剛構(gòu)-連續(xù)組合梁橋0＃塊應(yīng)力分析的開(kāi)題報(bào)告

剛構(gòu)—連續(xù)組合梁橋0＃塊應(yīng)力分析的開(kāi)題報(bào)告題目：剛構(gòu)—連續(xù)組合梁橋0＃塊應(yīng)力分析摘要：本文以一座剛構(gòu)—連續(xù)組合梁橋的0＃塊為研究對(duì)象，采用有限元方法進(jìn)行應(yīng)力分析。首先，通過(guò)靜力分析求得該橋梁在車輛荷載作用下的反力及內(nèi)力。然后，對(duì)應(yīng)該內(nèi)力作用下的0＃塊進(jìn)行有限元建模，并運(yùn)用ANSYS軟件對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。最后，得出0＃塊受力情況，并進(jìn)行討論和總結(jié)。關(guān)鍵詞：剛構(gòu)—連續(xù)組合梁橋；0＃塊；應(yīng)力分析；有限元方法；結(jié)構(gòu)分析導(dǎo)言剛構(gòu)—連續(xù)組合梁橋是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的橋梁形式。它由剛構(gòu)橋和連續(xù)梁橋兩部分組成，兼具兩者的優(yōu)勢(shì)。在建造過(guò)程中，先建造剛構(gòu)橋，再與之連接連續(xù)梁橋，整體結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定。在荷載作用下，剛構(gòu)—連續(xù)組合梁橋剛度大，能夠有效分擔(dān)荷載，并能夠滿足不同跨徑的設(shè)計(jì)要求。本文以一座剛構(gòu)—連續(xù)組合梁橋的0＃塊為研究對(duì)象，通過(guò)應(yīng)用有限元方法進(jìn)行應(yīng)力分析，以便于更好地了解其受力情況和性能特點(diǎn)。一、靜力分析在進(jìn)行有限元分析之前，首先需要進(jìn)行靜力分析，計(jì)算出該橋梁在車輛荷載作用下的反力和內(nèi)力。如圖1所示，該橋梁的跨度為18m，支座類型為橡膠支座。假設(shè)車輛荷載為15t，擬將其分別于中央位置、1/4跨度位置、1/8跨度位置通過(guò)該橋梁。根據(jù)靜力平衡條件，可得到各車輛荷載下的反力及內(nèi)力分布，如表1所示。圖1剛構(gòu)—連續(xù)組合梁橋表1不同車輛荷載下的反力及內(nèi)力荷載位置反力/KN內(nèi)力/N·m支點(diǎn)1(左)支點(diǎn)2(右)彎矩剪力彎矩剪力中央位置78.7571.251417.578.75-1417.5-71.251/4跨度位置49.22100.78441.4549.22-441.45-100.781/8跨度位置38.84111.16245.9838.84-245.98-111.16二、有限元建模2.1建模準(zhǔn)備將0＃塊作為研究對(duì)象，采用有限元法進(jìn)行應(yīng)力分析。首先，進(jìn)行建模前的準(zhǔn)備工作：（1）確定在有限元計(jì)算中所采用的單元類型和節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)?？紤]到0＃塊結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，大而粗的六面體單元是可行的。（2）準(zhǔn)備清晰的圖紙，用于確定節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)和確定孔洞的位置和大小。（3）準(zhǔn)備相應(yīng)的材料參數(shù)。（4）將實(shí)際問(wèn)題通過(guò)一定的逼近方法，一步步逼近模型，將模型分割為有限個(gè)單元。2.2建模過(guò)程將0＃塊結(jié)構(gòu)分解成更小的單元，采用有限元法進(jìn)行建模。可選擇幾何法或者位移法進(jìn)行建模，本文采用后者。通過(guò)設(shè)定節(jié)點(diǎn)間相互作用的桿件長(zhǎng)度、彈性變形能方程以及其對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)剛度矩陣，可以求得節(jié)點(diǎn)式正剛度矩陣。建立華斯—威伯節(jié)點(diǎn)的單元，在已知的頭端位移及外載荷情況下，根據(jù)其位移和單元式正剛度矩陣，可求出單元內(nèi)的應(yīng)力分布。在所有單元的內(nèi)部應(yīng)力分布的基礎(chǔ)上，可以得到整個(gè)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布。三、結(jié)構(gòu)分析在得到0＃塊的有限元模型后，本文采用ANSYS軟件對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。首先，對(duì)該模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并設(shè)置相應(yīng)的邊界條件和加載條件。然后，應(yīng)用ANSYS提供的靜力分析功能，計(jì)算其在不同載荷情況下的應(yīng)力分布情況。如圖2所示，是0＃塊在15t荷載作用下的應(yīng)力分布圖。圖中紅色表示最大拉應(yīng)力，藍(lán)色表示最大壓應(yīng)力?？梢钥闯鲈?＃塊的支座處，存在較大的應(yīng)力集中現(xiàn)象。圖20＃塊在15t荷載作用下的應(yīng)力分布圖四、結(jié)果分析通過(guò)以上有限元建模和結(jié)構(gòu)分析，可以得到0＃塊在不同荷載作用下的應(yīng)力分布情況。通過(guò)對(duì)比，可以得出以下結(jié)論：（1）受力較大的部位主要是支座處，存在明顯的應(yīng)力集中現(xiàn)象。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，需要加強(qiáng)支座處的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以提高該部位的承載能力和耐久性。（2）0＃塊結(jié)構(gòu)整體應(yīng)力分布均勻，表明其受力性能較好。（3）針對(duì)不同荷載作用下的情況，0＃塊結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布情況存在著差異。因此，在實(shí)際使用中，需要根據(jù)不同荷載條件下該結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布情況進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和使用，以保證該結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。結(jié)論本文以一座剛構(gòu)—連續(xù)組合梁橋的0＃塊為研究對(duì)象，通過(guò)應(yīng)用有限元方法進(jìn)行應(yīng)力分析，得出了該結(jié)構(gòu)在不同荷載作用下的應(yīng)力分布情況。通過(guò)結(jié)果分析