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關注創建者：辰巳午未 創建時間：2020-03-12
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材料力學下冊課程合集（包含講解與例題）
（1）動載荷的概念 （2）構建具有簡單慣性力是的動載荷問題 （3）構件受沖擊時的動載荷問題 （4）例題講解 八、交變應力 （1）交變應力與疲勞破環的概念 （2）循環的基本特征和疲勞極限 （3）影響疲勞極限的主要因素 （4）構件的疲勞強度計算 九、應變能 （1）應變能的概念 （2）變形能的普遍表達式 （3）單位載荷法（莫爾積分） 十、互等定理 （1）圖形互成法-圖乘法
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Hypermesh+Nastran計算原點動剛度IPI
IPI(Input Point Inertance) 分析即源點導納分析，也叫源點動剛度分析。 該分析是頻響分析的一種，在結構某個點上施加單位簡諧激振力，測得該點的加速度響應或位移響應，根據響應幅值的大小來評價該位置在動載荷作用下的局部剛度。
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為檢驗加固質量、綜合分析判斷大旺大橋的承載能力和廣東省肇慶市大旺綜合經濟開發區大旺大橋第17 跨剛架拱橋靜動載試驗報告 依 據使用條件，盡快解除交通限制，業主單位委托我公司對大旺大橋第17 跨剛架拱橋，第18 跨中承式吊桿拱橋，第19 跨剛架拱橋進行靜動載試驗。
本報告為大旺大橋第17 跨剛架拱橋靜動載試驗報告。該跨采用弦桿和節點粘貼鋼板，加大實腹段和拱腿截面，拱頂新增一道橫系梁加固。
本例中將學習在radioss/optistruct中對一個支架模型進行直接瞬態動力學分析，觀察在瞬態動載荷作用下的支架變形特性。支架底部的兩側約束，瞬態動載荷（隨時間變化的動載荷）施加在頂部的珊格交叉點處，沿Z軸的負方向圍繞孔中心的平面。集中單元的質量定義在支架的中心位置并輸出孔中心位置上X、Y、Z三個方向的位移曲線。
支架有限元模型（含約束和加載）
支架VonMises應力云圖
孔中心位置的位移圖
孔中心位置的X/Y/Z位移圖
具體操作步驟及模型文件見附件。
展開 中山市三座橋梁靜動載試驗報告
受中山市共用事業局的委托，鐵道部科學研究院佛山院于2000年11月6日~11月10日對跨越歧江的人民大橋、歧江橋、員峰橋等三座舊橋進行了靜動載評估試驗。
一、人民大橋
1. 橋梁基本情況
人民大橋位于中山市中山一路跨越歧江水道處，由兩座獨立橋組成，橋長275m。其中一座橋建于七十年代初(本報告稱之為舊橋)，系鋼筋混凝土雙曲拱橋，橋面寬8.94m，主拱跨度80m，主拱由5條鋼筋混凝土矩形拱肋組成，腹拱圈凈跨5.5m，矢高0.75m，采用預制構件拼裝施工，腹拱圈為平鉸連接的三鉸拱或二鉸拱；另一座橋建于1986年(本報告稱之為新橋)，為鋼筋混凝土肋箱式拱橋，橋寬8.0m，主拱跨度80m，主拱由6條鋼筋混凝土箱形肋拱組成，腹拱圈凈跨5.5m，矢高0.917m，采用預制構件拼裝施工，腹拱圈為平鉸連接二鉸拱。
該橋修建年代較早，橋梁結構部件已不同程度地出現損傷，且設計及竣工資料不全、設計荷載等級不明確等。為了解該橋的受力性狀及承載能力，受中山市共用事業局的委托，鐵道部科學研究院佛山院于2000年11月6日~11月8日對該橋進行了橋梁檢查及靜動載評估試驗。
2. 橋梁檢查及靜動載評估試驗依據
(1)《公路橋涵設計規范》(1989年合訂本)；
