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有限元计算在钢结构制造中的应用

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有限元计算在钢结构制造中的应用
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摘 要:文章运用有限元计算软件ANSYS和ABAQUS,针对现代钢结构制作过程中的焊接变形、吊装、运输等工序进行有限元模拟分析,合理简化计算模型,求得的应力、应变等计算结果指导现场施工,减少现场工作量,保证制造质量。

关键词:钢结构;有限元;计算模型

1 有限元方法及软件介绍

有限元法可以称为有限单元法或有限元素法,基本思想是将物体(即连续求解域)离散成有限个且按一定方式相互连接在一起的单元组合,来模拟和逼近原来的物体,从而将一个连续的无限自由度问题简化为离散的有限自由度问题求解的数值分析法。

完整的有限元分析必须包含三个方面内容:有限元方法的基本数学力学原理、基于原理形成的实用软件和使用软件时必须配备的计算机硬件。有限元分析过程可分成三个阶段,前处理、处理和后处理。前处理是建立有限元模型,完成单元网格划分;后处理则是采集处理分析结果,使用户能简便提取信息,了解计算结果。

目前,通用的有限元计算软件主要有ANSYS、ADINA、ABAQUS、SAP、ALGOR等,其中,ANSYS软件在致力于线性分析的用户中具有很好的声誉,它在计算机资源的利用和用户界面开发等方面做出了很大的贡献,ABAQUS软件则致力于更复杂和深入的工程问题,其强大的非线性分析功能在设计和研究的高端用户群中得到了广泛的认可,文章就以ANSYS软件和ABAQUS软件为例,介绍有限元计算在钢结构制造中的应用情况。

2 有限元计算在钢结构制造中的应用

有限元计算在钢结构制造中应用广泛,计算内容包括热分析、焊接变形分析、静力结构分析、动力学分析、疲劳计算等。实际生产过程中,焊接变形分析和静力学分析运用最多,下面举例介绍钢结构项目的焊接变形分析和大型构件的整体吊装分析。

2.1 焊接变形分析

钢塔现场分节段进行吊装,节段长度8m,节段吊装精确定位后进行焊接,由于壁板板厚大,现场的焊接方法和焊接顺序对焊接变形影响极大,如何确定钢塔截面上焊缝的焊接顺序,直接关系到钢塔的整体安装精度和线形,下文在ABAQUS软件对现场焊接进行模拟的有限元分析,对不同的焊接方案进行结果比对,选出最优方案指导现场施工。

根据实际工程经验及大量计算结果,采用分中对称焊接方案对钢塔节段进行拼装焊接。分中对称焊接方案和顺序焊接方案相比较,焊接收缩量小,且截面各部分收缩差均较小。

最优焊接顺序为“先焊腹板外侧,然后焊短边外侧,再焊长边内侧”,最差焊接顺序为“先焊长边外侧,然后焊长边内侧,再焊短边外侧”,如图1所示,余下部分的焊接顺序对结果影响不大。

2.2 钢结构节段整体吊装分析

随着大型远洋运输设备和起重设备的快速发展,钢结构制作越来越来已整体节段和模块的形式进行运输,到达现场后整体吊装,极大地缩短了施工周期,同时又保证了产品质量。下面结合工程实例简要介绍钢结构整体吊装的有限元分析方法。

3 结束语

现代钢结构设计和制造过程中涉及到大量的力学计算和焊接计算,传统的计算方法计算复杂,需要投入较多的人力和时间,计算精度较低。随着计算机硬件和软件行业的快速发展,利用ANSYS和ABAQUS等有限元分析软件进行强度、刚度以及焊接热分析,既准确、经济、可靠,又能得出构件在各种工况下的应力、应变参数。有限元计算时需要合理的简化计算模型,计算模型不能偏离实际问题本身,以最简单的计算方法模拟最真实的工况状态,为实际生产提供依据,指导生产,保证工程质量和安全。

参考文献

[2]商跃进,王红.有限元原理与ANSYS实践[M].清华大学出版社,2012.

作者简介:庞延波(1981-),男,硕士研究生.

