平面应力问题的结构拓扑优化 被引量：14

1

作者 李芳 凌道盛 《浙江工业大学学报》 CAS 2000年第3期220-223,共4页

研究了结构拓扑优化设计问题 ,研究对象是二维平面结构。利用线弹性问题的进化方法 (ESO) ,针对结构拓扑优化设计所需单元网格密度较大 ,且优化过程需反复组建刚度矩阵的特点 ,提出了利用虚拟层合单元进行拓扑优化的方法。数值算例表明 ... 研究了结构拓扑优化设计问题 ,研究对象是二维平面结构。利用线弹性问题的进化方法 (ESO) ,针对结构拓扑优化设计所需单元网格密度较大 ,且优化过程需反复组建刚度矩阵的特点 ,提出了利用虚拟层合单元进行拓扑优化的方法。数值算例表明 ,此法简单有效 ,能够用于结构拓扑优化设计。 展开更多

关键词 虚拟层合单元 结构 平面应力问题 拓扑优化设计

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虚拟层合单元与杆单元在桥梁预应力混凝土结构分析中的合成方法 被引量：8

2

作者 黄侨 孙永明 唐海红 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期84-88,共5页

对预应力混凝土的计算方法和研究现状做出了评价,提出针对预应力混凝土结构分析的单元形式。通过自由度变换,把空间杆单元的节点自由度用空间虚拟层合单元的节点自由度来表示,即杆单元的节点无需固定在体单元节点上,共同模拟了预应力混... 对预应力混凝土的计算方法和研究现状做出了评价,提出针对预应力混凝土结构分析的单元形式。通过自由度变换,把空间杆单元的节点自由度用空间虚拟层合单元的节点自由度来表示,即杆单元的节点无需固定在体单元节点上,共同模拟了预应力混凝土结构。在单元内采用选择性积分的方法计算单元刚度矩阵,用较少的单元模拟出了复杂的断面形式;并采用单独的空间杆单元模拟预应力束,能直接求解预应力对结构产生的变形和内力。经实例验证分析,使用该单元进行预应力混凝土结构分析,在网格划分比较稀疏的情况下,仍然获得较为精确的结果,较传统的预应力计算方法更为简单、更为准确。 展开更多

关键词 桥梁工程 预应力混凝土结构 自由度变换 空间杆单元 虚拟层合单元

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预应力混凝土薄壁高墩刚构桥梁极限承载力分析 被引量：7

3

作者 李海青 杨万里 高璇 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期128-134,共7页

为解决实体单元模型在大型复杂结构极限承载力分析时计算不收敛的问题,将预应力钢绞线和钢筋作为单元中的块,利用实体退化的板单元建模模拟混凝土材料,用Ohtani-Chen多重强化模型考虑混凝土的材料非线性,采用理想弹塑性模型考虑钢筋的... 为解决实体单元模型在大型复杂结构极限承载力分析时计算不收敛的问题,将预应力钢绞线和钢筋作为单元中的块,利用实体退化的板单元建模模拟混凝土材料,用Ohtani-Chen多重强化模型考虑混凝土的材料非线性,采用理想弹塑性模型考虑钢筋的材料非线性,用安全拉格朗日法考虑结构的几何非线性,对混凝土裂缝采用正交模型处理。模拟计算了一简支空心板梁的加载破坏过程,与实体梁加载试验结果具有良好的一致性,对一5跨连续预应力高墩刚构桥梁的极限承载力进行了计算,并与相同工程背景下采用通用ABAQUS有限元程序的分析结果进行比较。结果表明:所提方法能有效克服混凝土裂缝引起的计算不收敛现象,得到结构最终的破坏形态。 展开更多

