弹性体的组合梁有限元分析综述
钢—混凝土组合梁单调静力性能有限元分析
混凝土 Ｉ
表 ２ 钢材 力 学性 能
弹性模量Ｅ ｌ 屈服强度 １ ×０ ． １ ｌ ９ ５ ３ ０ ｌ １５ ｌ ． ×０ ９ ｌ １１ ０ ４
表 ３ 混凝 土 力学 性 能
立 方 体 强 度
３ ６
Ｉ 极限强度 ｌ ４ ４ ４ ｌ １ ７ ０ ５
ＭＰ ａ
棱 柱 体 强 度
２ ． ７１
行了较多 的试验及理论研究 ， 但对预应力 组合梁 的静力性能 、 组合 梁的设计计算理论 等课题 的研究 尚不完 善。近年来 ， Ｎ Ｙ Ａ ＳＳ
等有限元分析软件越来越 多地应 用于 土木工程 的仿真计算 ， 已 并 成 为试 验和理论研究 的有 益补充 。本 文利用 Ａ Ｓ Ｓ软 件建立 了 ＮＹ 钢一 混凝土组合梁 的有 限元模 型 ， 通过 与试验 的对 比验 证 了建模 方法 的可行性 。在此基础上 ， 分析 了栓 钉间距和 有效 预应力 等参 数对 钢一 混凝土组合梁静力性能 的影响。
钢一混凝 土组合梁 和预应力钢一混凝土组合梁 ， 试件设计 见表 １ ，
２ 建 模方 法
利用 Ａ Ｓ Ｓ软件建 立 了两种 组合 梁有 限元模 型 ： 预应力 ２ １ 单元 类型 ＮＹ 非 ． 在建模过程 中 ， 混凝 土采用 Ｓ ｌ ６ ｏｄ ５实体 单元 ； 中纵 、 向 ｉ 板 横 其中ｓ １一ｓ ３为非预应力组合梁 ，Ｐ Ｓ １～Ｓ ２为体外预应力组 合梁 。 钢筋 以及预应力筋采用 Ｌｎ ８ Ｐ ｉｋ 单元 ； 工字形钢 梁采用 了 Ｓｅｌ ｈｌ ３壳 ４ 试件 的尺寸及规 格 参 照 了 文献 ［ ］ 的试 验模 型 ： 的跨 度 取 单元 ； ７中 梁 栓钉抗剪 连接件采用 Ｃ ｍ ｉ ９弹簧单 元 ， ｏ ｂｎ ３ 弹簧单元 具有一 ４ ８ｍ； ． 混凝土 强度 等级 Ｃ ０ 混凝 土板 厚 １０ｍ 宽 ６ Ｏｍｍ； ３， ０ ｍ， Ｏ 钢 个沿梁跨度方 向的 自由度 ， 以模拟混 凝土和钢 梁之间 的相对 滑 用 梁采用 Ｑ ３ ２ ５级 Ｉ ０ 工字 型钢 ； ｂ ２ 栓钉采 用直径 １ ｍ 的 １Ｍｎ钢 移 ； ６ｍ ６ 为了避 免过 大的局 部集 中荷 载影 响模 型的计算 收敛 性 ， 分别
钢-混凝土组合梁的有限元及可靠度分析的开题报告
钢-混凝土组合梁的有限元及可靠度分析的开题报告一、研究背景与目的随着城市化进程的加快以及经济和人口的快速增长，高层建筑和大跨度结构的建设变得越来越普遍。
钢-混凝土组合梁作为一种新型的结构体系，由于其具有较好的抗弯刚度、承载能力和抗震性能等优点，被广泛应用于大跨度结构和高层建筑中。
研究钢-混凝土组合梁的力学性能和可靠度，对于提高现代建筑结构的安全性和可持续发展能力具有重要的意义。
本论文的研究目的是：通过有限元模拟和可靠度分析，研究钢-混凝土组合梁的力学性能和可靠性，探究组合梁的受力特点、承载能力及其与组合板、钢梁、混凝土等材料的相互关系，为工程实际应用提供理论依据。
二、研究内容和方法本论文采用有限元方法建立钢-混凝土组合梁的三维数值模型，分析组合梁在不同荷载条件下的受力情况，包括弯曲、剪切、轴力和扭矩等。
同时，采用基于Monte Carlo模拟的可靠度分析方法，对组合梁的可靠性进行评估，探究参数变化对于组合梁的可靠性指标的影响。
具体步骤如下：1. 建立钢-混凝土组合梁的三维有限元模型，包括组合板、钢梁和混凝土等材料的力学特性和几何形状等参数的输入。
2. 对组合梁在不同荷载条件下进行有限元数值模拟，分析组合梁的应力、应变、变形等力学性能指标。
3. 运用基于Monte Carlo模拟的可靠度分析方法，分析组合梁在正常荷载、极限状态荷载、抗震荷载等状态下的可靠性指标，如可靠度指标、失效概率等。
4. 对组合梁的可靠性指标进行灵敏度分析，探究不同参数对于可靠度指标的影响，为组合梁的设计和优化提供理论依据。
三、预期成果预计本论文的研究成果包括：1. 建立钢-混凝土组合梁的三维有限元模型，分析组合梁在不同荷载条件下的应力、应变、变形等力学性能指标。
2. 运用基于Monte Carlo模拟的可靠度分析方法，评估组合梁在正常荷载、极限状态荷载、抗震荷载等状态下的可靠性指标。
3. 针对组合梁的可靠性指标进行灵敏度分析，探究不同参数对于可靠度指标的影响。
钢—混凝土组合梁桥有限元分析
钢—混凝土组合梁桥有限元分析摘要：钢—混凝土组合梁能够充分发挥钢材的抗拉性能和混凝土的抗压性能，是一种性能优良的新型结构形式。
以体外预应力工字型钢—混凝土等跨度连续梁为研究对象，利用有限元法分析其应力、应变、滑移及变形情况：（1）利用ansys建立有限元模型，模拟计算结果与试验结果吻合良好，所建有限元模型是可靠的；（2）建立实桥模型，提出体外预应力筋应力增量的简化表达式，并与有限元计算结果进行对照分析，验证公式的正确性；（3）利用实桥模型，分析集中荷载作用下，组合梁滑移性能特点；讨论不同荷载作用下，组合梁剪力滞特点。
