桥梁结构的力学分析

东北大学岩石破裂与失稳研究中心CRISRCenter for Rock Instability and Seismicity Research基于结构表征的岩石力学性质 分析方法研究汇报人：于庆磊yuqinglei@http://www.77cn.com.cn2013-10-111

研究背景及现状汇 报 提 纲基于结构表征的细观数值模型 岩体结构识别与参数表征 岩体各向异性力学性质分析 展望2013-10-112

研究背景及现状采矿交通水电破坏其他市政2013-10-113

研究背景及现状岩石的非均匀本质 岩石的非均匀本质 力学性质-非均匀结构有关矿物颗粒、微裂隙 微孔洞 节理裂隙、破碎带2013-10-114

研究背景及现状很少有文献说明统计方法描述的非均匀性在多大程度反映其真实的细观结构非均匀性不同均质度的应力-应变曲线(李仲奎，2006)花岗岩数字图像一种信息资源，通过不同的灰度和颜色很好反映材 料的细观结构，可以用来研究材料内部的结构和缺陷 数字图像处理方法表征材料的细观结构2013-10-11 5

基于结构表征的细观数值模型扫描仪、CCD摄像仪、数码相机、CT机不同的彩色空间，表现出不同的图像特征(a) 花岗岩(b) R分量(c) H分量(d

[键入文档标题] [选取日期] 课程：《桥梁建筑美学》 学院：土木与建筑工程学院 班级： 姓名： 学号： 《桥梁建筑美学》分析作业

看中国桥梁，做美学分析

——品桂林三桥

前言

桥梁美学是桥梁科学技术和美学的结合。随着我国经济的发展 ,科学技术的进步和城市各项交通事业的发展 ,人们对桥梁建筑提出了更高的要求 ,优秀的桥梁建筑不仅揭示了人类社会的发展 ,体现出人类智慧与伟大的创造力 ,而且往往成为时代的象征 ,历史的纪念碑和游览的胜地。纵观世界各国的大城市 ,常以工程雄伟的大桥作为城市的标志与骄傲。如我国的赵州桥 ,距今已有一千三百多年的历史 ,仍不失为桥梁设计中融功能、技术、经济、美观于一体的典范 ,并在 1991年被美国土木工程学会评为国际土木工程里程碑建筑之一。国外如悉尼港钢拱桥 ,美国的布鲁克林桥 ,旧金山金门大桥等 ,都体现了其在人类生活环境中所产生的精神作用与美学价值。因而桥梁建筑已不单纯作为交通线上重要的工程实体 ,而常作为一种空间艺术结构物存在于社会之中。因而研究、设计和建造结构合理、造型美观新颖的桥梁结构 ,是交通建设发展的迫切需要。

一、

倒立摆的力学应用

一、综述、

杂技表演中，艺人用手托起一根立起的竹竿时，他会通过手臂的不断移动来保持平衡，使竹竿不倒，人和竹竿组成的这个系统就叫做一级倒立摆系统。假如两根竹竿上下立在一起（自由连接），下面一根杆和作直线运动的小车自由连接，这个就叫做二级倒立摆系统。

倒立摆是常用的进行控制理论教学及开展各种控制实验的理想实验平台，是检验各种控制理论的重要工具。同时，倒立摆在实际应用中也有着广泛的应用。如：机器人的站立于行走问题类似于双倒立摆系统；在火箭飞行器的飞行过程中保持正确姿态；通信卫星保持稳定姿态以使卫星天线一直指向地球，并使太阳能电池板指向太阳；多极火箭发射的垂直度问题也可以简化为一个多级倒立摆模型。

作为控制课的一部分，我们于本学期开始进行在直线型倒立摆上开展控制实验，为了解决状态空间法设计控制算法的基本问题，对倒立摆进行力学建模是必要的。

用于倒立摆系统建模的主要方法有两种:一种是采用牛顿力学的分析方法，分别对小车和倒立摆进行动力学分析，列出其动力学方程，联立采用小角度线性化得到倒立摆系统的近似线性模型。另一种是拉格朗日方法，将倒立摆系统作为一个整体分析，建立系统的动态微分方程，再采用小角度线性化的方法得到倒立摆系统的近似模型。下面

倒立摆的力学应用

一、综述、

杂技表演中，艺人用手托起一根立起的竹竿时，他会通过手臂的不断移动来保持平衡，使竹竿不倒，人和竹竿组成的这个系统就叫做一级倒立摆系统。假如两根竹竿上下立在一起（自由连接），下面一根杆和作直线运动的小车自由连接，这个就叫做二级倒立摆系统。

