框架结构整体平移托换节点有限元分析论文
框架结构体有限元分析
梁连接螺钉的力学处理
连接螺栓
显示墙框架
• 采用Ansys中的 MPC135连接单元专门 模拟螺钉的连接行为 • 根据实际情况约束连接 部分的移动自由度，但 旋转自由度不加限制 • 螺钉连接的点之间可以 耦合成零距离
RotX,RotY,Rot Z无约束 无
UX,UY, UZ约束
刚性杆，中间杆 距可以为极限小
梁在J节点处的单元坐标系下的剪力， 其值相当于实际连接耦合点的螺钉拉力
AUG 19 2004 04:14:02
安全！
Y
Z X
远小于5652N
-1167 -907.932
-648.523 -389.114
-129.705 129.705
389.114 648.523
907.932 1167
SHOW WALL STATIC ANALYSIS
静态模拟地震 显示屏产生100倍自重加载
AUG 19 2004 03:45:40
Z X Y
静态模拟地震： 地震波受力转换为 超重静力载荷
SHOW WALL STATIC ANALYSIS
梁表面最大拉应力分析
1
ELEMENT SOLUTION STEP=1 SUB =1 TIME=1 SMAXJ (NOAVG) DMX =18.928 SMN =.038678 SMX =58.961 AUG 19 2004 04:06:16
拉应力
最大压 应力
M
M
适应MXN的显示墙框架模型
1
ELEMENTS AUG 19 2004 00:15:32
2X2 显 示 墙
1
ELEMENTS AUG 19 2004 00:43:48
Z Y X SHOW WALL STATIC ANALYSIS
建筑物整体平移托换结构节点受力性能试验研究的开题报告
建筑物整体平移托换结构节点受力性能试验研究的开题报告一、题目建筑物整体平移托换结构节点受力性能试验研究二、研究背景和意义对于一些需要整体搬迁或移动的建筑物，传统的方法往往是采用分段移动的方式，这种方式需要大量的时间和人力物力的投入，而且存在着一定的安全隐患。
相比之下，使用整体平移托换结构可以实现建筑物的整体移动，不仅可以减少时间和人力成本，还可以提高移动的安全性和精确度。
而建筑物整体平移托换结构中的节点受力性能是整个结构移动的重要保障。
因此，对于建筑物整体平移托换结构节点受力性能的研究能够为建筑物整体搬迁提供科学的理论基础和可靠的技术支撑。
三、研究内容和技术路线研究内容：1.整体平移托换结构节点的力学特性研究：对于整体平移托换结构中的节点进行力学特性测试，获得节点的受力性能数据，为后续设计提供基础数据。
2.节点受力性能试验研究：通过设计不同的节点试验样板，研究节点在不同受力状态下的变形和承载能力，探究节点在整体平移过程中的力学性能变化。
3.整体平移托换结构节点受力性能数值模拟分析：结合试验数据，建立整体平移托换结构节点受力性能的数值模型，分析节点在不同受力状态下的变形和承载能力，探究节点的受力机理。
技术路线：1.文献调研和信息搜集通过阅读相关的文献和资料，获取整体平移托换结构节点受力性能研究的基本理论和研究现状，并对现有的试验方法和测试仪器加以了解。
2.节点受力性能试验设计根据节点的结构特点和受力方式，设计节点受力性能试验方案，并确定试验参数和测试仪器等。
3.试验数据处理和分析对节点受力性能试验数据进行处理和分析，绘制力学性能曲线，并进行力学性能参数计算和对比分析。
4.受力性能数值模拟分析结合试验数据，利用有限元软件建立整体平移托换结构节点受力性能的数值模型，进行力学性能的数值模拟分析，并进行与试验数据的对比分析。
四、预期成果1.建筑物整体平移托换结构节点的受力机理和力学性能特点研究成果；2.建筑物整体平移托换结构节点受力性能试验方案和数据处理分析方法的建立；3.建筑物整体平移托换结构节点受力性能数值模拟分析的研究成果；4.相关科技论文的发表和学术会议上的宣讲。
有限元分析论文写作范文(专业推荐6篇)
有限元分析论文写作范文（专业推荐6篇）车架作为汽车的承载基体，安装着发动机、传动系、转向系、悬架、驾驶室、货厢等有关部件和总成，承受着传递给它的各种力和力矩。
