亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        大跨度屋蓋模型的數(shù)值模擬與優(yōu)化設(shè)計

        2018-03-03 02:33:52程保全侯榮程郝英奇
        四川水泥 2018年2期
        關(guān)鍵詞:屋蓋內(nèi)力桁架

        程保全 侯榮程 陳 鑫 郝英奇.2

        (1安徽建筑大學(xué)土木工程學(xué)院, 安徽 合肥 230601;2安徽省建筑結(jié)構(gòu)與地下工程重點實驗室, 安徽 合肥 230601)

        0 引言

        如今新型材料和施工技術(shù)迅速發(fā)展,給予了結(jié)構(gòu)設(shè)計更大的自由,更大型更復(fù)雜新型結(jié)構(gòu)形式得以運用,但其伴隨著更大的結(jié)構(gòu)計算難度,傳統(tǒng)的人工算法難以快速有效地完成結(jié)構(gòu)計算。

        有限元法(Finite Element Method)是一種為求解偏微分方程邊值問題近似解的數(shù)值技術(shù),求解時通過將整個問題區(qū)域進行有限細分,通過變分方法找到使誤差函數(shù)達到最小值的元的穩(wěn)定解,從而求解整個問題區(qū)域。有限元法理論上包含了一切可能的辦法。

        有限元分析(FEA,F(xiàn)inite Element Analysis)是以有限元法為基礎(chǔ),對真實物理系統(tǒng)進行數(shù)學(xué)仿真模擬的分析方法。通過將問題中的物理體系有限元化,在一定的物理關(guān)系和條件限制下,通過有限的近似解來模擬真實的物理體系?,F(xiàn)代有限元分析軟件憑借計算機性能的提升,模擬結(jié)果接近真實情況,對實際生產(chǎn)具有參考性和指導(dǎo)性。

        本文針對第十屆全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽(大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)),詳細闡述如何利用 MIDAS GEN等有限元軟件對模型進行內(nèi)力變形計算和根據(jù)計算結(jié)果優(yōu)化模型細部設(shè)計。

        1 模型的求解

        1.1 模型的尺寸

        在MIDAS軟件中建模的結(jié)構(gòu)如圖1所示。整個模型長915mm,寬610mm,高420mm,其中腹空體積為885×590×305mm3。

        圖1 基本模型

        根據(jù)建立的模型,以屋蓋頂部外邊框為加載區(qū)域,荷載選用樓面荷載形式。整體結(jié)構(gòu)以桁架結(jié)構(gòu)為主,此種結(jié)構(gòu)傳力途徑清晰,便于理論計算,本次比賽采用靜荷載加載方式,結(jié)構(gòu)的主要威脅因素為桁架中壓桿失穩(wěn)。為了在保證承載力的同時減輕模型質(zhì)量,需要參考內(nèi)力計算結(jié)果。計算桁架結(jié)構(gòu)需要詳細的桿件截面信息,由表1示。

        1.2 模型計算參數(shù)設(shè)置

        表1 構(gòu)件截面信息

        斜索 1250mm×430mm×0。35mm 桁架內(nèi)桿1 900mm×2mm×2mm 桁架內(nèi)桿2 900mm×3mm×3mm 桁架內(nèi)桿3 900mm×3mm×3mm 900mm×6mm×3mm 桁架內(nèi)桿4 900mm×6mm×1mm 900mm×3mm×3mm

        參考賽題信息,在Midas建模中設(shè)置竹材材料性質(zhì)如表2所示。

        1.3 材料性質(zhì)定義

        表2 材料性質(zhì)

        1.4 建模計算

        一、建立新項目,定義單位體系

        二、確定結(jié)構(gòu)類型,選擇3-D類型

        三、定義材料,根據(jù)表2材料數(shù)據(jù)定義“竹材”,根據(jù)表1定義不同的截面

        四、輸入節(jié)點和單元

        五、輸入邊界條件

        六、輸入荷載

        七、運行結(jié)構(gòu)分析

        八、輸出并分析結(jié)果

        屋面加荷載到64kg,樓面荷載為6KN/mm3。

        運行Midas Gen后,桁架桿件主要內(nèi)力圖如圖2,圖3,圖4所示,位移等值線圖如圖5所示。

        圖2 模型軸力圖

        圖3 模型彎矩圖-y

        圖4 模型剪力圖-z

        圖5 位移等值線

        1.5 內(nèi)力計算結(jié)果提取

        在分析完成后,從結(jié)果中導(dǎo)出桁架內(nèi)力計算結(jié)果(部分)如圖6所示。

        2 模型優(yōu)化

        2.1 桁架優(yōu)化

        得到桁架內(nèi)力分析結(jié)果后,根據(jù)桁架的受力情況進行優(yōu)化,以圖2中所示的120單元的桿件優(yōu)化為例:

        第120單元內(nèi)力值為-0.14867kN,受壓力作用,分析如下:

        設(shè)選取3mm*3mm截面竹條作為120單元的材料.