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摘 要:钢结构在海洋环境下会产生腐蚀,进而危害结构本身的安全。目前,采用涂装进行防腐蚀仍然是海洋大气区钢结构防腐最有效和最主要的防腐蚀手段。本文结合东营港某钢拱桥防腐涂装工程实例,详细阐述了喷砂除锈、油漆涂装等各工序的......
浅谈异形柱框架结构在民用住宅设计中的应用
发布时间:2023-05-20
【摘 要】当前住宅设计中,异形柱框架结构可以有效地增大室内使用面积,可以对室内空间进行更好的规划与调整,更为主要的是墙体分隔灵活,便于住宅的改造与装修。另外,异形柱框架结构抗震性能和经济效益都要优于传统形式的结构,具有......
钢管混凝土叠合柱结构的研究和应用
发布时间:2023-04-08
【摘要】本文介绍近20年来由我国自主创新的钢管混凝土叠合柱结构从概念形成到原理探讨,从理论和方法逐渐成熟,到编制《规程》, 从辽宁到全国的工程应用及主要研究成果,展望进入“十二五”期间,钢管混凝土叠合柱的应用趋势。 关......
有限理性在审计判断与决策中的运用
发布时间:2023-06-14
我国多层次资本市场的建设对监管的要求不断提高,带来审计业务范围的拓展,例如2011年以来逐步施行的内部控制审计业务。为了处理好公平与效率的关系,审计师要熟练地掌握如何在审计工作量与审计质量之间实现平衡的艺术,其核心是化繁......
CAD在轧钢工艺设计中的应用研究
发布时间:2023-02-06
摘 要:随着我国科学技术的不断进步,计算机信息技术的发展延伸到了各个领域。计算机的辅助技术CAD在轧钢的工艺设计中也被越来越多的应用到。这改变了传统的轧钢设计,促进了我国轧钢工艺设计方面的发展。本文对CAD在轧钢设计中的应用......
浅析建筑钢结构工程质量控制方法与应用研究
发布时间:2022-09-08
摘 要:随着时代的快速发展,建筑行业有了快速的发展,其中钢结构在建筑工程中有了极其广泛的应用,钢结构对于一座建筑有着至关重要的作用,对于工程质量是否达标有着极其重大的影响,而且在现代建筑中钢结构已经成为了不可或缺的重要......
在国际贸易结算中有关电子信用证的应用分析(1)论文
发布时间:2023-07-17
摘要:电子信用证是国际贸易不断深化与科技飞速发展相结合的产物。随着全球贸易竞争的日趋激烈和人们对交易效率的不断追求,电子信用证在国际贸易中的重要地位日益明显。本文探讨了信用证电子化的发展历程,以及电子信用证在国际贸易结算......
云计算技术在大学生计算机应用大赛中的应用
发布时间:2023-08-05
云计算利用虚拟的技术把各种廉价的资源合理整合,通过各种服务器的有效重组形成一个新的计算机中心以及存储系统,用户可以在此基础上利用网络进行网络交付使用。用户可以不了解云计算技术的概念、也可以不了解云计算技术的基本框架,但......
工程审计在工程造价控制中的应用分析
发布时间:2023-06-01
摘要:随着我国城市化建设的快速发展,工程建设也随之增多。为了保证工程招投标资金真实性和合法性,需要对工程造价进行审计。审计部门需要对工程审计整个流程中存在的问题进行分析,通过不同阶段的应用使工程造价控制更加合理、高效......
研究计算机辅助工程(CAE)在精密铸造中的应用
发布时间:2023-02-08
经过多年的研究和开发,世界上已有一大批商品化的铸造过程数值模拟软件,表明这项技术已经趋于成熟。以下是由查字典范文大全为大家整理的研.........
浅谈钢筋混凝土结构植筋技术的应用
发布时间:2022-07-29
摘要:本文首先概述钢筋混凝土植筋技术,然后阐述了施工工序和施工要点,最后列举了工程应用实例,供相关工作人员参考。关键词:钢筋混凝土,植筋技术,应用。中图分类号:TU375文献标识码:A1钢筋混凝土植筋技术概述1.1技术原理钢筋混凝土植筋技术,就是通过对旧有混凝土结构进行钻孔、植筋、注胶等工序,使原有的混凝土结构与植入钢筋在胶黏剂的作用下,紧密粘结,形成统一的受力整体,拉应力可以通过植入钢筋传递至混.........
浅谈有效教学理念在《计算机应用基础》课程中的应用
发布时间:2022-08-11
随着信息社会的到来,计算机的应用能力已经成为现代人最基本的能力和素质标志。计算机应用基础课程是目前中等职学校各个专业必开的公共基础课程。因此,采用适当的教学方法,科学地搞好计算机应用基础的教学,意义重大。 20世纪上半叶......