关键词：组合梁；有限元；滑移；应力增量；剪力滞0 引言钢—混凝土组合梁能够充分发挥钢材的抗拉性能和混凝土的抗压性能，是一种性能优良的新型结构形式。
而体外预应力组合梁是近些年才逐渐出现的一种组合结构，顾名思义，体外预应力组合梁就是将预应力筋布置在组合梁结构之外，以达到提高刚度和承载力的目的[1]。
因此，本文利用有限元软件AYSYS对预应力钢—混凝土组合连续梁桥应力增量、滑移以及剪力滞效应等力学行为进行了分析研究，得到了一些有益的结果，以期为工程技术人员提供参考和借鉴。
1 组合梁的有限元建模1.1单元选择混凝土选择SOLID 65单元，该单元是一种实体单元，可以合理的模拟3D实体混凝土结构；钢筋选择LINK 10单元，该单元是一种杆单元，可以较好的模拟受压或者受拉构件。
钢梁采用SHELL181单元，该单元是一种壳单元，工字钢常用此单元进行模拟；抗剪连接件采用COMBIN 39单元，该单元为非线性的弹簧单元，是一种单向变形单元。
1.2试验模型结构尺寸本论文首先根据吉林大学[2]试验试件为原型，利用ANSYS建立与试验等尺寸模型。
从图8、图9可以看出，外荷载作用下，组合梁剪力滞效应很明显，预应力作用下出现的是负剪力滞效应，施加荷载后，负剪力滞逐渐转变为正剪力滞，并且随着荷载的增大剪力滞后现象也越明显。
考虑温度影响的焊接组合钢梁的有限元分析
拄
柱
耦合 的间接耦 合 法进 行 热分 析 ， 采用 Ａ Ｓ Ｓ的 单元 “ 并 ＮＹ 生
（ｊ改 良 型 切 角 工 艺 Ｉ ）
（１ ａ 传统型 切角工艺 隔板 垫板 梁
死 ” 术 ， 焊 缝 单 元 逐 渐 “ 活 ” 将 焊 接 热 源 逐 步 施 加 到 技 使 复 ， “ 活 ” 焊 缝 单 元 上 ； 把 由热 分 析 得 到 的温 度 场 作 为 温 度 复 的 再
限元分析软件 ， 首先对有 、 角的组合钢 梁进行热分析 ， 无切 即在考虑温度影响 的情 况下 ， 对不 同切 角形式的 焊 接组合钢 梁首先进行 温度 分布 、 残余应 力分 布方面的比较 ， 其次进 行加 载后 的有 限元 分析 ， 讨论 结构 内部 的
应力 、 变分布。 应
【 关键词 】 Ｈ型钢 ； 扇形切 角； 热分析 ； 残余应力 ； 应力 ； 应 变 【 中图分类 号】 Ｔ ３２ １ Ｕ ９．
Ｉ
１ ２ 莹
设扇形切角的钢梁模型 ， 由于模型形状具有一定 的规则性 ， 将模
型进行整体上的网格划分 ， 只是在焊缝处 网格加以细化； 对设有
翼缘
［ 收稿 日期 ］０ ９— ４— ４ ２０ ０ ２ ［ 作者简 介 ］ 梁艳 （ ９ ４～） 在 读 硕 士 研 究 生， 究 方 １８ ， 研 向： 钢结构 。
文借助于 Ａ Ｓ Ｓ有 限元软 件对有 、 扇 肜切 角 的焊接 组合 ＮＹ 无 钢梁中的残余应力 以及加 载后两 种情 况 的应变分 布进 行 比 较分析 。（ １ 图 ）
隔板 垫板 粱 隔板 垫板 梁
11.-组合梁有限元分析
弹塑性力学及有限元法题目：分析轮辐式组合梁在F X、F Y、F Z和M X作用下应力和应变(载荷大小自己选择)。
1 模型的建立1.1 3D实体模型的建立Ansys与UG等3D建模软件有许多数据接口，如IGES、SAT和X_T等，他们又不同的特性，适用于不同的模型。
本文是将UG中文件另存为X_T格式进行导入，这样能最大限度保证实体模型的完整性。
图1 轮辐式组合梁三维建模2有限元模型的建立2.1 定义单元属性a)定义单元类型选择菜单Main Menu：Preprocessor >Element Type >Add/Delete，在单元类型对话框中单击Add按钮。
弹出单元库对话框。
在其中的列表中选择Brick 8node45和MASS21。
MASS21单元是含有一个节点的单元，该节点有六个自由度：沿X,Y和Z 轴的平移自由度和绕X,Y和Z轴的旋转自由度。
其几何图形如下图5所示，图2 MASS21几何模型（3）选择MASS21的主要目的：可以将经MASS21划分的点的节点和经SOLID187划分的轮辐式组合梁的节点进行刚性连接，再在经MASS21划分的点的节点上施加转矩和力，将转矩和力传递到经过网格划分的轮辐式组合梁的节点上。
SOLID187单元上的节点含有三个平移自由度，无绕轴旋转自由度，无法施加转矩。
MASS21单元是含有一个节点的单元，该节点有六个自由度：沿X,Y 和Z轴的平移自由度和绕X,Y和Z轴的旋转自由度。
b)定义材料属性选择菜单Main Menu：Preprocessor >Material Props>Material>Moudle，在材料属性窗口中依次双击Structural，Linear，Elastic和Isotropic，在弹出的对话框中设置EX（弹性模量）为2.06E11，PRXY（泊松比）为0.3，density（密度）为7.85E3，单击OK即可。
组合梁柱节点有限元分析研究
组合梁柱节点有限元分析研究
能优越、施工方便等特点。