(2)《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土設計規范》JTJ023-85
(3)《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》
(4)《舊橋檢測、評估、加固技術的應用》
(5)中山市人民大橋竣工圖資料(湛江公路局大橋工程處 1986年1月)
3. 橋梁檢驗的目的、內容及測點布置
3.1 橋梁檢驗的目的
本次橋梁檢驗工作包括橋梁檢查和靜動載試驗。
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</figure><p class="ql-align-center"><strong>作品名稱：強動載作用下拱壩動態響應和損傷破壞的數值模擬研究</strong></p><p class="ql-align-center"><br></p><p class="ql-align-center"><strong>作者： 錢敬業 | 同濟大學</strong></p><p class="ql-align-center"><br></p><p class="ql-align-center"><strong><em>關鍵詞：</em></strong><em>強動載，水下爆炸，拱壩，損傷破壞，數值模擬</em></p><p><strong>作者說</strong></p><p>在實際計算中發現Ansys LS-DYNA軟件憑借其深度優化的多核并行架構，服務器級別CPU（如本工作使用的AMD EPYC系列處理器）的性能得以充分發揮，為超大規模有限元模型的計算提供可能性，推動精細化仿真成為行業趨勢。配套的LS-PrePost前處理軟件可以實現復雜模型快速構建與網格優化，其中的S-ALE法有效減少了計算域的建立難度并顯著降低了K文件的大小，并行加速比高達0.9，保障了大規模算例的穩定高效求解。
展開 6．動載試驗
在第二跨和第六跨的L/2、L/4等處放置速度傳感器，并利用跨中下緣靜態應變測點作為動應變測點，進行動載試驗。
6.1脈動試驗
采用高靈敏度的傳感器和放大器測量橋梁在環境振動作用下的振動，然后對記錄到的數據進行多次平均譜分析，以改善信號譜分析的精度，得到結構的自振頻率等參數。
6.2無障礙行車試驗
5.3.4裂縫觀測
在各工況試驗汽車荷載作用下，觀測最大正彎矩是否有裂紋產生，如有裂紋產生，觀測裂紋產生時間，裂紋寬度和分布。
6．動載試驗
在第二跨和第六跨的L/2、L/4等處放置速度傳感器，并利用跨中下緣靜態應變測點作為動應變測點，進行動載試驗。
6.1脈動試驗
采用高靈敏度的傳感器和放大器測量橋梁在環境振動作用下的振動，然后對記錄到的數據進行多次平均譜分析，以改善信號譜分析的精度，得到結構的自振頻率等參數。
6.2無障礙行車試驗
用兩輛30t的汽車分橋以20km/h、30m/h、40km/h的速度勻速通過橋跨結構。測定跨中豎向振移及沖擊系數。
6.3有障礙行車試驗
在跨中橋面設置高度為15cm的三角形木板，使一輛30t后輪停在其頂部，然后突然下落。測定跨中豎向振移。
7．試驗要求
7.1荷載試驗前必須對所有的加載車輛進行稱重。要求量測儀器的精度用于靜載測量的不大于預計測量值的5%，用于動態測量的不大于預計測量值的10%。
7. 2靜載試驗時，汽車進入加載區域后時速不得超過5公里，以免對橋梁結構產生額外的沖擊。
7. 3若在加載試驗過程中發生下列情況之一則立即終止加載試驗：
7.3.1控制測點應力超過計算值并且達到或超過按規定按安全條件反算的控制應力時。
7.3.2控制測點變位超過規范允許值時。
7.3.3由于加載試驗使結構出現非正常的受力損傷或局部發生損壞，影響橋梁承載能力和今后正常使用時。