车架工作状态比较复杂，无法用简单的数学方法对其进行准确的分析计算，而采用有限元方法可以对车架的静动态特性进行较为准确的分析，从而使车架设计从经验设计进入到科学设计阶段。
以下是我们为你准备的6篇有限元分析论文，希望对你有帮助。
有限元分析论文范文第一篇：油罐运输车的有限元分析及优化摘要：为验证油罐运输车的结构强度是否满足使用要求，运用有限元仿真分析方法分别建立其弯曲、扭转、紧急制动3种工况的模型并进行了最大应力分析。
结果显示，罐体结构的应力小于材料的屈服应力，在满足使用要求的基础上，采用尺寸优化分析方法减薄罐体的厚度可实现轻量化。
关键词：油罐运输车；有限元分析；尺寸优化伴随着世界经济持续发展，石油、天然气的需求逐步增加，油罐车作为短途运输交通工具发挥着重要的作用。
存在部分结构不合理和整车质量过重现象及潜在运输的危险性，同时使得运输成本增加。
因此基于CAD/CAE技术对整车进行结构分析与轻量化设计,可以提高产品的科技含量，为企业以后的生产提供设计指导。
1罐车有限元模型的建立1.1单元类型的选择罐体单元主要采用单元类型中的壳单元来划分网格，车架部分由于用梁单元不能分析应力集中问题，所以同样采用壳单元来划分车架网格，这样可以准确地得出分析结果。
罐体的单元选用四边形壳单元（QUAD4），在几何形状复杂的位置可以采用少量的三角形单元（TRIA3）来过渡，以满足总体网格质量的要求，通常要求三角形单元占总单元数的比例不超过5%【2】.罐体以及车架的单元全部为10mm尺寸单元。
1.2罐体与车架连接方式罐体与前后封头、罐体与防波板以及加强板与相应连接部件之间用节点耦合的方式模拟焊接。
大梁与副车架之间的连接采用ACM单元。
ACM单元模拟的是一种特殊的焊接方法（AreaContactMethod），不同于刚性单元结点连接的方法。
有限元分析实例范文
有限元分析实例范文假设我们正在设计一个桥梁结构，希望通过有限元分析来评估其受力情况和设计是否合理。
首先，我们需要将桥梁结构进行离散化，将其分为许多小的有限元单元。
每个有限元单元具有一定的材料性质和几何形状。
接下来，我们需要确定边界条件和加载条件。
例如，我们可以在桥梁两端设置固定边界条件，然后通过加载条件模拟车辆的载荷。
边界条件和加载条件的选择需要根据实际情况和设计要求来确定。
然后，我们需要选择适当的有限元模型和材料模型。
有限元模型选择的好坏将直接影响分析结果的准确性。
材料模型需要根据材料的弹性和塑性性质来选择合适的模型。
接下来，我们可以使用有限元软件将桥梁结构的离散化模型输入计算。
有限元软件将自动求解结构的受力平衡方程，并得出结构的应力和位移分布。
通过分析这些结果，我们可以评估桥梁结构的强度、刚度和稳定性等性能。
最后，根据有限元分析结果进行设计优化。
如果发现一些部分的应力过大，我们可以对设计进行调整，例如增加材料厚度或增加结构的增强筋。
通过不断优化设计，我们可以得到一个满足强度和刚度要求的桥梁结构。
需要注意的是，有限元分析只是工程设计中的一个工具，分析结果需要结合实际情况和工程经验来进行判断。
有限元分析的准确性也取决于离散化的精度、边界条件和材料模型等的选择。
总之，有限元分析是一种重要的工程分析方法，可以用于评估结构的受力情况和设计是否合理。
通过有限元分析，我们可以优化结构的设计，提高结构的性能和安全性。
希望以上例子对你对有限元分析有所了解。
有限元法在框架优化设计中的应用
有限元法在框架优化设计中的应用【摘要】钢筋混凝土框架结构是我国目前各种建筑类型中使用最普遍的结构形式之一。
本文就结构优化理论的发展进程，利用有限元法的分析功能对框架结构进行优化设计，为结构优化分析在实际工程中的应用，节省建筑材料和降低造价，探索一条新的解决问题的途径。
【关键词】有限元；框架；优化设计有限元法是利用计算机进行运算的一种数值分析方法，它的主要内容包括两部分：一是结构单元分析，即分析杆件单元的力学特性，其二是结构分析，也就是将众多离散的单元集合成全结构单元计算模型，再根据计算模型列出全结构模型的矩阵方程。