本文建立了型钢混凝土节点的有限元模型，分析了混凝土本构模型、钢管与混凝土界面摩擦系数和几何非线性等对有限元分析结果的影响，验证了型钢混凝土构件有限元分析方法的正确性，为工程实际提供了参考。
关键词：型钢混凝土有限元非线性
1 前言
钢与混凝土组合结构是在钢结构和混凝土结构的基础上发展起来的一种组合结构，充分发挥了混凝土良好受压性能和钢材良好的受拉性能，使它们发挥各自的材料特性。
型钢混凝土结构利用了混凝土良好的耐腐蚀和防火性能、钢材的抗拉性能和混凝土的抗压性能，同时，外部混凝土的存在可以防止型钢的屈曲，型钢对混凝土的约束作用也会使混凝土的承载力提高。
因而一般具有承载力高，延性好，综合经济指标较高等优点[1]。
近年来，钢与混凝土组合结构得到了较为广泛的应用，并不断发展。
因此，对新型的钢一混凝土组合结构的研究及工程应用将是工程结构发展的一个主要方向。
2 有限元分析
计算机模拟分析是试验分析的补充，首先可以排除试验中各种随机因素的干扰，不仅可以给试验参数的选取、结果的分析等提供方便；并且计算机模拟可不受时间、场地等因素的限制，对各种不同参数的结构模型进行分析，因为减少了大量的现场试验工作而大大节省了科研费。
2004-03 双层弹性支承梁的有限元分析
由系统势能的一阶变分导出. 对于文中结构 ,系统势能Π包
括上层梁的弯曲应变能 Uu 、下层梁的弯曲应变能 Ul 、上层
与下层梁之间的离散弹簧应变能 Ud 、下层梁下部的
Winkler 基础应变能 Uw 和外荷载势能 V ,即
Π = Uu + Ul + Ud + Uw + V ,
(2a)
将系统进行有限单元离散后 ,系统势能 Π可用下式表示
δUui = δ{ qui }eT [ ku ]e { qui }e
(3)
其中{ qui }e 表示第 i 个上层梁单元的节点位移矢量列阵 ,
{ qui }e = [ yui y′ui yu( i+1) y′u( i+1) ]T ,δ{ qui }eT 表示{ qui }e
的一阶变分的转置 ,[ ku ]e 表示上层梁单元的弯曲刚度矩
系统的刚度矩阵可以将式个下层梁单元下部的winkler基础应变能uwj其中kwwinkler基础的弹性210系统的节点荷载列阵可以将式10winkler基础应变能uwj可以得到winkler基础导210成矩阵的对号入座法则建立致单元刚度矩阵kw双层弹性支承梁结构在上层长梁中点有竖直集中荷载作用试计算上层长梁中点和荷载对应下层短梁中点处的竖向位移及弯矩有关的计算参数如下42015622541310pa下层共有17下层每一根短梁与上层长梁之间均有根离散弹簧相连
δ δ - ]. yu( i +1) kd yl ( j+1)
yl ( j+1) kd yu( i +1)
(7)Leabharlann 第 j 个下层梁单元下部的 Winkler 基础应变能 Uwj
∫ =
l 0
有限元分析弹性梁
有限元分析弹性梁摘要：本文首先通过对比有限元方法和基本梁理论结果，分析Euler-Bernoulli 梁元素和Timoshenko梁元素分别适合应用在细长梁和深梁，同时为深梁建立2D 模型，比较不同元素类型与梁理论计算值的差异。
关键词：有限元，2D模型，细长梁，深梁1 对比有限元分析法与基本梁理论结果1.1基本梁理论假设梁的弹性参数：杨氏模量E =2.1*1011N/m2和泊松比v= 0.3，通过基本梁理论绘制两种梁在加载力条件下的剪切力和弯矩，并计算考虑剪切变形和不考虑剪切变形的两种情况下计算最大挠度。
利用公式：细长梁考虑剪切变形的情况下，1.2有限元分析及理论值对比分析結果使用有限元方法用Euler-Bernoulli（B23）和两种Timoshenko元素（B21和B22）对深梁和细长梁进行分析，通过比较和理论值的差值判断哪种元素适合用在于细长梁，哪种元素更适用于深梁，同时，为了说明梁元素个数对有限元结果的影响，在这两种梁元素情况下，均对梁进行网格化，分为2个元素和10个元素。
其中B23：平面中的双节点立方梁，B21：平面中的双节点线性梁，B22：三节点二次梁。
根据有限元分析结果，与细长梁、深梁的挠度理论值进行比较，计算分析结果与理论偏差之间的百分比差异，对于Euler-Bernoulli元素（B23，2元素个数），挠度与细长梁理论值百分比差异：在考虑剪切变形的情况下为-0.41%，不考虑剪切变形则无差异，然而与深梁理论值差异在考虑剪切变形时却为-9.71%，不考虑情况下为0%。
对于Timoshenko元素（B21，2元素个数）情况下，与细长梁在考虑剪切变形的情况下差异是24.64%，不考虑情况下为24.33%，与深梁在考虑剪切变形的情况下差异是1.055%，不考虑情况下为8.82%。
通过对比可以得出，Euler-Bernoulli更适合用于细长梁。
对于细长梁，当且情况下，通常忽略梁内部的剪切变形，与Euler-Bernoulli梁单元的理论相符，且在Euler-Bernoulli梁元素理论中，横截面总是垂直于中性轴，偏转即为。