        (1)檢驗抗壓強度:

        圖6 內(nèi)力計算結(jié)果

        (2)由歐拉公式:

        計算可知采用3mm*3mm截面不符合壓桿穩(wěn)定要求,經(jīng)調(diào)整采用表1中桁架內(nèi)桿4的截面形式,計算如下:

        由歐拉公式:

        符合壓桿穩(wěn)定要求,考慮到結(jié)構(gòu)模型競賽本身的特殊性,要求盡可能的發(fā)揮材料的性能,不設(shè)置安全系數(shù),利用試驗來檢驗結(jié)構(gòu)的可靠性。

        運用相同的計算方法,可以對其他部分桿件進行設(shè)計優(yōu)化。

        2.2 位移計算檢驗

        位移計算結(jié)果如圖7所示。

        圖7 位移計算圖

        屋蓋加荷載到15kg,樓面荷載為 7KN/mm3 模型中間點位移為1.6mm,滿足要求。

        2.3 優(yōu)化后模型試驗

        由于制作工藝,材料性質(zhì)等存在不穩(wěn)定性,因此在完成優(yōu)化設(shè)計后,制作了多組模型進行破壞性試驗,以確定模型的可靠性。實際模型示意圖如圖 8所示,試驗記錄如表3所示。

        圖8 實際模型示意圖

        表3 試驗記錄

        3 結(jié)果與討論

        由試驗結(jié)果可知,因為竹材材料具有不均勻性,手工制作的誤差,加載方式的影響等多種因素,實際模型的承載力與MIDAS計算的結(jié)果存在一定的差異,但是兩者的誤差在 15%以內(nèi)。這說明,有限元計算分析的結(jié)果對于結(jié)構(gòu)模型的選型和設(shè)計優(yōu)化具有很好的參考價值。為了增強結(jié)構(gòu)的可靠性,可以在內(nèi)力較大和易破壞的構(gòu)件或節(jié)點通過構(gòu)造措施提高結(jié)構(gòu)的承載力。如在柱的上下長約1/3的位置增設(shè)橫向竹箍,在柱與桁架結(jié)合位置增加牛腿等。

        優(yōu)化后,在承載力為64kg的前提下,模型重量為108.2克,較優(yōu)化前減少了8.3克,優(yōu)化率為7.12%。證明數(shù)值模擬在結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽模型的優(yōu)化設(shè)計具有很高的參考價值,為模型作品更好符合賽題“輕質(zhì)高強”的要求提供了保證。

        [1]李有香, 王思啟. 基于大型有限元計算軟件的結(jié)構(gòu)模型內(nèi)力優(yōu)化設(shè)計[J]. 安徽建筑大學(xué)學(xué)報, 2014, 22(2):53-56.

        [2]馬宏亮, 韓伊彤, 于景東,等. 建筑結(jié)構(gòu)模型設(shè)計中的選型與設(shè)計*--以2014年遼寧省大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽賽題為例[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用, 2015(8):172-172.

        [3]黃海林, 李永貴, 祝明橋,等. MIDAS在大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽中的應(yīng)用[J]. 高等建筑教育, 2016, 25(3):156-159.

        [4]吳健, 羅崢, 王新龍,等. 結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽中懸挑屋蓋結(jié)構(gòu)模型的計算機仿真分析[J]. 四川建筑, 2012, 32(2):135-137.

        [5]王昌興. MIDAS / Gen應(yīng)用實例教程及疑難解答[M]. 中國建筑工業(yè)出版社, 2010.

        [6]北京邁達斯技術(shù)有限公司. midas Gen工程應(yīng)用指南[M]. 中國建筑工業(yè)出版社, 2012.

        猜你喜歡
        屋蓋內(nèi)力桁架
        異型開敞屋蓋風(fēng)荷載與風(fēng)場特性數(shù)值模擬研究
        桁架式吸泥機改造
        跨度近100 米網(wǎng)架與桁架組合屋蓋分兩次提升的施工技術(shù)分析
        孩子的生命內(nèi)力需要家長去激發(fā)
        棍子上的屋蓋
        擺臂式復(fù)合桁架機器人的開發(fā)
        逆作法孔口邊梁內(nèi)力計算
        孩子的生命內(nèi)力需要家長去激發(fā)
        Loader軸在雙機桁架機械手上的應(yīng)用
        “內(nèi)力作用的‘足跡’”微課教學(xué)設(shè)計和實踐反思
        国产免费看网站v片不遮挡| 乱中年女人伦av一区二区| 精品国产人成亚洲区| 永久无码在线观看| 亚洲天堂免费成人av| 中文字幕一区二区三区久久网| 丰满人妻一区二区三区视频53| 国产精品久久久久久久久KTV| 色婷婷一区二区三区四区| 久久久精品国产免费看| 欧美人做人爱a全程免费| 国产剧情国产精品一区| 国产小车还是日产的好| 日本成年一区久久综合| 国产ww久久久久久久久久| 日本色噜噜| 女同国产日韩精品在线| 日韩av一区二区网址| 看av免费毛片手机播放| 九九99国产精品视频| 91精品福利一区二区三区| 欧美成人秋霞久久aa片| 免费夜色污私人影院在线观看| 久久久99久久久国产自输拍| 日韩精品一二三区乱码| 国产成人av一区二区三区| 亚洲欧美日韩专区一| 国产精品久久久看三级| 国产真实乱XXXⅩ视频| 日本免费一区二区在线| 无码色av一二区在线播放| 小12萝8禁在线喷水观看| 黑人巨大亚洲一区二区久| 久久久中文字幕日韩精品| 国产亚洲精品久久久ai换| 亚洲午夜精品久久久久久抢| 中文字幕熟女激情50路| 看全色黄大色黄大片 视频| 亚洲人成7777影视在线观看| 国产噜噜亚洲av一二三区| 人妻体内射精一区二区三区|