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异性弯梁桥有限元法模拟方法研究
| 论文题名： | 异性弯梁桥有限元法模拟方法研究 |
| 关键词： | 异性弯梁桥;腹板受力;剪力滞;交通荷载;电脑辅助设计;有限元模拟 |
| 摘要： | 随着有限元技术及界面的不断完善,土木工程领域对CAD(电脑辅助设计程序)的依赖不断增加,而模型的建立目前缺乏统一指导,往往是根据工程师们自己对有限元及规范的认识进行近似模拟,因此模型的主观色彩较强,对实际结构模拟的近似度也参次不齐,再加上目前弯梁桥设计缺乏相应的指导规范,因此引发了笔者对弯桥设计的担忧。目前国内针对弯梁桥的设计主要通过有限元软件,按照梁格法理论建模,通过考虑荷载的横向分布,以模拟弯梁桥的各腹板受力性能。梁格法模型较单梁更为复杂,边界条件及单元截面特性模拟的准确性将直接影响梁格法的计算结果,而业界尚无统一的梁格法模拟标准,同时由于梁格法对剪力滞,截面的畸变效应无法充分考虑,因此如何正确的利用梁格法,准确的建立模型并得到准确的计算结果,是设计重点关注的一个问题。笔者将以实体单元为参照,通过对比不同桥梁参数对弯桥受力的影响,提出正确的梁格法建模方法,设计者可直观的参照其规律来检验模型的准确性,另外,对于所有半径的斜弯桥均采用梁格法建模是否有必要,也是本文深入研究的内容。 文章首先介绍了目前弯桥研究的进展情况,概述了弯桥研究的相应设计理论及计算依据,阐述了单梁与梁格模型在对结构分析时存在的不足与缺陷,提出了设计者基于两种方法的计算结果的疑虑。 接着,总结了基于各种理论基础的弯桥研究计算方法及弯桥受力表现出明显不同于直桥的特点:弯曲和扭转耦合,内外梁体受力不均匀、剪力滞及畸变对梁体的作用,在设计中应该充分认识到这些因素对抗扭稳定的影响。 最后,本文运用Midas FEA、Civil分析弯梁桥的反力、应力,分别用单梁、梁格单元、实体单元模型模拟了不同半径的弯桥,通过对比不同模拟方式下弯桥在荷载作用下的支座反力和应力及,详细阐述了采用有限元软件模拟弯桥的准确方法,并在此基础上总结了弯桥反力及各控制截面的应力与桥梁参数的规律,以供设计者对桥梁模型准确性的参考。 |
| 作者： | 刘睿星 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 陈世民 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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