钢-混凝土组合梁受力性能试验研究和有限元分析的开题报告
钢-混凝土组合梁受力性能试验研究和有限元分析的开题报告一、研究背景与意义钢-混凝土组合梁是一种将钢结构和混凝土结构组合在一起的结构形式，具有承载力强、稳定性好、施工方便等优点，被广泛应用于建筑结构中。
然而，由于组合梁结构的特殊性质，其受力性能存在很多复杂因素，需要进行深入研究。
因此，开展钢-混凝土组合梁受力性能试验研究和有限元分析，对于掌握组合梁结构的力学行为、提高其受力性能具有重要的理论和实践意义。
二、研究内容和目标1. 研究内容（1）总体研究思路和研究方法：分析组合梁结构的受力行为及其影响因素，并建立相应的受力模型，进行有限元分析和试验研究。
（2）设计试验方案：确定试验的参数、试验方法、试验数据的测量及分析方法等。
（3）进行试验：按照设计的试验方案进行实验，记录实验数据。
（4）有限元分析：在ANSYS软件平台下，建立组合梁受力模型，进行有限元分析，模拟组合梁在不同工作状态下的受力性能。
2. 研究目标（1）分析钢-混凝土组合梁的受力行为：分析组合梁受力过程中的受力机理、变形和破坏模式等。
（2）确定组合梁结构的优化设计方案：通过试验和有限元分析，掌握组合梁的受力性能规律，为优化组合梁的设计提供理论依据。
（3）掌握组合梁的实用性能：通过试验研究，获得钢-混凝土组合梁的实用性能数据，为其在实践中的应用提供参考。
三、研究方法1.试验方法本研究将采用钢筋混凝土组合梁的试验方法，其中包括：梁的制作、试件的测量、载荷施加和数据采集等。
2.有限元分析将利用ANSYS软件平台，建立钢-混凝土组合梁的有限元模型，并模拟不同工作状态下的受力性能，进而得出有关的分析结果。
四、预期成果与意义本研究将在试验以及有限元分析两个方面，深入研究钢-混凝土组合梁的受力性能，得到组合梁结构的受力性能规律、变形和破坏机制等方面的知识。
通过本研究的成果，可以为提高现有组合梁结构的抗震性、降低建筑工程建设成本、提高航空、公路桥梁、港口码头和大型市政工程建设的安全保障等领域提供强有力的技术支持。
ansys--土木工程类
-14.808 -11.825
-8.842 -5.86
-2.877 .105345
-65.483 -46.696
-27.91 -9.123
9.664 28.45
47.237 66.024
84.81 103.597
竖向变形
钢梁应力
系列讲座之6
分析实例3－单根简支组合梁
结构概况：单根简支组合梁。
P o
系列讲座之6
组合梁有限元分析
田春雨 清华大学土木工程系 2004.5.13
系列讲座之6
组合梁结构简介 弹性分析模型
分析实例1：组合梁桥 分析实例2：组合楼盖
塑性全过程分析模型
分析实例：单根简支组合梁
系列讲座之6
组合梁结构简介
建筑结构
桥梁结构
系列讲座之6
组合结构简介
按梁截面：箱形，工字型等
按结构形式：简支，连续等 按混凝土板形式：有板托，叠合板组合梁，压型钢 板组合梁
L/2 L/2
x
y o
分析目的：研究。 分析方法：全过程分析，考虑滑移。
系列讲座之6
分析实例3－单根简支组合梁
分析模型－单元
• 钢板shell43，混凝土板solid65，钢筋link8，栓钉combin39。 • 钢梁上翼缘shell单元节点与混凝土块单元节点在x方向通过弹簧 单元连接，其它自由度耦合。
壳钢钢
弹弹钢钢 y 壳钢钢
系列讲座之6
分析实例2－组合楼盖
分析模型
• 材料：钢与混凝土为线弹性，按规范取弹性模量。栓钉 所用beam4单元取一较大弹性模量使其没有变形，弹簧单 元刚度按栓钉刚度计算，根据实际栓钉数目与间距，在 模型中进行等效。 • 约束：各梁段均为简支。约束梁端腹板竖向和侧向平动 自由度。 • 荷载：自重，装修层重量，覆土自重，温度及混凝土收 缩，均布活荷载。
UHPC-NC组合结构抗弯性能试验及有限元分析
UHPC-NC组合结构抗弯性能试验及有限元分析李昭;赵华;朱平;马鹏飞;卓颖【摘要】提出了一种超高性能混凝土-普通混凝土(UHPC-NC)组合结构,以解决传统中小跨径桥梁的不足.①为了研究所提出的UHPC-NC组合梁抗弯性能,设计了一根1∶2的缩尺模型,并进行了试验研究和有限元分析,结果表明试验模型的名义初裂应力为23.4 MPa,承载能力极限状态的名义应力为62.9 MPa,能够满足工程正常使用极限状态和承载能力极限状态下的抗弯承载力要求.②建立了试验梁的ABAQUS有限元模型,计算结果与试验结果吻合较好,表明所建立的有限元模型具有一定的准确性和适用性.③通过有限元模型分析了纵向主筋配筋率、UHPC抗拉、压强度及现浇桥面板强度等级对组合梁抗弯性能的影响.结果表明提高主梁配筋率、UHPC抗拉强度能够显著提高组合梁的极限承载能力,而UHPC抗压强度和现浇桥面板的强度等级对组合梁的极限承载能力影响不大.【期刊名称】《公路工程》【年(卷),期】2019(044)002【总页数】7页(P194-200)【关键词】桥梁工程;UHPC-NC组合结构;抗弯性能;试验研究;有限元分析【作者】李昭;赵华;朱平;马鹏飞;卓颖【作者单位】湖南大学,土木工程学院,风工程与桥梁工程湖南省重点实验室,湖南长沙410082;湖南大学,土木工程学院,风工程与桥梁工程湖南省重点实验室,湖南长沙410082;湖南大学,土木工程学院,风工程与桥梁工程湖南省重点实验室,湖南长沙410082;湖南大学,土木工程学院,风工程与桥梁工程湖南省重点实验室,湖南长沙410082;湖南大学,土木工程学院,风工程与桥梁工程湖南省重点实验室,湖南长沙410082【正文语种】中文【中图分类】U443.320 引言近十几年来，我国公路桥梁建设发展迅速。
