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堆石体应力变形细观模拟的随机散粒体不连续变形模型及其应用 被引量:47
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作者 周伟 常晓林 +1 位作者 周创兵 朱开祥 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期491-499,共9页
从细观角度建立堆石体的随机散粒体不连续变形(SGDD)模型,该模型采用蒙特卡罗法建立堆石体的随机分布模型,通过基于修正的增广Lagrangian算法的非线性接触算法模拟颗粒间的相互接触作用,可以有效模拟颗粒相互作用及尖端破坏等因素。对... 从细观角度建立堆石体的随机散粒体不连续变形(SGDD)模型,该模型采用蒙特卡罗法建立堆石体的随机分布模型,通过基于修正的增广Lagrangian算法的非线性接触算法模拟颗粒间的相互接触作用,可以有效模拟颗粒相互作用及尖端破坏等因素。对堆石体三轴试样进行细观数值模拟和试验验证,再现了堆石体内部的颗粒运动变形规律。数值计算结果表明,SGDD模型能够较好地反映堆石体试验的瞬时变形规律。对室内试验缩尺效应进行探讨,采用试验级配与真实级配的2组三轴堆石体试样,运用SGDD模型进行对比分析。计算结果表明,在没有考虑堆石体流变和湿化的条件下,采用原始级配的SGDD模型在相同的应力水平和围压下表现出较小的变形。 展开更多
关键词 水利工程 堆石体 细观力学 蒙特卡罗法 非线性接触 增广Lagrangian算法 缩尺效应 数值模拟
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堆石体三轴剪切试验的三维细观数值模拟 被引量:37
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作者 马刚 周伟 +1 位作者 常晓林 周创兵 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期746-753,共8页
从细观角度出发,采用随机模拟技术建立堆石体的三维随机颗粒模型,基于修正的增广Lagrangian算法的非线性接触算法模拟颗粒间的相互接触,采用损伤软化模型描述细观单元的应力应变关系,当细观单元的损伤度超过损伤阀值时删除该单元,采用We... 从细观角度出发,采用随机模拟技术建立堆石体的三维随机颗粒模型,基于修正的增广Lagrangian算法的非线性接触算法模拟颗粒间的相互接触,采用损伤软化模型描述细观单元的应力应变关系,当细观单元的损伤度超过损伤阀值时删除该单元,采用Weibull概率分布描述堆石体材料物理力学性质的非均匀性。以水布垭面板堆石坝茅口组堆石为研究对象,进行其三轴剪切试验的变形体离散元细观数值模拟,采用应变控制加载,再现了堆石体的颗粒变形和运动规律。数值计算结果表明,数值模拟能够较好地反映堆石体三轴试验的变形规律,得到的轴向应变-偏应力曲线和轴向应变-体积应变曲线接近试验曲线。从能量角度分析了颗粒变形、颗粒间的摩擦、颗粒的损伤破碎、颗粒运动在加载过程中对系统的贡献。 展开更多
关键词 堆石体 变形体离散元 细观力学 随机模拟 非线性接触 损伤软化模型 均匀性
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基于响应面法齿轮啮合传动可靠性灵敏度分析 被引量:37
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作者 李昌 韩兴 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期711-715,共5页
建立三维参数化齿轮啮合有限元模型,利用ANSYS软件对其进行仿真计算,得到齿轮啮合的接触应力变化规律.基于响应面方法综合考虑齿轮各参数的原始制造误差以及转速、载荷等不同工况对齿轮传动的影响,对齿轮啮合传动进行多次随机虚拟试验,... 建立三维参数化齿轮啮合有限元模型,利用ANSYS软件对其进行仿真计算,得到齿轮啮合的接触应力变化规律.基于响应面方法综合考虑齿轮各参数的原始制造误差以及转速、载荷等不同工况对齿轮传动的影响,对齿轮啮合传动进行多次随机虚拟试验,得出其可靠度,并以定量的概率给出各参数的可靠性灵敏度.计算结果得出了各个参数原始制造误差对齿轮接触应力的影响程度. 展开更多
关键词 随机有限元法 非线性接触 齿轮传动 响应面法 可靠性灵敏度
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超高面板堆石坝面板挤压破坏机理及数值模拟方法研究 被引量:24