工程审计在工程造价控制中的应用分析
发布时间:2015-11-02
【摘 要】工程审计是工程造价中的重要组成部分,建筑工程项目要想做好工程造价,做好工程审计工作是非常重要的,为了更好的发挥出工程审计在工程造价中的积极作用,充分发挥出工程造价在项目建设中的作用,本文从工程审计的三个阶段入......
混合遗传算法在离散变量桁架结构优化中的应用
发布时间:2015-07-31
摘要:本文针对遗传算法在离散变量结构优化设计中的缺陷,将进退搜索算法同遗传算法相结合,提出了一种混合遗传算法。充分考虑规范规定的约束条件和各项技术标准要求,建立了离散变量结构优化模型,并对一11杆桁架结构进行了优化设计......
绿色制造技术在机械制造中的应用与思考
发布时间:2023-02-12
摘要:绿色制造技术是以绿色理念为指导,在设计、工艺、包装以及生产等各个环节均体现绿色理念的一种科学技术,其目的在于实现资源效益与经济效益的协调优化。文章概述了绿色制造技术的主要内容、技术基本类型以及绿色机械制造工艺技......
计算机在工业自动控制系统中的应用
发布时间:2023-02-26
摘 要:在多元化的经济,不断发展的市场,快速进步的科学技术的背景下,计算机有了迅猛发展,计算机所涉及的领域越来越宽,越来越多样化。而计算机在工业自动控制系统中的应用也越来越广阔,例如:在电力方面、印刷方面、冶金方面等。......
轻钢结构设计中的常见问题探讨
发布时间:2022-12-15
摘要:近些年来,我国经济不断的发展,综合实力也不断的增强,社会的发展为建筑行业的快速发展提供了条件。而建筑分为工业建筑和民用建筑两类,除去一些重型厂房外,轻型钢结构由于本身的高强度、重量轻、施工快和装配简单等特点,广......
作业成本会计在制造企业中的应用分析
发布时间:2015-08-07
【摘 要】随着时代的发展以及社会的进步,我国逐渐由工业社会转化为知识经济社会,计算机技术以及自动化设备逐渐运用于企业经营与管理的各个环节,企业的制造环境发生了日新月异的变化。制造企业的成本核算环境所出现的变化,使得传统......
无限关联建筑结构的原理、类型及应用研究
发布时间:2023-08-10
摘 要:无限关联结构在建筑装饰、表皮、受力结构设计中有广泛的应用是一个和谐的整体。本文通过系统的介绍无限关联结构的组织原理和类型,以便更好的应用在建筑设计中。 关键词:无限关联结构;二维结构;三维结构; Abstract: ......
积分计算中有关对称性的应用
发布时间:2023-06-27
【摘要】利用对称性计算定积分,是积分运算中的常用方法,它能起到化难为简、简化计算的作用.本文就此谈谈相关内容. 【关键词】高等数学;定积分计算;对称性 在高等数学中,积分计算是最基本、最重要的内容之一,与求导相比,积......
浅析中国元素在平面设计中的应用
发布时间:2023-02-15
0引言 将中国元素融入平面设计中是当前设计师需要面临的主要问题,也是继承、发展与创新中国优秀文化的重要渠道。随着中国世界影响力的不断增强,中国元素越来越受到世界的关注,如何充分体现中国元素的精髓,涵盖中国悠久文化是呈现......
论不动产利用的二元结构
发布时间:2013-12-19
论不动产利用的二元结构 论不动产利用的二元结构 论不动产利用的二元结构 「内容提要」不动产的利用主要有两种方式:一是设定用益物权,二是设定债权利用权。这两种方式尽管有相似之处,但仍有本......
工程预算定额在造价管理中的应用
发布时间:2022-11-21
【摘 要】作为建设单位工程造价和施工单位盈利控制的标尺,工程定额在我国基本建设中存在着极为重要的位置,对于目前我国的形式而言,越累越多的先进技术装备和管理水平的跨国公司逐渐进入我国市场,打破了我国原油的市场平衡。所以,......
Excel在会计电算化中的应用
发布时间:2023-03-13
1.背景 随着企业信息化进程的不断推进,使企业财务从业人员的计算机应用能力也在不断提高,会计电算化已经被人们所接受。为了使会计电算化满足目前会计工作的要求,需要使用到Excel的具体操作,使会计电算化得到完善,并且满足人们日......

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