在2016年底，全国公路桥梁数量已经超过80万座[1]，而其中绝大部分为中小跨径混凝土桥梁[2]。
因此，中、小跨径桥梁是我国桥梁建设中的重要组成部分。
钢-混凝土组合梁疲劳性能研究综述共3篇
钢-混凝土组合梁疲劳性能研究综述共3篇钢-混凝土组合梁疲劳性能研究综述1钢-混凝土组合梁是一种结合了钢材和混凝土两种材料的组合梁。
该梁具有钢材强度高、刚度好和混凝土耐久性强等优点，广泛应用于桥梁、高层建筑等领域。
疲劳性能是组合梁使用过程中的重要性能指标，能够反映其在反复荷载下的承载能力和耐久性。
本文综述了钢-混凝土组合梁疲劳性能研究的现状和未来研究方向。
近年来，随着钢-混凝土组合梁的广泛应用，相关研究也得到了飞速的发展。
在疲劳性能方面的研究主要包括以下几个方面：1. 疲劳试验方法钢-混凝土组合梁的疲劳试验方法包括静载荷试验和谐波载荷试验。
其中，静载荷试验是传统的疲劳试验方法，通过在一定载荷水平下施加周期循环荷载进行试验，可以获得该梁在规定循环次数下的荷载-位移曲线、疲劳寿命和疲劳极限。
而谐波载荷试验则是一种新兴的试验方法，通过在一定频率上施加谐波载荷进行试验，能够模拟实际使用中的风荷载和地震荷载等极端荷载情况，具有更加接近实际的优点。
2. 疲劳损伤分析钢-混凝土组合梁在疲劳荷载作用下会出现一定的损伤，包括钢材的裂纹扩展和混凝土的裂缝变形等。
采用有限元分析方法可以更加准确地分析该梁的疲劳损伤情况，并进行相应维修和加固。
目前，常用的有限元软件包包括ANSYS、ABAQUS等。
3. 影响因素分析影响钢-混凝土组合梁疲劳性能的因素较多，主要包括荷载水平、荷载频率、板厚比、钢材使用寿命、混凝土强度等。
研究发现，荷载频率对疲劳性能的影响较大，低频率下钢材的疲劳裂纹扩展速率较低，而高频率下则会加速疲劳损伤。
同时，板厚比也是影响疲劳性能的重要因素，较小的板厚比能够减小钢材弯曲疲劳破坏的程度，提高其疲劳寿命。
4. 加固措施研究在组合梁疲劳损伤严重或寿命短时，需要采取相应的加固措施。
常用的加固措施包括超声波焊接、板贴、缠绕和加筋等。
其中，超声波焊接是一种无损的加固方法，通过引入焊接点可以增加钢材的强度和刚度。
而板贴和缠绕等则是一种易操作、低成本的加固方法，对于较小的组合梁比较适用。
索-混凝土组合梁各部件有限元分析
式中， 几何 矩 阵
节点 位移 ：
ｒ ＝ Ｌ Ｌ Ｌ － Ｂ］ １Ｅ
：
一
Ｌ 一Ｌ 一Ｌ ］
（ ６）
Ｕ Ｌ ， 【ｄ ， 厂
｛ ０｝一
Ｕ Ｕ
己 ，
（） ７
Ｃ应 力应 变关 系 ．
由胡 克 定 律 得 ：
［ ］ Ｅ ｛ ＝ ￣ Ｂ］｛ 一 Ｄ］ ） ＤＩ Ｅ ）
ＬＬ
ＬＬ
Ｌ ；
称
ＬＬ： ，
杆单 元的应 力矩 阵 ：
［ ］ ＥＥ ＝ ｓ 一 Ｂ］
Ｌ Ｌ ：
（２ １）
２ 空 间 索单 元 有 限元 分 析
关 于悬索 结构 的有 限元分 析 ， 目前 有许多种索单 元模 型 。主要有两节点直 线索单元 模型 ， 两节点抛 物线 索单元 模型 ， 两节点 悬链 线索单元 模型 ， 三节点等参 索单 元模 型 ， 五节点 等参 索单元 模 型等 。这 里主 要 以两 节点直 线索单 元模 型来对 悬索结 构进行有 限元分 析 。
式 中 ，［ － Ｄ１为弹性 矩 阵 ， 于杆 单元 ｍ 就等 于弹性 模量 Ｅ。 对 Ｄ］
（） ８
ｄ 单 元平 衡方 程 和单元 刚度 矩 阵 ， ． 应力 矩 阵
由虚 功原 理 ： 力在 虚位 移上 所做 的虚 功就等 于应 力在 虚应 变上 的 虚功 ， 是有 ： 外 于
ｒ ｒ
Ｍａ．０１ ｙ ２ １
２１ ０ １年 ５月
文 章 编 号 ：６ ４０ ６ （ ０ １ ０ — １ ８０ １ ７ — ２ ２ ２ １ ） ２０ ３ — ６
索一 凝 土 组 合 梁 各 部 件 有 限 元分 析 混
张雷 ， 乃兵 秦
组合梁有限元分析
弹塑性力学及有限元法题目：分析如图1组合梁在F x、M x、F y、M y、F Z、M Z作用下应力和应变班级：机械研16学号：2160150xxx姓名：张xx1 模型的建立1.1 3D实体模型的建立本模型建模采用UG8.5，模型各尺寸如图1，模型实体如图2所示。