建筑框架结构形式主要采用梁柱杆件等刚接组合而成为空间体系，它的主要特点是：①约束条件多：从杆件局部尺寸约束到全结构强度刚度约束，从构件单元约束到全结构体系约束，从正常使用状态下的弹性约束到极限状态下弹塑性约束等多特点、多种类的约束条件大大增加了优化方法的难度；②变量参数多：框架结构的构件尺寸、截面类型、受力特征等都可能成为优化设计的变量，再加上框架结构构件超静定受力条件复杂，且相互影响较多，一定程度上导致优化工作量的大量增加。
本文利用框架结构杆件截面尺寸作为离散变量，把数学规划法和有限元结构分析法相结合，对框架结构进行优化设计。
1.实体结构的简化要求正常使用情况下框架结构的受力变形是以弯曲变形为主，本文以框架结构的体积作为目标函数，把结构的截面尺寸做为变量参数。
通过施加内外作用力求得各个构件的内力，随后对构件截面进行优化设计。
为了详细说明优化方法的特点，先要对框架结构做一些简化：（1）设定适宜的配筋率：在框架结构中，钢筋的影响是非常大的，因此在目标函数中一定要考虑钢筋的影响，为了简化工作量，我们把构件截面设定适宜的配筋率。
本文中结构截面均取2.5%的配筋率。
（2）调整参数变量的优化步幅：优化的步幅决定了离散变量最优解偏离精确度的程度，参数变量寻优的速度也和优化步幅的大小有关，因此在寻优过程中各参数步幅必须可调。
汽车车架的有限元分析毕业设计论文
汽车车架的有限元分析院系机械工程系专业机械设计制造及其自动化班级学号姓名指导教师负责教师沈阳航空航天大学2013年6月摘要车架是汽车上重要的承载部件，车架结构性能的好坏直接关系到整车设计。
传统的设计方法已经无法满足现代汽车设计的要求，通过有限元法对车架结构进行性能分析，并对车架结构进行优化，对提高整车的各种性能，降低设计与制造成本，增强市场竞争力等都具有十分重要的意义。
本文的重点是：以有限元静态分析、动态分析为基础，完成了从车架三维建模到有限元分析的整个过程，得出了车架在典型工况下的应力分布和变形结果及它在自由约束状态下的前20阶固有频率和振型。
关键词：车架；ANSYS；静力分析；模态分析；AbstractThe frame is an important part which bears the weigh of whole car, the quality of the structural performance of the frame is relate to the car which is designed. The traditional design method has not been the request of designing in modern car Through the finite element method, we carry on the analysis of performance to the frame structure and optimize the frame structure, It is important to improve various performance of the completed car, decrease the design of cost, strengthen the competitiveness of market .The main idea of the article :Based on static analysis of finite element, modal analysis, we have finished the whole course that is analyzed from three-dimensional modeling of the frame to finite element .Then we have obtained the stress of the frame under the typical operating mode and is distributed in the first 20 steps