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作者 周墨臻 张丙印 +1 位作者 张宗亮 冯业林 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1426-1432,共7页
面板挤压破坏是影响超高面板堆石坝安全的核心问题。总结分析了国内外数座典型超高面板堆石坝工程中发生的面板挤压破坏现象及特征。论述了面板纵缝转动接触挤压效应的发生机制,认为由坝体变形所导致的面板转动挤压和位移挤压是导致面... 面板挤压破坏是影响超高面板堆石坝安全的核心问题。总结分析了国内外数座典型超高面板堆石坝工程中发生的面板挤压破坏现象及特征。论述了面板纵缝转动接触挤压效应的发生机制,认为由坝体变形所导致的面板转动挤压和位移挤压是导致面板发生挤压破坏的本质原因。基于非线性接触力学的方法,自主开发了可描述面板坝复杂多体接触特性的计算方法和三维有限元计算程序系统。使用局部子结构模型对面板纵缝的转动接触挤压效应进行了分析。计算结果表明,转动挤压和位移挤压均可在纵缝两侧面板表面部位引发严重的应力集中,可从量值上解释面板发生挤压破坏时面板中部挤压应变实测值和计算值仍远低于混凝土极限抗压应变的现象。 展开更多
关键词 超高面板堆石坝 混凝土面板 挤压破坏 转动接触挤压效应 非线性接触
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多层波纹管非线性有限元应力分析 被引量:18
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作者 杨义俊 王心丰 《压力容器》 2003年第9期13-16,共4页
应用非线性有限元法 ,综合材料非线性、几何非线性、边界非线性 ,利用三维壳单元建模、边界非线性 (接触 )对层间关系 ,使层间形成接触对 ,建立多层波纹管非线性有限元模型。经过在AN SYS平台上进行的非线性有限元分析计算和实验比较 ,... 应用非线性有限元法 ,综合材料非线性、几何非线性、边界非线性 ,利用三维壳单元建模、边界非线性 (接触 )对层间关系 ,使层间形成接触对 ,建立多层波纹管非线性有限元模型。经过在AN SYS平台上进行的非线性有限元分析计算和实验比较 ,得出计算结果和试验数据基本吻合。同时研究结果也证明了这是一种比较准确的研究方法 。 展开更多
关键词 多层波纹管 非线性有限元 非线性接触 三维壳单元建模
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锚杆加固散粒体的作用机制研究 被引量:21
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作者 马刚 周伟 +1 位作者 常晓林 周创兵 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1577-1584,共8页
采用细观数值模拟的方法研究岩土工程中散粒体锚杆加固的作用机制,基于随机模拟技术建立加锚散粒体的三维随机颗粒模型,采用颗粒形状系数控制颗粒表面的不均匀起伏程度,基于修正的增广Lagrangian算法的非线性接触算法模拟颗粒之间、颗... 采用细观数值模拟的方法研究岩土工程中散粒体锚杆加固的作用机制,基于随机模拟技术建立加锚散粒体的三维随机颗粒模型,采用颗粒形状系数控制颗粒表面的不均匀起伏程度,基于修正的增广Lagrangian算法的非线性接触算法模拟颗粒之间、颗粒与锚固体、颗粒与承托结构的相互接触,颗粒的物理力学性质服从Weibull概率分布,采用细观损伤软化模型描述颗粒的变形和破碎。分别建立散粒体和加锚散粒体的三轴数字试样,采用位移加载来进行不同围压下的常规三轴剪切试验,研究不同加锚密度对散粒体工程力学特性的影响。数值模拟结果表明:锚杆加固的作用机制为锚固体与颗粒紧密接触、相互咬合形成摩擦阻力,承托结构形成对颗粒体的径向助力,锚杆与其附近的颗粒形成锚固区;锚杆加固能显著提高散粒体的抗剪强度和整体性,峰值主应力差提高37.8%~88.8%,初始模量提高37.4%~93.2%,内摩擦角提高13.3%~24.2%。 展开更多
关键词 数值模拟 散粒体 锚固 细观力学 随机模拟 非线性接触 显式有限元
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储能飞轮过盈/脱落过程研究 被引量:16
7
作者 杨鼎宁 邹经湘 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期145-150,共6页