图1 模型二维图图2 模型三维图2有限元模型的建立2.1导入几何体模型建立分析项目，并选择分析单位为mm，如图3。
并将三维模型导入，如图4。
图3 建立分析项目图4 导入模型2.2添加材料库本模型材料选用钢，设置添加材料库，钢的弹性模量为2.06E11，泊松比为0.3，密度为7.85E3。
定义如图5，钢的各参数如图6所示。
图5 选定材料图6 钢参数2.3添加材料属性将定义的钢材料添加到模型中，如图7。
图7 添加材料属性2.4划分网格设置网格大小为10mm,生成网格，如图8，9所示。
图8 设置网格大小图9 生成网格2.5施加载荷与边界条件选择模型的底面为支撑面，如图10，并在模型的顶端施加一个1000Mpa的压力如图11，一个800N·mm的扭矩如图12.图10 设置支撑面图11 设置压力图12 设置扭矩2.6设置求解项设置求解选项为总变形量，等效应变，等效应力，最大主应变，最大主应力，如图13。
图13 设置求解项2.7求解经过求解可以得到所求的各云图，如图14，15，16，17，18。
图14 变形云图图15 等效应变云图图16 等效应力云图图17 最大主应变云图图18 最大主应力云图3 结论根据计算结果，统计数据如表1所示：表1：应力和应变极值类型Max Min应力17613MPa -6109.1MPa应变0.0701 -0.009。
组合梁截面弹性分析
1
6.1 概述
组合梁的正常使用极限状态分析均按弹性方法进行。 对于直接承受动力荷载的组合梁，需要用弹性分析方
法来计算其强度，包括弯曲应力，剪切应力及折算应 力的验算。
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在组合梁的弹性分析中，通常采用如下假设：
钢和混凝土材料均为理想的线弹性体。 钢梁与混凝土翼板之间连接可靠，滑移可以忽略不计，符
•根据上述基本换算关系就可以按照图示方法将组合梁换算 为与之等价的换算截面。 •为了保持组合截面形心高度即合力位置在换算前后保持不 变，即保证截面对于主轴的惯性矩保持不变，换算时应固 定混凝土翼板厚度而仅改变其宽度。
•图6-1中be为混凝土翼板的有效宽度，beq为换算宽度。
板托部分在计算中忽略不计 。
式中 ys , yc 分别表示钢梁和混凝土翼板形心到钢梁底面的距离。
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6.2.2不考虑滑移效应的组合梁截面应力计算
•不考虑钢梁与混凝土界面之间的滑移，组合梁截面的应力分 布如下图所示。
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对于钢梁部分：
M
s I (6 6)
对于混凝土部分：
c
M
EI
(6
7)
式中 M——截面弯矩设计值； I ——换算截面惯性矩； y——截面上某点对换算截面形心轴的坐标，
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解：（1）施工阶段内力计算
施工阶段，钢梁承受的荷载如下：
荷载
标准值
钢梁自重 混凝土重量 施工活荷载 荷载合计
78.5×4208/ 106=0.33kN/m
25×3×0.09=6.75 kN/m 1×3=3 kN/m
q0k=10.08 kN/m
设计值
0.33×1.2=0.4kN/m 6.75×1.2=8.1kN/m 3×1.4=4.2kN/m
梁单元有限元分析
梁单元-有限元分析一、有限元法介绍有限元法的基本思想是将结构离散化，用有限个容易分析的单元来表示复杂的对象，单元之间通过有限个节点相互连接，然后根据变形协调条件综合求解。
由于单元的数目是有限的，节点的数目也是有限的，所以称为有限元法(FEM，Finite Element Method)。
是随着电子计算机的发展而迅速发展起来的一种弹性力学问题的数值求解方法。
有限元法是最重要的工程分析技术之一。
它广泛应用于弹塑性力学、断裂力学、流体力学、热传导等领域。
有限元法是60年代以来发展起来的新的数值计算方法，是计算机时代的产物。
虽然有限元的概念早在40年代就有人提出，但由于当时计算机尚未出现，它并未受到人们的重视。
随着计算机技术的发展，有限元法在各个工程领域中不断得到深入应用，现已遍及宇航工业、核工业、机电、化工、建筑、海洋等工业，是机械产品动、静、热特性分析的重要手段。
早在70年代初期就有人给出结论：有限元法在产品结构设计中的应用，使机电产品设计产生革命性的变化，理论设计代替了经验类比设计。
目前，有限元法仍在不断发展，理论上不断完善，各种有限元分析程序包的功能越来越强大，使用越来越方便。
二．梁单元的分类所谓梁杆结构是指其长度比横截面尺寸大很多的梁和杆件、以及由它们组成的系统，这一类结构的应力、应变和位移都是一个坐标的函数，所以属于一维单元问题。
1．平面桁架特点：杆件位于一个平面内，杆件间用铰节点连接，作用力也在该平面内。
单元特性：只承受拉力或压力。