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?【2025年二等獎】錢敬業 | 同濟大學，強動載作用下拱壩動態響應和損傷破壞的數值模擬研究：研究基于LS-DYNA軟件建立了某原型拱壩的精細化三維數值模型，旨在研究其在水下爆炸強動載作用下的動態響應與損傷破壞機理。
3.有量化結果。例如性能提升、成本下降、效率優化等具體數據。
常規數值模擬方法/軟件難以對水下爆炸強動載作用下拱壩全流程損傷演化機制進行精細刻畫，尤其難以模擬爆炸沖擊波-庫水-壩體耦合作用及損傷后庫水持續滲透效應。工程實踐需求包括：高精度破壞預測模型；不同爆炸工況對損傷的敏感性；薄弱區域強化設計依據。
</p><p>載荷定義：集中力、面載荷、體積力、熱載荷、熱邊界條件、壓力、動載、沖擊等。</p><p>初始條件與靜/動態步的初始狀態設置（初始位移、初始速度、溫度分布等）。</p><p>載荷步與時間步設置（靜態、顯式/隱式動力學、準靜態、非線性路徑依賴）。
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錢敬業 | 同濟大學
作品名稱：強動載作用下拱壩動態響應和損傷破壞的數值模擬研究
作品簡介：鑒于低截面厚度拱壩在恐怖襲擊及爆炸事故中的顯著風險，本研究基于LS-DYNA軟件建立了某原型拱壩的精細化三維數值模型，旨在研究其在水下爆炸強動載作用下的動態響應與損傷破壞機理。
輸入參數包括接觸角、內外徑、寬度、滾子直徑、滾子長度、滾子數量等軸承內部幾何參數，輸出結果則有ISO281額定動載荷、接觸應力、軸承重量等。基于Romax仿真結果構建機器學習數據集，其中訓練集樣本數量為655個DOE樣本點，驗證集樣本數量為50個DOE樣本點。
軸承設計幾何參數
ODYSSEE機器學習預測模型精度對比如下圖所示。
在隧道橋梁檢測的過程中，橋梁荷載試驗是一種比較常見的方法通過對橋梁靜、動載試驗來確定橋梁承載能力和安全度的方法，通過對橋梁結構物直接加載測試橋梁在荷載作用下的實際工作狀態及理論上難以計算部位的受力狀態，判別橋梁結構安全承載力和使用條件。
以往傳統的形變監測方法往往依賴于人工測量，這種方法不僅效率低下，而且容易出現誤差。
上表2所展示的穩定桿的隨機載荷譜，用ncode轉化后的結果如下表3：
表3 某車型橫向穩定桿在部分典型路面上的臺架Block
通常情況下，一個完整的常規耐久路試試驗，一般包含十幾個以上的路面，將穩定桿在所有耐久路面上的動載載荷都進行轉譜處理，結合整車在每條路面的路試循環次數，最終得到如下圖2的的臺架Block。
仿真流程
結果與效果
?對比結構優化前后閥門最大應力集中位置，使得閥門最大應力降低達21.2％
?通過優化分析可以方便地實現設計方案修改、多方案對比和優化設計，使壓力容器設計在滿足強度和有限元壽命的前提下進行輕量化設計
斷裂損傷閥桿的受力狀態分析
輸入條件
為了簡化模擬，根據材料力學知識，提前把復雜的受力狀況的動載荷，簡化成靜載荷。
攪拌口局部應力的計算
靜載荷= 攪拌重量×9.8 N/kg
動載荷= 2倍的靜載荷
扭矩= 9553×電機額定功率/軸的轉速
安全系數：扭矩×1.6（帶固相的物料分布不均勻之類的）
彎矩= 每層槳葉徑向力×各層槳懸臂長度
每層槳葉徑向力=扭矩×流體徑向力系數×103/（3/8×攪拌槳直徑）
螺母端面位移曲線與受力曲線體現了 相同的規律，在接觸面沒有發生相對滑移之前螺母端 面位移基本不變，但是隨著發生相對滑移區域的增多，螺母端面也出現了位移，最終螺母端面的位移隨著振 動載荷位移一同以正弦規律增大。
上述分析的接觸表面為螺栓螺母和被連接件之間 的接觸面，接下來分析螺紋部分的接觸狀態。