of natural frequency and shaking type that restrain from under the state freely with result and it out of shape .Key words：Frame；ANSYS；Static Analysis；Modal Analysis；目录摘要 (I)1绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2论文选题的意义 (1)1.3有限元法在车架结构设计中的应用现状 (2)1.3.1车架结构设计与分析的概述 (2)1.3.2车架结构有限元模型的形式 (2)1.3.3车架结构有限元分析类型 (3)1.3.4有限元法在车架结构分析中存在的问题 (4)1.4本文的主要研究内容 (4)2车架三维模型的建立 (5)2.1CATIA软件的简介 (5)2.1.1关于CATIA (5)2.1.2关于CATIA V5 (5)2.1.3CATIA的主要功能模块 (6)2.2车架草图的绘制 (7)2.3车架零件图的绘制 (8)3车架有限元模型的建立 (10)3.1ANSYS软件的介绍 (10)3.1.1ANSYS的发展概述 (10)3.1.2ANSYS的主要特点 (10)3.1.3ANSYS的主要功能 (11)3.1.4ANSYS的结构分析文件 (11)3.1.5ANSYS单元库构成体系 (11)3.1.6ANSYS中的耦合与约束方程 (12)3.1.7ANSYS求解器简介 (12)3.2车架有限元计算模型的建立 (13)3.3悬架模型的建立 (16)4.1车架设计中应用的有限元法 (19)4.1.1车架设计分析概述 (19)4.1.2有限元法在汽车车架设计分析中的应用 (20)4.2汽车车架的静力分析 (20)4.2.1汽车车架静力分析的典型工况 (20)4.2.2载荷加载的处理 (21)4.2.3车架静力分析过程 (22)4.2.4车架结构静力分析结果 (26)4.2.5车架结构静力分析结果评价 (27)4.3车架结构模态分析过程 (27)总结 (32)参考文献 (33)致谢 (34)1绪论计算机的出现给社会带来了巨大的改变，同时也为工程结构的设计、制造提供了强有力的工具。
建筑联合体整体平移处理技术的探讨
建筑联合体整体平移处理技术的探讨引言：建筑物的整体平移，是一项技术要求较高，具有一定风险性的工程，要求通过平移和转动，不仅使移位后的建筑物能满足规划、市政方面的要求，而且还不能对建筑物的结构造成损坏，应当尽量给予补强和加固，同时要降低工程造价。
1 建筑物整体平移的基本原理建筑物平移的基本原理就是在建筑物基础顶部或底部设置托换结构，在地基上设置行走轨道，利用托换结构来承担建筑物的上部荷载，然后，在托换结构下将建筑物的上部结构与原基础分离，在水平牵引力（顶推）力或竖向顶升力的作用下，使建筑物通过设置在托换结构上的托换梁沿轨道梁相对移动。
2 建筑联合体平移中的基础处理技术建筑物整体平移首先必须将建筑物与原有基础完全断开，并用一个移动基盘替代，同时需要进行新的地基处理、基础设计和施工设计，最后将上部结构平移到新的基础上。
2.1 平移前對旧基础的改造由于建筑物平移前的基础与上部结构是一个整体，为了满足建筑物移动的需要，在平移前必须对旧基础进行改造，它包括：（1）挖出原有基础并根据平移要求进行改造；（2）设置滚动支座，建造托换底盘；（3）采用圆木对上部结构进行加固；（4）把上部结构的墙体或柱与原基础进行分割。
2.2 移动基盘的设计2.2.1 设计原则（1）基盘的整体刚度由于上部结构的功能和型式不同，基盘的整体刚度必须足以抵抗平移过程的推、拉作用不协调引起的附加内力，以及上部结构不均匀的重量分布。
（2）基盘的行走梁它不仅承受上部结构的重力及滚轴引起的局部承压作用，而且还要承受平移过程中由于行走轨道面起伏不平或局部变形引起的动力冲击作用。
（3）基盘的抗冲切能力被移动建筑物框架柱与原基础断开后，移动基盘必须承受框架柱下传的集中力，因此，在设计中必须考虑基盘的抗冲切能力。