倒立摆是常用的进行控制理论教学及开展各种控制实验的理想实验平台，是检验各种控制理论的重要工具。同时，倒立摆在实际应用中也有着广泛的应用。如：机器人的站立于行走问题类似于双倒立摆系统；在火箭飞行器的飞行过程中保持正确姿态；通信卫星保持稳定姿态以使卫星天线一直指向地球，并使太阳能电池板指向太阳；多极火箭发射的垂直度问题也可以简化为一个多级倒立摆模型。

作为控制课的一部分，我们于本学期开始进行在直线型倒立摆上开展控制实验，为了解决状态空间法设计控制算法的基本问题，对倒立摆进行力学建模是必要的。

用于倒立摆系统建模的主要方法有两种:一种是采用牛顿力学的分析方法，分别对小车和倒立摆进行动力学分析，列出其动力学方程，联立采用小角度线性化得到倒立摆系统的近似线性模型。另一种是拉格朗日方法，将倒立摆系统作为一个整体分析，建立系统的动态微分方程，再采用小角度线性化的方法得到倒立摆系统的近似模型。下面

开源软件介绍,包括Palabos ,Paraview ,Salome

Palabos ()

PalaBos的是一款高效的流体模拟及其建模库，开发基于C＋＋的STL(标准模板库)，有极强的拓展性！尽管其源代码是开放，但是基于PalaBos的FlowKit公司已于2011年9月开始运营（/），主要为流体力学相关领域提供解决方案，并定制软件。主要的开发者为我的日内瓦朋友Jonas Latt博士，另外一个重要开发成员Orestis博士也是我的合作者和好朋友，其主要的贡献在于湍流模型和多块加密的代码的开发。在版本1.0中，目前二维的多块加密是可用的，三维的曲面边界可用，需要提供stl几何文件（参：examples/showCases/aneurysm）。PalaBos的主要特点在于，其在并行结构上采取并行机制与模型分离的方式，使得应用建模与并行机制不相关。这也使得PalaBos的易于扩展。下面举例来说明其代码特点：

对于二维计算下面两个基本的文件必须包括

#include "palabos2D.h"

#include "palabos2D.hh"

#include <vector>

#include

GFRP加固混凝土受压圆柱的力学分析

概述：

试验研究和工程实践证明，使用外贴碳纤维布加固混凝土是一种施工方便，质量可靠的加固方法。使用这种方法加固的混凝土柱在轴向受压的时候，其核心部分的混凝土向外变形受到碳纤维布的约束，使得的混凝土处在三向受压的状态。在这种状态下，它的强度和延展性能都大幅度的提高。本文在以往学者的基础上，设计了碳纤维约束混凝土圆柱的轴心受压试验，根据试件的约束类型和混凝土类型将试件分为4组，通过对试验结果的分析分别对下面的几个问题进行了研究。

（1） 碳纤维布约束混凝土圆柱的位移-载荷曲线。

（2） 碳纤维布约束素混凝土柱和钢纤维混凝土柱的延性及破坏形貌对比。 （3）

实验概况

本章对4组，共12根柱子 1.CFRP碳纤维加固塑材

碳纤维布及胶的主要性能指标，采用相关厂家提供的技术参数。FRP片材的主要力学性能则通过拉伸试验测得。试验方法是把CFRP布剪裁成30毫米宽，250毫米长的矩形。然后两面都均匀的刷上胶。在制作好的试件中间粘贴应变片，测试加载过程中的应力-曲线。

2.混凝土试件

试验中的所有混凝土试件的强度等级都是C30，按照加固形式及混凝土类型把试件共分为4组。实验中使用水泥采用的是本试验采用的水泥为42.5#普通硅酸盐水泥，细骨

GFRP加固混凝土受压圆柱的力学分析

概述：

试验研究和工程实践证明，使用外贴碳纤维布加固混凝土是一种施工方便，质量可靠的加固方法。使用这种方法加固的混凝土柱在轴向受压的时候，其核心部分的混凝土向外变形受到碳纤维布的约束，使得的混凝土处在三向受压的状态。在这种状态下，它的强度和延展性能都大幅度的提高。本文在以往学者的基础上，设计了碳纤维约束混凝土圆柱的轴心受压试验，根据试件的约束类型和混凝土类型将试件分为4组，通过对试验结果的分析分别对下面的几个问题进行了研究。

（1） 碳纤维布约束混凝土圆柱的位移-载荷曲线。

（2） 碳纤维布约束素混凝土柱和钢纤维混凝土柱的延性及破坏形貌对比。 （3）

实验概况

本章对4组，共12根柱子 1.CFRP碳纤维加固塑材

碳纤维布及胶的主要性能指标，采用相关厂家提供的技术参数。FRP片材的主要力学性能则通过拉伸试验测得。试验方法是把CFRP布剪裁成30毫米宽，250毫米长的矩形。然后两面都均匀的刷上胶。在制作好的试件中间粘贴应变片，测试加载过程中的应力-曲线。