关键词 桥梁工程 高墩刚构桥梁 理论分析 极限承载力 虚拟层合单元 非线性

原文传递

一种新的拱坝形状优化方法 被引量：4

4

作者 李芳 凌道盛 徐兴 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期179-186,共8页

虚拟层合单元可以应用于结构的形状优化。这一单元的主要思想在于引入了弹性模量等于零即无实际材料的虚拟层,基于这一特点,单元内层的厚度被取作设计变量,而决定外部边界的单元节点坐标在优化过程中却始终保持不变。于是,有限元网格只... 虚拟层合单元可以应用于结构的形状优化。这一单元的主要思想在于引入了弹性模量等于零即无实际材料的虚拟层,基于这一特点,单元内层的厚度被取作设计变量,而决定外部边界的单元节点坐标在优化过程中却始终保持不变。于是,有限元网格只在优化初始生成一次,优化过程无需改变原始数据,由此避免了通常形状优化方法所需要的单元网格重新划分。拱坝形状优化过程中利用有限元法作为结构分析方法,而不是通常的拱梁分载法。1型拱坝的算例说明了这一方法的有效性和实用性。 展开更多

关键词 固体力学 形状优化 虚拟层合单元 有限元法 拱坝

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薄板优化设计的二次性态模型法 被引量：1

5

作者 李芳 徐兴 凌道盛 《工程设计学报》 CSCD 2001年第3期139-142,共4页

在结构优化设计过程中 ,结构重分析的数值计算常常是主要的工作量 .为了提高优化效率 ,必须减少结构重分析次数 .采用一种称为“性态模型法”的近似重分析法时 ,完整的结构重分析次数将显著减少 ,重分析次数仅与变量数 n成线性关系 .此... 在结构优化设计过程中 ,结构重分析的数值计算常常是主要的工作量 .为了提高优化效率 ,必须减少结构重分析次数 .采用一种称为“性态模型法”的近似重分析法时 ,完整的结构重分析次数将显著减少 ,重分析次数仅与变量数 n成线性关系 .此外 ,以往的薄板优化得到的是阶梯形的板厚分布 ,利用虚拟层合板单元的有限元计算得到的是连续性的板厚分布 ,因此更具合理性 .几个经典算例说明了性态模型法在优化设计中的有效性和实用性 . 展开更多

关键词 二次性态模型法 结构重分析 优化设计 有限元 虚拟层合单元 薄板 结构优化设计

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虚拟层合单元在平面梁和拱形状优化中的应用 被引量：3

6

作者 李芳 凌道盛 徐兴 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第1期99-102,共4页

本文在虚拟层合单元的基础上 ,为适应形状优化时边界变化的特点 ,构造了曲线分层的虚拟层合梁单元。这样 ,求解优化问题时仅把特定的层厚作为设计变量 ,无须改变原始数据结构 ,有限元网格只在优化初始生成一次即可。具有单元数少、设计... 本文在虚拟层合单元的基础上 ,为适应形状优化时边界变化的特点 ,构造了曲线分层的虚拟层合梁单元。这样 ,求解优化问题时仅把特定的层厚作为设计变量 ,无须改变原始数据结构 ,有限元网格只在优化初始生成一次即可。具有单元数少、设计变量少的优点。算例表明此法计算简便 ,结果可靠 。 展开更多

关键词 虚拟层合单元 形状优化 平面梁 拱

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跨中横隔梁对小箱梁桥极限承载力的影响 被引量：3

7

作者 杨万里 项贻强 +2 位作者 吴光宇 汪劲丰 朱汉华 《江南大学学报（自然科学版）》 CAS 2008年第6期708-714,共7页

以虚拟层合单元程序为基础,综合考虑结构的几何非线性和材料非线性,对一典型5跨简支连续小箱梁桥结构的极限承载力进行了分析,重点考察了在有、无跨中横隔梁时,结构从加载到破坏的全过程中受力性能的变化.计算结果表明:跨中横隔梁的设置... 以虚拟层合单元程序为基础,综合考虑结构的几何非线性和材料非线性,对一典型5跨简支连续小箱梁桥结构的极限承载力进行了分析,重点考察了在有、无跨中横隔梁时,结构从加载到破坏的全过程中受力性能的变化.计算结果表明:跨中横隔梁的设置,使得桥梁在弯矩工况下免于遭受箱梁间横向联系失效引起的局部破坏,结构的极限承载力可因此提高40%左右.跨中横隔梁的设置,还增强了桥梁的工作整体性和结构的延性. 展开更多

