工业技术
基于ＡＤＩＮＡ的轴向冲击载荷下薄壁方管屈曲分析
付鹏－张伟 陈扬
（１．中国有色（沈阳）泵业有限公司，辽宁沈阳１１０１４４；２．中国有色（沈阳）泵业有限公司，辽宁沈阳１１０１４４）
摘要：根据屈曲分析的有限元基本理论并基于有限元分析软件ＡＤＩＮＡ对轴向冲击载荷下薄壁方管进行动力屈曲分析。ＡＤＩＮＡ的 动力屈曲有限元分析分为前处理、求解和后处理三个部分。前处理包括设置单元属性、创建模型、网格划分、定义接触、定义初始条件 与约束和设定求解时间。利用ＡＤＩＮＡ软件进行前处理文件输出提交求解。使用ＡＤＩＮＡ～Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ对速度进行刷新、演示模拟动画过 程并查看分析结果。分析结果表明：基于ＡＤＩＮＡ对轴向冲击载荷作用下薄壁方管动力屈曲特性分析结果与实验结论相符，该成果对 研究冲击栽荷作用下薄壁方管的动力屈曲特性具有一定的理论与指导意义。 关键词：有限元分析；ＡＤＩＮＡ；屈曲；薄壁方管 中图分类号：ＴＢ３０１
引言 随着计算机技术与计算方法的发展，复
杂的工程案例可借助于计算机采用离散化的
数值计算方法来得到满足Ｔ程要求的数值 解。在工程领域中，应用最为广泛的数值模拟
方法是有限单元法，它不仅能够解决工程实
际中的结构分析问题，也广泛地应用于传热 学、流体力学、电磁学等各个领域［１】。ＡＤＩＮＡ
作为能够求解结构、热、流体、以及耦合场问
题的综合计算系统，将有限元分析、计算机图 形学与多场耦合技术等多项功能相结合，形
成了完整的计算机分析系统【２】。
屈曲分析是固体力学理论与实践相结合
的经典范例之一【３】，屈曲分析的常用研究方 法包括实验分析与数值模拟。而在涉及到非
线性和动态问题的屈曲分析中，直接求解偏
微分方程的难度较大，而采用ＡＤＩＮＡ软件中 的ＬＤＣ（Ｌｏａｄ—Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ—Ｃｏｎｔｒｏ１）结构非线
性屈曲分析技术Ｉ２＇４】可以快速稳定地得到 结构失稳的临界荷载，从而真实地反映了结
第８期 北 方 交 通 ・９５・
ＡＤＩＮＡ在双河口大 桥动力特性模拟分析
张向东周军霞
（辽宁工程技术大学土木建筑工程学院，早新１２３０００）
估 曼 Ａ冀件，警 河口连续刚构桥的三维空间有限元模型，对双河口大桥的动力特性进行数 竺 主析 ≥ Ｉ和口 型工况下的自振频率及振型
，为该桥结 抗风 及 蓑 要的釜兰 计算研究结果为今
后在实际工作中遇到类似情况提供一种有意义的、经验性的 莩＿ 、 关键词：ＡＤＩＮＡ软件；有限元法；数值模拟；动力特性 ～一 中图分类号：Ｕ４４］ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７３—６０５２（２００８）０８－００９５一Ｏ３
１ 引言
桥梁结构的动力问题包括桥梁结构的自由振动
问题和桥梁结构的动力响应问题这两个方面。自由 振动反映振动系统的固有特 ｔＯ（即动力特性），是研 究一切振动问题的基础。分析结构的自振特性是为
了预汁结构的自振频率和预计结构对预期激振的响
应。由于抗震设计已成为桥梁设计中不可缺少的部
分，建立一个满足工程精度要求的、反映桥梁力学特 性的有限元模型是非常必要的。 以双河口连续刚构桥为研究对象，采用ＡＤＩＮＡ 软件，建立空间结构模型，对大桥的动力特性进行模
拟分析与计算，对该桥结构抗风以及抗震分析等提
供必要的依据，为进～步研究该类桥型的抗震性能
提供分析依据。
２ 双河口大桥工程简介
双河口大桥位于沪蓉国道主干线宜昌至恩施 段，是该路段的控制性关键工程。桥梁全长 ７３３・７８ｍ，主桥部分９０＋２×１７０＋９０ｍ，为四跨一联
基金项目 辽宁省自然科学基金资助（２０５ Ｊ２Ｏ７）；辽宁省交通厅科技 预应力混凝土连续刚构主桥，主跨桥型布置如图１ 所不。主梁采用单箱单室，三向预应力混凝土箱型 断面，如图２所示。箱粱根部高度１０ｍ，跨中高度 ３・０ｍ，箱粱根部底板厚１００ｃｍ，跨中底板厚３２ｃ埘，箱 梁高度以及箱粱底板厚度按１．８次抛物线变化。箱 梁腹板根部厚７０ｃｍ，跨中厚４０ｃｍ，利用三个箱梁节 段直线变化，箱粱顶板厚度２８ｃｍ。箱梁顶宽 １２．５ｍ，底宽６．５ｍ，顶板悬臂长度３．０ｍ，悬臂板端 部厚１５ｃｉＴＩ，根部厚６５ｃｍ。桥梁４～６号桥墩为主桥