（4）加强沉降缝处基盘整体性的构造措施。
（5）考虑上部结构与地下室同时整体平移。
2.2.2 移动基盘的设计基于上述设计原则和本项工程的特点（部分设有地下室，建筑物基础底面标高相差2.7 m），同时考虑结构的空间扭曲效应，平移基盘结构采用空间框架结构型式。
工程结构分析专业毕业设计论文：基于有限元分析的混凝土框架结构设计优化研究
工程结构分析专业毕业设计论文：基于有限元分析的混凝土框架结构设计优化研究混凝土框架结构设计优化研究摘要：本文基于有限元分析方法，对混凝土框架结构进行设计优化研究。
通过分析研究背景、意义、目的、方法、步骤、未来发展方向、结果和结论等详细结构和内容，旨在提高混凝土框架结构的安全性、经济性和适用性。
一、研究背景随着城市化进程的加速和建筑业的快速发展，混凝土框架结构在建筑工程中得到了广泛应用。
然而，在实际工程中，混凝土框架结构面临着诸多问题，如结构不稳定性、安全性不足和经济效益不高等。
因此，对混凝土框架结构进行设计优化具有重要意义。
二、研究意义对混凝土框架结构进行设计优化研究具有以下意义：1. 提高结构安全性：通过优化设计，可以增强混凝土框架结构的承载能力和稳定性，提高结构的安全性能。
2. 降低结构成本：通过优化设计，可以降低混凝土框架结构的施工成本，提高项目的经济效益。
3. 提高结构适用性：通过优化设计，可以提高混凝土框架结构的适应性和使用性能，满足不同工程需求。
三、研究目的本研究旨在明确以下问题：1. 如何利用有限元分析方法对混凝土框架结构进行设计优化？2. 如何提高混凝土框架结构的安全性、经济性和适用性？3. 如何将有限元分析方法应用于实际工程中？四、研究方法本研究将采用以下方法：1. 文献回顾：对混凝土框架结构的设计优化相关领域的文献进行综述，分析已有研究存在的不足并提出本研究的创新点。
2. 理论分析：基于有限元分析方法，对混凝土框架结构进行理论分析和计算，探究结构的设计优化方案。
3. 数值模拟：利用有限元软件，对混凝土框架结构进行数值模拟和分析，验证设计优化方案的可行性。
4. 工程实践：将优化后的混凝土框架结构应用于实际工程中，验证其安全性和经济性。
五、研究步骤本研究将按照以下步骤进行：1. 文献研究和回顾，明确研究现状和存在的问题。
2. 理论分析和计算，探究混凝土框架结构的设计优化方案。
3. 利用有限元软件进行数值模拟和分析，验证设计优化方案的可行性。
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框架结构整体平移托换节点有限元分析
摘要：框架整体平移中框架柱的托换节点设计是移位技术的关键。
目前，四面包裹式托换由于其自身力学性能优越且施工方便，是国内平移工程中普遍应用的框架柱托换方式。
本文基于课题组托换节点试验研究，利用abaqus有限元分析软件，采用混凝土损伤塑性模型，对钢筋混凝土托换节点进行非线性有限元分析，得到托换节点的变形和受力曲线，并与试验结果进行对比。
结果显示，有限元分析可以很好地模拟出托换节点的破坏过程。
关键词：托换节点；有限元分析；弹塑性损伤模型；
中图分类号： [o242.21]文献标识码：a 文章编号：
建筑物整体平移技术是指在保持房屋整体性和可用性不变的前提下，将其从原址移到新址，它包括纵横向移动、转向或者移动加转向［［1］。
其中，托换是建筑物平移技术的关键，它实现了建筑物切断和平移过程中将结构荷载有效地传递到下轨道梁上去。
在框架结构平移中，随着房屋层数的增加和柱距的加大，对托换结构设计的要求也越高。
因此对托换节点受力性能的研究是十分必要的。
本文首先基于课题组托换节点试验研究［2］，利用abaqus有限元分析软件，对钢筋混凝土托换节点进行非线性有限元分析，与试验结果进行对比。
1 试验概况
课题组共设计了16组试件，具体可参见文献［2］。
在试验过程中，将预留的混凝土立方体试块在压力试验机上加载,测得加载试
验时混凝土的立方体抗压强度。
绑扎托换梁钢筋时，留出相应钢筋试样，并做单向拉伸试验，测得钢筋的力学性能。
本文仅选取受弯破坏节点jd9和剪切破坏节点jd12进行有限元分析，其相关设计参数可参见文献［2］。