关键词 小箱梁桥 跨中横隔梁 极限承载力 虚拟层合单元 非线性

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基于空间虚拟层合单元法的撑架连续板桥加固研究 被引量：2

8

作者 施笃铮 师亮 毛瑞祥 《长安大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期35-38,共4页

用实体退化虚拟层合单元法 ,建立多层复合板单元模型 ,对撑架连续板桥加固方案进行研究。计算结果证明 ,实体退化虚拟层合单元具有计算精度高、单元划分和模型建立简单、方便灵活等优点 ,具有很高的工程使用价值。同时 ,又证明了该加固... 用实体退化虚拟层合单元法 ,建立多层复合板单元模型 ,对撑架连续板桥加固方案进行研究。计算结果证明 ,实体退化虚拟层合单元具有计算精度高、单元划分和模型建立简单、方便灵活等优点 ,具有很高的工程使用价值。同时 ,又证明了该加固方案的合理性和可行性。 展开更多

关键词 撑架连续板桥 虚拟层合单元 加固 空间分析

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一种新的层合梁单元 被引量：1

9

作者 李芳 凌道盛 《浙江工业大学学报》 CAS 2000年第S1期266-269,272,共5页

为了较好地解决大规模的工程问题 ,提高分析效率 ,本文根据近几年发展起来的相对位移板壳单元及层合结构的有限单元法 ,利用“补空”或“夹空”处理 ,构造了一种新的层合梁单元。由此 ,可以减少单元数目数 ,大幅度提高计算效率。数值算... 为了较好地解决大规模的工程问题 ,提高分析效率 ,本文根据近几年发展起来的相对位移板壳单元及层合结构的有限单元法 ,利用“补空”或“夹空”处理 ,构造了一种新的层合梁单元。由此 ,可以减少单元数目数 ,大幅度提高计算效率。数值算例表明 ,此法简单有效 ,并能达到相当满意的精度 。 展开更多

关键词 有限元 层合单元 虚拟层合单元 层 段

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大型油罐桩筏基础有限元分析

10

作者 张廉 王振宇 《中国计量学院学报》 2003年第1期44-47,53,共5页

　对变厚度油罐筏板采用16节点实体退化单元进行有限单元法分析.计算结果证明,应用16节点退化实体单元能大大减少了单元数目,大幅度提高了计算效率,并能达到相当高的精度.该研究结果适合大型油罐桩筏基础的计算,具有广泛的应用前景.

关键词 桩筏基础 有限元分析 虚拟层合单元 岩土工程 油罐 筏板 桩土共同作用分析

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虚拟层合单元法及其在桥梁工程中的应用 被引量：70

11

作者 凌道盛 张金江 +1 位作者 项贻强 徐兴 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 1998年第3期22-29,共8页

本文在提出一种新型层合板壳单元的基础上,为适应箱形、T形等截面形式比较复杂的桥梁的有限元计算,提出了“虚拟层台单元”及“虚拟层” 的概念.本方法可大大减少单元数目,大幅度地提高计算效率,并可以十分容易地处理斜弯桥、变截面、... 本文在提出一种新型层合板壳单元的基础上,为适应箱形、T形等截面形式比较复杂的桥梁的有限元计算,提出了“虚拟层台单元”及“虚拟层” 的概念.本方法可大大减少单元数目,大幅度地提高计算效率,并可以十分容易地处理斜弯桥、变截面、变高度及复杂边界条件的问题,而且达到相当满意的精度,具有广泛的工程应用前景. 展开更多

关键词 板壳单元 虚拟层合单元法 桥梁工程 箱形梁 计算

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悬浮隧道在国内外的研究 被引量：47

12

作者 项贻强 薛静平 《中外公路》 2002年第6期49-52,共4页

笔者有幸参加了中意国际合作研究“舟山连岛工程金塘海峡悬浮隧道 (或称阿基米德桥 )技术可行性研究”项目 ,并进行了有关的研究 ,这里简要概述悬浮隧道的概念和在国内外的研究进展。

关键词 悬浮隧道 结构分析 设计理论 虚拟层合单元法

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钢管混凝土轴心受压构件极限承载力的有限元分析 被引量：16

