板的横向运动速度越大,长杆弹偏转角越大,且偏转角在整个侵彻过程中一直保持增大的趋势。