核电冷却剂泵上安装飞轮,用以储备转动惯量,保证在泵电动机断电时冷却剂流量缓慢下降,避免反应堆事故。采取过盈配合的目的是控制飞轮临界转速。过速情况下,飞轮发生膨胀,从立轴脱落,可以预防爆裂的发生。设计了一套由临界转速控制的逐... 核电冷却剂泵上安装飞轮,用以储备转动惯量,保证在泵电动机断电时冷却剂流量缓慢下降,避免反应堆事故。采取过盈配合的目的是控制飞轮临界转速。过速情况下,飞轮发生膨胀,从立轴脱落,可以预防爆裂的发生。设计了一套由临界转速控制的逐层脱落的安全飞轮。运用平面应力法与包含间隙元的有限元模型,对飞轮进行过盈设计和应力分析。在递增的离心力作用下,对飞轮摩擦配合的连续、滑动、脱落过程进行完整仿真。 展开更多
关键词 飞轮 初始过盈 有限元法 间隙元 非线性接触 过盈/脱落过程
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铝合金车轮径向疲劳试验的数值仿真 被引量:16
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作者 韦东来 崔振山 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期998-1002,共5页
将动态接触转化成节点可相对移动的缓冲过渡层,提出径向疲劳模型中轮胎与轮辋接触问题的解决方法。过渡层通过共用节点的方法离散成五面体单元,传递轮胎对轮辋的作用力。由于过渡层刚度很小而且厚度小,所以对车轮刚度的影响可以忽略不... 将动态接触转化成节点可相对移动的缓冲过渡层,提出径向疲劳模型中轮胎与轮辋接触问题的解决方法。过渡层通过共用节点的方法离散成五面体单元,传递轮胎对轮辋的作用力。由于过渡层刚度很小而且厚度小,所以对车轮刚度的影响可以忽略不计。考虑到试验中转鼓与车轮的滚动接触切向力比较小,仅以等效的径向压力施加到轮胎上。文中建立整个试验过程的有限元模型,通过与试验结果以及前人的成果相对比,表明分析模型是正确而有效的。 展开更多
关键词 铝合金车轮 径向疲劳试验 非线性接触 数值仿真
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微车变速器的轴承-齿轮轴系非线性三维接触动态特性研究 被引量:12
9
作者 韩国胜 杨为 李武靖 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第11期9-12,共4页
针对现有接触研究方法的不足,以某微车变速器第四挡齿轮传动系统为研究对象,提出了轴承-齿轮轴系的三维接触非线性动态有限元分析模型,进行了齿轮传动轴承-齿轮轴系非线性三维接触动态特性研究,实现了齿轮系统啮合冲击的动力学仿真,得... 针对现有接触研究方法的不足,以某微车变速器第四挡齿轮传动系统为研究对象,提出了轴承-齿轮轴系的三维接触非线性动态有限元分析模型,进行了齿轮传动轴承-齿轮轴系非线性三维接触动态特性研究,实现了齿轮系统啮合冲击的动力学仿真,得到了动态啮合时轮齿的接触状态、接触应力、齿根弯曲应力等随啮合位置变化的规律。研究结果为变速器的动态性能优化提供了理论依据。 展开更多
关键词 微车 轴承-齿轮轴系 啮合 非线性接触 动态特性
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金属挤压成型的数值模拟技术研究 被引量:7
10
作者 马思群 孙彦彬 李荭 《大连铁道学院学报》 2002年第2期8-11,共4页
对于许多加工过程中的接触问题,要想得到一个合理的结果一直比较困难,这是因为,在这些加工过程中,工件在产生变形的同时往往伴随着温度的变化,温度与位移两种不同场变量之间存在很强相互作用(即热-机耦合),应用大型有限元程序MARC... 对于许多加工过程中的接触问题,要想得到一个合理的结果一直比较困难,这是因为,在这些加工过程中,工件在产生变形的同时往往伴随着温度的变化,温度与位移两种不同场变量之间存在很强相互作用(即热-机耦合),应用大型有限元程序MARC成功地对金属挤压成型过程进行了数值模拟,计算结果经分析,认为是合理的,此结果可用于算例分析,也可为进行结构设计人员提供设计参考. 展开更多
关键词 数值模拟 热机耦合 非线性接触 挤压成型 金属材料
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天津保定桥索塔锚固区钢锚箱空间分析 被引量:14
11
作者 熊刚 谢斌 +1 位作者 黄思勇 戴少雄 《华中科技大学学报(城市科学版)》 CAS 2009年第4期80-83,共4页
天津保定桥为独塔单索面钢箱梁斜拉桥,索塔锚固区采用钢锚箱结构。本文建立空间实体单元有限元模型,对索塔锚固区钢锚箱结构的应力状态和应力分布规律进行仿真分析。采用非线性接触方法模拟了钢锚箱中承压板与锚垫板之间的紧压密贴关系... 天津保定桥为独塔单索面钢箱梁斜拉桥,索塔锚固区采用钢锚箱结构。本文建立空间实体单元有限元模型,对索塔锚固区钢锚箱结构的应力状态和应力分布规律进行仿真分析。采用非线性接触方法模拟了钢锚箱中承压板与锚垫板之间的紧压密贴关系。结果表明,在最不利荷载组合作用下,钢锚箱的应力分布合理,索力传递流畅,承载力满足设计要求。最后提出了改善索塔锚固区受力性能的构造措施。 展开更多