13

作者 徐兴 程晓东 凌道盛 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期419-425,共7页

采用三维虚拟层合单元法 ,对钢管混凝土和纯混凝土轴心受压构件在轴向荷载作用下产生的稳定承载能力和材料承载能力问题进行了分析比较 ,同时进一步分析了前者失稳破坏和材料破坏的界限值 ,模拟了前者第一阶失稳模态 ,结论与试验结果符... 采用三维虚拟层合单元法 ,对钢管混凝土和纯混凝土轴心受压构件在轴向荷载作用下产生的稳定承载能力和材料承载能力问题进行了分析比较 ,同时进一步分析了前者失稳破坏和材料破坏的界限值 ,模拟了前者第一阶失稳模态 ,结论与试验结果符合良好 . 展开更多

关键词 轴心受压构件 有限元 三维虚拟层合单元法 稳定性问题 极限承载力 钢管混凝土柱

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连续曲线箱梁桥的空间有限元分析及试验研究 被引量：15

14

作者 程晓东 戴利平 +2 位作者 周松国 程莉莎 叶贵如 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期73-76,90,共5页

在对连续曲线箱梁桥试验研究的基础上,采用三维虚拟层合单元法对全桥进行空间有限元分析,计算结果与试验结果符合良好;该方法与过去传统的方法相比,具有引进的计算假定少、模型单元少且计算精度高等优点,完全能满足实际工程的需要。

关键词 三维虚拟层合单元法 连续曲线箱梁桥 空间分析 有限元方法

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方钢管混凝土偏压柱非线性屈曲承载力的有限元分析 被引量：6

15

作者 程晓东 叶贵如 +1 位作者 程莉莎 徐兴 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第12期31-38,共8页

在方钢管混凝土偏压柱试验研究的基础上,提出核心混凝土的三维应力-应变关系模型,构造了非线性三维虚拟层合单元,并且利用此法对方钢管混凝土偏压柱的非线性屈曲承载力进行了有限元分析,计算结果与试验结果符合良好。

关键词 非线性的三维虚拟层合单元法 非线性屈曲承载力 方钢管混凝土偏压柱

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长期荷载作用下钢管混凝土徐变的理论研究 被引量：6

16

作者 程晓东 叶贵如 汪劲丰 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期1000-1008,共9页

为了解钢管混凝土在长期荷载作用下的变形特性,基于三维黏弹性理论,采用三参数线性黏弹性模型,提出了核心混凝土徐变的三维有限元分析理论和计算方法.在对两组RC梁长期加载实验研究的基础上,拟合了模型中的三个参数,并对钢管混凝土压弯... 为了解钢管混凝土在长期荷载作用下的变形特性,基于三维黏弹性理论,采用三参数线性黏弹性模型,提出了核心混凝土徐变的三维有限元分析理论和计算方法.在对两组RC梁长期加载实验研究的基础上,拟合了模型中的三个参数,并对钢管混凝土压弯构件的徐变规律进行了研究,分析中通过离散时间,采用切线模量法迭代计算得到徐变与持荷时间的关系,计算与实验结果符合较好.以典型截面形式压弯构件为例,研究了轴压比、长细比和偏心率等因素对钢管混凝土徐变的影响规律.研究结果可供工程实践和设计参考. 展开更多

关键词 钢管混凝土压弯构件 徐变 黏弹性理论 三参数线性黏弹性模型 三维虚拟层合单元法

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预应力混凝土桥梁分析的虚拟层合单元法 被引量：10

17

作者 亓兴军 项贻强 +1 位作者 李小军 徐兴 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2006年第8期76-80,共5页

通过将预应力束对桥梁结构的作用转化为等效荷载,提出了用虚拟层合单元法分析预应力混凝土桥梁的方法。结合一座具体的桥梁进行了实例分析计算,同时利用有限元通用分析程序SuperSAP进行了对比。结果表明,采用虚拟层合单元法分析预应力... 通过将预应力束对桥梁结构的作用转化为等效荷载,提出了用虚拟层合单元法分析预应力混凝土桥梁的方法。结合一座具体的桥梁进行了实例分析计算,同时利用有限元通用分析程序SuperSAP进行了对比。结果表明,采用虚拟层合单元法分析预应力混凝土桥梁能够给出令人满意的结果,并且具有划分单元数目少、计算效率高、适应性强的优点。 展开更多