2.混凝土试件

试验中的所有混凝土试件的强度等级都是C30，按照加固形式及混凝土类型把试件共分为4组。实验中使用水泥采用的是本试验采用的水泥为42.5#普通硅酸盐水泥，细骨

仿生建筑的力学结构分

析

仿生建筑的力学结构分析

提要 ：贝壳是大自然创造出的最精美的有机造型之一，常备设计师们作为形态仿生的对象。这次我选择贝类的外壳作为研究对象，分析它的承载力以及它独特的魅力，并选取一些与贝壳相类似的建筑进行对比分析。 关键词：贝类 仿生建筑 代代木国立综合体育馆 世博会以色列国家馆 力学结构

好的建筑不仅在于它的美观，更在于它的结构与力。各种动、植物的骨架各有特点，它们都能根据各自的身体特点、体重选择最优的骨架。土木工程中各种承重骨架与大自然中动植物骨架也有奇妙的相似之处。建筑仿生向大自然学习，能够创造出丰富多彩、合理可靠的建筑。

? 关于仿生建筑的力学结构

仿生建筑以生物界某些生物体功能组织和形象构成规律为研究对象，探寻自然界中科学合理的建造规律，并通过这些研究成果的运用来丰富和完善建筑的处理手法，促进建筑形体结构以及建筑功能布局等的高效设计和合理形成。从某个意义上说，仿生建筑也是绿色建筑，仿生技术手段也应属于绿色技术的范畴。

建筑力学合理地分析整体结构、局部构件的受力性能，研究整体结构与局部构件的受力关系、传力路线，建筑力学为整体结构造型、局部构件截面形状提供了力学依据。

所谓结构，指采用一定的建筑材料，

桥梁结构仿真分析

湖南大学土木学院2005年5月May 25, 2005

湖南大学·土木·桥梁

1-1

《桥梁结构仿真分析》主要讲述内容一、结构分析及程序 两种分析方法(解析法和数值解法) 有限元分析的一般过程 各种有限元分析软件的介绍二、ANSYS介绍 ANSYS的一般介绍 ANSYS的图形界面 ANSYS的功能介绍三、ANSYS的详细介绍(建立模型、计算、后处理三大过程)四、桥梁结构单元类型选择及怎样建模(梁、板、块三种结构)五、建模技巧六、几个专题的分析过程梁单元专题几何非线性分析屈曲分析(线性屈曲、非线性屈曲)动力分析(模态分析、动力时程分析)单元生死七、二次开发(APDL)介绍八、典型例题May 25, 2005

湖南大学·土木·桥梁

1-2

课程目的及要求 目的、目标–熟悉、精通ANSYS、使用GUI、命令流方式操作ANSYS软件–描述ANSYS的功能以及如何使用这些功能–策划及进行基本的分析 (线性、静态的结构分析)–目标：桥梁结构分析的中、高级水平

教材-ANSYS学习资料一本； -张立明：ALGOR、ANSYS在桥梁结构中的应用方法及实例 -赫文化：ANSYS土木工程应用实例

May 25, 20

飞机机翼力学分析报告

飞行器制造 083614 孙诚骁

一 概述

机翼的主要功用是产生升力，以支持飞机在空中飞行；同时也起一定的稳定和操纵作用。是飞机必不可少的部件，在机翼上一般安装有飞机的主操作舵面：副翼，还有辅助操纵机构襟翼、缝翼等。另外，机翼上还可安装发动机、起落架等飞机设备，机翼的主要内部空间经密封后，作为存储燃油的油箱之用。

1. 受力形式

机翼主要受两种类型的外载荷：

一种是以空气动力载荷为主，包括机翼结构质量力的分布载荷；

另一种是由各连接点传来的集中载荷。这些外载荷在机身与机翼的连接处，由机身提供的支反力取得平衡。 2. 主要单元

纵向元件有翼梁、长桁、墙(腹板)

横向元件有翼肋(普通翼肋和加强翼肋) 以及包在纵、横元件组成的骨架外面的蒙皮

二 建立实体模型

机翼型号：NACA 2414；矩形翼共5根肋，间距100mm，弦长550mm，梯形翼共12根肋（包括与矩形翼重复的翼肋），间距100mm，翼梢弦长318mm，前缘直径8mm，厚度1mm 通过向patran软件导入翼型初始模型，运用patran的3d建模功能，对初始模型添加后墙，前缘和主梁，最后得到3d机翼模型

三 有限元划分

对已经建立好的机翼模型进行网格划分，后墙及翼肋