第３４卷第３６期
２ Ｏ ０ ８年１ ２月 山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸｌ ＡＲＣＨ九、Ｅ（ ＴＵＲＥ Ｖｏｌ ３４ ＮＯ．３６
Ｄｅｃ ２００８ ・１９・
文章编号：１００９—６８２５《２００８）３６一ｆ１（】１９一Ｏ２
基于ＡＤＩＮＡ模拟的桩土相互作用有限元分析
张向东 代 丹许红飞
摘要：以桩土复合地基为研究对象，采用ＡＤＩＮＡ有限元数值分析对复合地基承载变形特性进行了系统地分析，模拟
了桩土界面接触作用 研究分析了复合地基沉降变形的组成及影响复合地基变形的因素，得出了一些有益的结论。
关键词：ＡＤＩＮＡ，桩土结构，非线性，有限元
中图分类号：ＴＵ４７３ １ 文献标识码：Ａ
０引言
桩、土接触面具有特殊的性质，在荷载作用下，桩土接触相互
作用，这种相互作用与接触面的受压闭合、受剪滑动及受拉张开
等接触条件相关ｌＩ 。目前在研究桩一土相互作用问题中，主要采
用整体数值分析法［ｅ ３ｊ。当桩土相互作用作为一个整体的力学问
题来考察时，分析中的～个关键环节就是两者相互作用界面上的
接触问题。文献［４］在有限元分析的基础上，在桩与土之问引入
摩擦单元（节理单元），本文在桩ｌｊ土之问引人另一种单元——接
触单元，以模拟桩体在荷载作用下复合地基沉降变形情况。
１计算模型的建立
１．１ 土体本构关系
土的本构关系 非常复杂，常用的有弹性非线性、弹塑性、粘
弹塑性等本构关系。
１）弹性模型。
虎克定律可表示为：
｛ ｝＝［Ｄ］｛￡｝ （１）
其中，｛ ｝为应力增量；｛ｅ 为应变增量；［Ｄ］弹性矩阵
２）弹塑性模型。
在较高水平应力下把土体作为线弹性体是不合理的，饱和黏
土即使在较低的水平应力下也具有明显的非线性。因此，必须进
行非线性分析。土体在各种应力状态下都具有塑性变形。土体
的非线性分为物理非线性和几何非线性。Ｍｏｈｒ—Ｃｏｕｌｏｍｂ弹塑性
模型经常被应用到土体材料的模拟中。
３）Ｍｏｈｒ—Ｃｏｕｌｏｍｂ弹塑性屈服准则。
第５期 ２０１２年５月 机械设计与制造
Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｄｅｓｉｇｎ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ８７
文章编号：１００１—３９９７（２０１２）０５—００８７—０３
基于ＡＤＩＮＡ的梭式止回阀流固耦合性能分析及优化术
程国栋蔡勇 臧红彬刘罡王江勇
（西南科技大学制造科学与工程学院制造过程测试技术教育部重点实验室，绵阳６２１０１０）
Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｆｌｕｉｄ－ｓｏｌｉｄ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
Ｏｆ ＡＤＩＮＡ－ｂａｓｅｄ ｓｈｕｔｔｌｅ ｔｙｐｅ ｃｈｅｃｋ ｖａｌｖｅ
ＣＨＥＮＧ Ｇｕｏ－ｄｏｎｇ，ＣＡＩ Ｙｏｎｇ，ＺＡＮＧ Ｈｏｎｇ－ｂｉｎ，ＬＩＵ Ｇａｎｇ，ＷＡＮＧ Ｊｉａｎｇ－ｙｏｎｇ
（Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ
Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍｉａｎｙａｎｇ ６２１０１０，Ｃｈｉｎａ） ， １ ｅ ＾● 、． ｔ § ．、§ ｔ一 ● 、＂ § １ 喜 ．， 、．—ｔ １ ｅ斤 喜 ＼｜— 量 ＂、毫 ｅ斤’、 、｜—一、重十 ０ ” ＂、． ～ ｌ 【摘要】梭式止回阀作为管道非能动技术的关键组成部分，可以在无人力或外加动力驱动下自动实２
ｉ现管道系统的安全保障作用，可以有效地降低输流管道中意外事故的发生。围绕大口径梭式止回阀的流固《
；耦合性能数值分析展开，以ＡＤＩＮＡ软件为平台，建立梭式止回阀的流固耦合有限元模型，对管道流场进行｛
ｌ动态分析，给出了数值模拟计算数据。根据分析结果，对梭式止回阀的结构设计提出了优化方案，使梭式止ｉ