关键词 有限元 虚拟层合单元法 预应力混凝土 等效荷载 箱梁

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考虑轴压比影响RC框架-剪力墙结构侧移刚度退化及楼层剪力重分配性能仿真分析 被引量：10

18

作者 贾益纲 吴光宇 +2 位作者 杨春白雪 张晴 袁志军 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2016年第24期50-55,共6页

采用三维虚拟层合单元非线性有限元分析方法,经对一个两跨四层RC框架分析算例验证后,分别对三种轴压比RC框架和剪力墙抗侧性能进行模拟分析,分析结果表明,轴压比越大侧移刚度退化速率越快;构建三个不同刚度特征值的四层框架-剪力墙结构... 采用三维虚拟层合单元非线性有限元分析方法,经对一个两跨四层RC框架分析算例验证后,分别对三种轴压比RC框架和剪力墙抗侧性能进行模拟分析,分析结果表明,轴压比越大侧移刚度退化速率越快;构建三个不同刚度特征值的四层框架-剪力墙结构空间模型并进行抗侧性能仿真分析,发现进入非线性阶段后,框架分担水平剪力比例随水平荷载增大而提高,且结构刚度特征值越大提幅越多,极限荷载时分担比例提至其初始值2倍以上。分析结果还表明,现行规范关于框架-剪力墙结构框架分担楼层剪力的调整规定取值偏低。 展开更多

关键词 三维实体退化虚拟层合单元 框架-剪力墙结构 轴压比 刚度特征值 刚度退化 剪力重分配

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圆钢管混凝土偏压长柱屈曲承载力的FEM法分析 被引量：3

19

作者 程晓东 叶贵如 +1 位作者 程莉莎 徐兴 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期79-85,共7页

构造了非线性三维虚拟层合单元法,对5组圆钢管混凝土偏压柱的非线性屈曲承载力进行了三维有限元分析,计算结果与试验结果符合良好.以典型截面形式的圆钢管混凝土偏压长柱为例,对其载荷-变形全过程进行了分析,给出了非线性屈曲承载力与... 构造了非线性三维虚拟层合单元法,对5组圆钢管混凝土偏压柱的非线性屈曲承载力进行了三维有限元分析,计算结果与试验结果符合良好.以典型截面形式的圆钢管混凝土偏压长柱为例,对其载荷-变形全过程进行了分析,给出了非线性屈曲承载力与长细比的关系,研究结果可为圆钢管混凝土柱的承载力设计提供参考. 展开更多

关键词 圆钢管混凝土 三维虚拟层合单元法 非线性屈曲承载力 偏压柱 FEM法分析

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异形变截面多室曲线箱梁桥的试验研究及三维有限元分析 被引量：6

20

作者 程莉莎 程晓东 +1 位作者 葛海东 张弦 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2004年第6期58-63,共6页

在对某异形变截面多室曲线箱梁桥试验研究的基础上,构造可以综合考虑拉压、弯扭、畸变、剪力滞及其耦合作用的三维虚拟层合单元法,并对该异形桥梁进行空间有限元分析。理论分析和试验研究表明,利用此法对这种复杂的异形桥梁结构进行空... 在对某异形变截面多室曲线箱梁桥试验研究的基础上,构造可以综合考虑拉压、弯扭、畸变、剪力滞及其耦合作用的三维虚拟层合单元法,并对该异形桥梁进行空间有限元分析。理论分析和试验研究表明,利用此法对这种复杂的异形桥梁结构进行空间分析,具有模型单元少、计算效率和精度高的特点,完全可以满足实际工程的需要,是一种简单方便的实用计算方法。最后,综合考虑在一期恒载和纵向预应力筋作用下其应力的空间分布情况。研究成果可供工程设计和施工参考。 展开更多

关键词 三维虚拟层合单元法 异形变截面多室曲线箱梁桥 空间有限元分析 试验研究

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