关键词 单索面斜拉桥 索塔锚固 钢锚箱 非线性接触 索力传递
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蓄能机组顶盖座环联接螺栓强度分析 被引量:15
12
作者 熊欣 李浩亮 《中国设备工程》 2018年第5期137-139,共3页
螺栓联接作为水泵水轮机最重要的联接方式之一,要承受高强度的拉伸载荷与剪切载荷,为此螺栓需要进行预紧处理。在水泵水轮机运行过程中,往往会发生疲劳断裂的情况。本文结合水泵水轮机结构设计实例,分别采用《机械设计手册》、《VDI223... 螺栓联接作为水泵水轮机最重要的联接方式之一,要承受高强度的拉伸载荷与剪切载荷,为此螺栓需要进行预紧处理。在水泵水轮机运行过程中,往往会发生疲劳断裂的情况。本文结合水泵水轮机结构设计实例,分别采用《机械设计手册》、《VDI2230强度螺栓联接的系统计算》及有限元仿真对水泵水轮机顶盖座环联接螺栓进行了强度分析,并进行了横向比较,总结了三种校验方法的差异,为水泵水轮机螺栓强度校验提出了新的思路。 展开更多
关键词 螺栓 VDI2230 机械设计手册 有限元 非线性接触
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穿越逆冲断层的埋地管道非线性反应分析 被引量:15
13
作者 金浏 李鸿晶 《防灾减灾工程学报》 CSCD 2010年第2期130-134,共5页
穿越逆冲断层的埋地管道在地震作用下,容易发生局部屈曲或整体失稳等形式的破坏,研究逆冲断层作用下的埋地管道地震反应规律,对管道抗震设计及施工等具有重要的意义。本文将埋地管线及周围土体从半无限地球介质中取出,分别以空间薄壳单... 穿越逆冲断层的埋地管道在地震作用下,容易发生局部屈曲或整体失稳等形式的破坏,研究逆冲断层作用下的埋地管道地震反应规律,对管道抗震设计及施工等具有重要的意义。本文将埋地管线及周围土体从半无限地球介质中取出,分别以空间薄壳单元和实体单元进行离散,采用非线性接触力学方法模拟管、土之间的滑移、分离及闭合现象;采用线性位移加载模拟断层的错动,考虑了系统初始应力状态的影响,对土体未开裂前的管土相互作用系统进行了拟静力数值分析;分析了位错量、土体刚度、埋设深度、径厚比及跨越角度对埋地管道反应的影响,得出了一些有益的结论。 展开更多
关键词 埋地管线 逆冲断层 非线性接触 参数分析
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高面板堆石坝软缝接触计算模型及其数值实现 被引量:12
14
作者 周墨臻 张丙印 王伟 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第A01期2803-2810,共8页
设置软接触纵缝是防止高面板堆石坝发生面板挤压破损的常用工程措施。分析软缝填缝料的挤压特性,提出一个简单实用的双线性软缝挤压模型。通过将软缝概化为可发生相互贯入的软接触界面,提出基于计算接触力学的摄动Lagrange格式,发展相... 设置软接触纵缝是防止高面板堆石坝发生面板挤压破损的常用工程措施。分析软缝填缝料的挤压特性,提出一个简单实用的双线性软缝挤压模型。通过将软缝概化为可发生相互贯入的软接触界面,提出基于计算接触力学的摄动Lagrange格式,发展相应的软缝接触算法,并采用三维接触分片试验验证算法的有效性。结合天生桥一级面板堆石坝进行计算分析,结果表明设置软缝可有效减低面板的坝轴向挤压应力。 展开更多
关键词 数值分析 高面板堆石坝 接触纵缝 非线性接触 摄动Lagrange
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过盈配合数值分析与优化设计 被引量:10
15
作者 杨加军 胡安 +1 位作者 李维波 章向明 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2008年第1期12-15,共4页
围绕高速转盘的过盈配合问题,应用Ansys9.0有限元软件非线性接触技术和优化分析技术确定传递扭矩所需的最佳过盈配合量。实践证明,有限元技术在工程应用中能够优化过盈配合量,缩短设计周期,提高设计质量。
关键词 高速转盘 过盈配合 有限元 非线性接触 优化设计
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基于RecurDyn软件的采煤机牵引部传动系统动力学仿真 被引量:11
16
作者 蒲志新 周淑烨 丁丹丹 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1130-1134,共5页