单元划分：常采用自然单元划分。
即以两个铰接点之间的杆件作为一个单元。
为使桁架杆件只产生轴力，桁架的计算常作以下假定：①桁架中每根杆件的两端由理想铰联结；②每根杆件的轴线必须是直线；③所有杆件的轴线都只交于所联理想铰的几何中心。
④荷载均只作用于理想铰的几何中心。
在此条件下所算得的各种应力称为主应力。
实际上各种桁架结构不可能完全满足上述各假定，因而杆件将产生弯曲，由这种弯曲而在杆件中所引起的轴向应力称为次应力。
基于有限元方法的梁板结构分析与设计
基于有限元方法的梁板结构分析与设计随着现代建筑技术的不断发展，梁板结构已经成为了现代建筑设计中的重要组成部分。
在梁板结构的分析与设计中，有限元方法是一种重要的数学工具，它能够用来模拟结构的行为，预测结构的破坏和优化结构的设计。
本文将探讨基于有限元方法的梁板结构分析与设计。
1. 有限元方法简介有限元方法是将结构离散成有限个模型，在每个模型内计算结构的应力、应变和位移等物理量，然后将这些物理量进行组合得到结构的总体响应。
它利用数学方法将结构分离成离散模型，并通过计算机模拟进行解决。
有限元方法应用广泛，并已成为了现代建筑分析设计中不可或缺的一部分。
2. 梁板结构理论分析原理梁板结构上的载荷和应力分析可以通过物理力学理论进行分析。
理论分析主要涉及到对梁和板上的弯曲、剪切、挤压、轴向拉伸等力学效应的计算。
这种计算可以从拉普拉斯方程出发，通过应力分析公式得到结构的应力、位移等物理量。
3. 有限元方法分析梁板结构的计算步骤（1）建立模型。
将结构分为有限的单元。
根据模型的内部结构、材料力学等特点进行合理的划分。
将划分好的有限元内部形状、大小、特殊部位的约束等重要参数确定下来。
（2）计算载荷。
载荷可以是单一的或多种载荷组合共同作用。
（3）运用有限元理论计算单元内部的各项参数，例如单元的应力、应变、位移等。
根据计算结果，确定本单元的一些属性因子，例如刚度、质量、阻力等等。
（4）通过节点的连通关系和单元的结果计算出所有节点的位移、应力、应变等参数。
（5）通过计算的结果判断结构的稳定性和强度问题，对结构进行优化。
4. 有限元方法在梁板结构设计中的应用在梁板结构设计中，有限元方法可以被用来模拟结构受到载荷时的应力、位移和应变等物理量，从而得到结构的响应。
通过有限元方法优化结构设计，可以提高结构的强度和稳定性，降低结构的整体重量，减少轴力弯矩等力学问题。
这种方法已经广泛应用于许多重要的工程设计中，例如地下水库、混凝土桥梁、高层建筑等。
梁的有限元分析
２.梁、弹簧——2D问题
▪ 有一水平梁，全长4米，左端固定，右端3米 处有一弹簧悬吊，弹簧刚度为5 000N/m，右 端点受大小为3 000N的向下载荷，梁的截面 尺寸为30mmX20mm，梁的弹性模量为 2X1011 Pa，泊松比为0.3。求梁的变形。
0=3*10-2*2*10-2=6*10-4m2 截面惯性矩=B*H3/12=4.5*10-8m4 截面高H=3*10-2m 弹簧刚度K=5000N/m E=2e11Pa Pxy=0.3
梁和桁架问题的有限元分析
2011年5月
1．桁架杆系的有限元分析概要
▪ 桁架杆系系统的有限元分析问题是工程中最常见的 结构形式之一，常用在建筑的屋顶、机械的机架及 各类空间网架结构等多种场合。
▪ 桁架结构的特点是，所有杆件仅承受轴向力，所有 载荷集中作用于节点上。由于桁架结构具有自然离 散的特点，因此可以将其每一根杆件视为一个单元， 各杆件之间的交点视为一个节点。
2．梁的有限元分析概要
▪ 梁的有限元分析问题也是是工程中最常见的 结构形式之一，常用在建筑、机械、汽车、 工程机械、冶金等多种场合。
▪ 梁结构的特点是，梁的横截面均一致，可承 受轴向、切向、弯矩等载荷。根据梁的特点， 等截面的梁在进行有限元分析时，需要定义 梁的截面形状和尺寸，用创建的直线代替梁， 在划分网格结束后，可以显示其实际形状。
梁的有限元分析——2D问题
▪ 1.有一简支梁，载荷和边界条件如图所示， L=6m，梁的截面面积A=0.0072m2，高 H=0.42m，惯性矩=0.00021m4，材料弹性模 量E=2.06e11N/m2，P=10000N。求支反力 和挠度。
▪ 要点 １）实常数 ２）分网密度控制 ３）如何加载：左：UX,UY，右UY ４）后处理结果的观察
钢-混凝土组合梁结构试验研究与有限元分析
钢-混凝土组合梁结构试验研究与有限元分析胡少伟;喻江【摘要】双箱钢-混凝土组合梁结构是一种新型钢-混凝土组合结构，具有较好的应用前景。
为研究该种组合梁的结构性能，并分析其强度和刚度的主要影响因素，设计了两根组合梁模型进行试验研究。
通过测试其跨中截面应变、纵向挠度、承载能力等参量来分析该组合梁的荷载应变曲线、荷载挠度曲线等。
借助有限元软件ANSYS 建立了组合梁的三维空间有限元模型，考虑材料非线性，对该组合梁模型进行了有限元分析。
分析结果与试验结果的比较分析表明，两者吻合良好，表明该研究对工程应用具有一定的指导作用和参考价值。