2 托换节点有限元分析
本文利用有限元软件abaqus,对托换节点jd9和jd12进行非线性分析。
钢筋混凝土采用分离式建模形式：混凝土采用c3d8r单元，钢筋采用t3d2单元,二者采用embedded命令连接。
结合面处混凝土单元尺寸为0.02m，其余混凝土单元尺寸为0.04m，钢筋单元尺寸为0.04m。
由于试验中梁柱结合面滑移量很小，因此在模拟中结合面处采用不滑移不脱开的连接形式。
试验加载中，采用滚轴作为支座。
在有限元模拟中，为避免模型产生刚体位移，在支座处采用简支模拟。
为防止受力过程中混凝土单元出现局部应力集中，在支座处和柱端加载处加一钢垫板，其弹性模量远大于混凝土弹性模量，钢垫板与混凝土单元采用tie命令绑定。
模型采用轴心力加载方式，加载力大小同试验中节点的破坏荷载。
2.1模型参数
在模拟中，考虑到托换节点中的钢筋主要受单调荷载作用，采用abaqus提供的等向弹塑性强化模型［3］。
计算中采用的钢筋的弹性模量为2×105mpa，泊松比为0.3。
钢筋型号、屈服强度，极限强度和伸长率见文献［2］。
当钢筋未达到屈服强度时，其应力-应变
关系为一条过原点且斜率为弹性模量的直线；当钢筋应力超过其屈服强度时，直线斜率减小。
混凝土采用损伤塑性模型［4］。
计算中混凝土的立方体抗压强度来自文献［2］中提供的试验结果。
混凝土的泊松比取0.2。
梁混凝土的初始弹性模量取3.6×104mpa，抗拉峰值应力取2.85mpa，抗压峰值应力取38.5mpa。
柱混凝土的弹性模量取3.35×104mpa，抗拉峰值应力取2.51mpa,抗压峰值应力取29.6mpa。
混凝土在静力作用下的单轴应力-应变关系根据混凝土结构设计规范(gb50010-2010)附录c提供的公式计算获得［4］。
2.2 与试验结果对比
有限元计算得到的托换节点中托换梁跨中荷载-位移曲线与试验结果对比如图1所示。
试验中，试件jd9在120kn荷载作用时，托换梁跨中出现受弯裂缝，此后试件变形相对于荷载成非线性增加；240kn以后，托换梁的变形迅速增大；当荷载达到285kn时，百分表无法稳定。
由计算得到的变形图中可以明显看出托换节点的三个工作阶段：在125kn之前，模型基本处于弹性工作阶段；当荷载达到125kn~225kn，变形量相对于荷载呈非线性增加；225kn之后，变形量较前两阶段发展迅速。
试件jd12在250kn时，托换梁支座处产生初始裂缝；当荷载为250kn~800kn时，初始裂缝发展为斜裂缝，但此阶段托换梁的变形较小；在800kn时托换梁产生冲切型腹剪斜裂缝，此裂缝出现后托换梁变形量发展迅速，最终导致试件在1500kn时突然剪切破坏。
从计算变形图中可以看出，jd12在荷载达到750kn之前变形很小，
且基本处于线性阶段。
其后变形曲线出现拐点，变形量的发展较前一阶段明显加快。
图1a jd9托换梁跨中荷载-位移关系对比图1b jd12托换梁跨中荷载-位移关系对比
3 结论
本文采用混凝土损伤塑性模型，对钢筋混凝土托换节点和托换梁进行非线性有限元分析。
通过对比试验结果，可以得出以下结论：(1) 通过对比试验和有限元分析得到的试件变形曲线和钢筋应变曲线，说明本文采用的混凝土模型和钢筋模型可以比较有效的模拟出托换节点的破坏过程。
模型开裂、进入破坏阶段对应的荷载以及最终破坏荷载与试验结果吻合较好。
(2) 通过对比托换节点和其托换梁的变形曲线，说明托换节点具有空间效应：在相同条件下，托换节点的变形要小于相同条件下托换梁的变形。
参考文献
［1］张鑫，贾留东，魏焕卫，夏风敏.建筑物平移与纠倾技术［m］.北京：中国水利水电出版社，
2008.4.
［2］张鑫，贾留东，夏风敏，王恒，谭天乐，司道林，李玉平.框架柱托换节点受力性能试验研究［j］.建筑结构学报，
2011,32(11):89-96
［3］ abaqus analysis users’ manual.abaqus inc.2011
［4］中华人民共和国国家标准.gb50010-2010混凝土结构设计规范［s］.北京：中国建筑工业出版社,2010.。