基于非线性理论和多体接触动力学理论,建立了采煤机牵引部齿轮传动系统的全刚体模型和刚-柔耦合模型,运用Ansys软件将刚性齿轮柔性化,将建好的模型分别导入到RecurDyn多体动力学软件中进行仿真分析,在仿真动画环境下直观、动态的描述了... 基于非线性理论和多体接触动力学理论,建立了采煤机牵引部齿轮传动系统的全刚体模型和刚-柔耦合模型,运用Ansys软件将刚性齿轮柔性化,将建好的模型分别导入到RecurDyn多体动力学软件中进行仿真分析,在仿真动画环境下直观、动态的描述了轮齿啮合接触过程,并根据仿真结果对传动系统进行了优化改进。对比全刚体模型和刚-柔耦合模型的仿真结果,研究表明牵引部传动系统采用刚-柔耦合多体动力学模型的动态性能更符合实际,同时也解决了大型机械传动系统进行多体接触仿真的难题,为齿轮多体动力学模型在工程中的应用奠定了基础。 展开更多
关键词 齿轮传动 非线性接触 多体动力学 RECURDYN
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基于ABAQUS的回转支承非线性接触研究 被引量:10
17
作者 丁龙建 洪荣晶 高学海 《煤矿机械》 北大核心 2010年第12期68-70,共3页
重点研究了回转支承滚珠与滚道,外圈轮齿与主动小齿轮的接触,通过ABAQUS有限元软件对这2种非线性接触进行模拟,充分利用了有限元软件在解决非线性问题方面的优势,加入了赫兹理论没有考虑的摩擦,以及考虑了接触区域的非线性,并将结果与... 重点研究了回转支承滚珠与滚道,外圈轮齿与主动小齿轮的接触,通过ABAQUS有限元软件对这2种非线性接触进行模拟,充分利用了有限元软件在解决非线性问题方面的优势,加入了赫兹理论没有考虑的摩擦,以及考虑了接触区域的非线性,并将结果与理论值进行了比较,对其中的差异进行了简单分析。 展开更多
关键词 偏航轴承 非线性接触 ABAQUS
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风力发电机主轴的非线性接触有限元分析 被引量:9
18
作者 何玉林 韩德海 +1 位作者 刘桦 杜静 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2009年第6期61-64,共4页
使用非线性接触有限元方法对风力发电机主轴零件进行结构分析。模型模拟了轴承和轴套对主轴的非线性支承条件以及轴承的调心转动,给出静强度和疲劳寿命计算结果。分析结果表明,该主轴的强度、刚度和疲劳寿命满足设计要求。
关键词 风力发电机 主轴 有限元法 非线性接触 结构分析
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雷达转台结构部件的有限元分析 被引量:6
19
作者 平丽浩 王长武 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2006年第9期88-91,共4页
利用ANSYS W orkbench协同仿真平台,在轴承滚珠和滚道之间采用非线性接触,较好地模拟了转台组件中的轴承连接问题。通过对某大型雷达转台结构部件进行有限元结构静力分析和研究,给出了转台部件的位移和应力分布,以确定结构的安全性。在... 利用ANSYS W orkbench协同仿真平台,在轴承滚珠和滚道之间采用非线性接触,较好地模拟了转台组件中的轴承连接问题。通过对某大型雷达转台结构部件进行有限元结构静力分析和研究,给出了转台部件的位移和应力分布,以确定结构的安全性。在应力计算结果基础上,对转台进行了整体疲劳分析,指出了系统存在的薄弱环节。研究成果对转台设计优化有一定指导作用。 展开更多
关键词 雷达转台 有限元分析 结构分析 非线性接触 疲劳
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大跨越输电塔螺栓和法兰连接的有限元分析 被引量:8
20
作者 朱斌 高强 +2 位作者 许扬 魏旭 刘贞瑶 《苏州大学学报(工科版)》 CAS 2011年第1期43-46,共4页
以某大跨越输电塔工程为背景,利用ANSYS三维有限元分析软件建立了大跨越输电塔上螺栓和法兰连接的三维有限元模型。在考虑非线性接触的基础上,通过螺栓和法兰连接的接触问题在ANSYS中的实现,分析了螺栓和法兰连接在承受风载荷情况下的... 以某大跨越输电塔工程为背景,利用ANSYS三维有限元分析软件建立了大跨越输电塔上螺栓和法兰连接的三维有限元模型。在考虑非线性接触的基础上,通过螺栓和法兰连接的接触问题在ANSYS中的实现,分析了螺栓和法兰连接在承受风载荷情况下的强度问题,对ANSYS在螺栓和法兰连接接触模拟方面的实现具有借鉴意义。 展开更多
关键词 大跨越输电塔 有限元方法 预紧单元 非线性接触
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