%The double - box steel - concrete composite beam structure is a new type of steel - concrete composite structure that has wide application prospect. In order to further investigate the mechanical performance of the composite structure and analyze the influential factors of strength and stiffness,two specimens model beam were designed and studied. Through the measuring pa-rameters such as the strain of mid - span cross - section,longitudinal deflection and bearing capacity,the loading - strain curve and loading - deflection curve were analyzed. By consideration of the material nonlinearity,a 3D model for the composite beam is established and analyzed by ANSYS. Finally,the comparative analysis between experimental test and finite element simulation is conducted,which shows a high correlative agreement with each other. This research has a certain guidance and reference value for engineering application.【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2015(000)008【总页数】6页(P50-55)【关键词】双箱组合梁;试验研究;有限元模拟;对比分析【作者】胡少伟;喻江【作者单位】南京水利科学研究院材料结构研究所，江苏南京 210024;南京水利科学研究院材料结构研究所，江苏南京 210024; 河海大学土木与交通学院，江苏南京 210098【正文语种】中文【中图分类】TV335钢-混凝土组合结构经过近100 a的研究和发展，因其具有良好的受力性能已广泛应用于交通工程、桥梁工程、高层建筑工程等领域。
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弹塑性力学及有限元法
班级：机械研16 学号：216015XXXX 姓名：张应帅
题目：分析图1组合梁在F x、M x、F y和M y作用下应力和应变(载荷大小自己选择)。
图1弹性体的组合梁
其中，组合梁中各作用力与扭矩的值如表1，选择材料为钢各参数如表2，组合梁尺寸如图2。
表1原始数据
表2钢各参数
图2组合梁尺寸
说明：本次有限元分析实体建模采用UG8.5，用workbench14.0进行模拟仿真。
1建立三维实体模型
根据组合梁的尺寸，用UG绘制出组合梁的三维图并保存为.igs格式，如图3。
图3 UG三维图
2导入几何模型
打开workbench14.0的静力学分析模块，设置好建模单位并将UG绘制的三维模型导入到软件中，如图4，图5，图6。
图4 workbench静力学分析模块
图5设置长度单位
图6 UG模型导入workbench
3 添加材料库
选择材料为钢，钢的各参数在表2已给出，自定义材料属性，并添加到分析项目中如图
7，图8。
图7 定义参数
图8 参数设置
4 添加模型材料属性
设置分析单元并将材料设置为钢，如图9，图10。
图9 设置分析单元
图10 设置材料
5 划分网格
运行Mesh,画出网格如图11。
图11 网格图
6 施加载荷与边界条件
选择组合梁的底面为约束面，并对各方向施加压力和转矩，如图12，图13，图14，图15，图16.
图12 约束面图
图13 X方向载荷图
图14 Y方向载荷图
图15 X轴扭矩图
图16 Y轴扭矩图
7 结果后处理
在Solution工具栏中添加总变形、等效应变、等效应力、定向变形、最大主应变、最大主应力查看结果，如图17，图18，图19，图20，图21，图22，图23。
图17 工具栏
图18 总变形图
图19 等效应变图
图20 等效应力图
图21 定向变形图
图22 最大主应变图
图23最大主应力图
经过仿真分析，在受表1的载荷时，得到的最终结果如表3.
表3 结果。