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关键词： 有限元法   教学改革   考核方式   实践能力   专业案例  

摘要： 有限元基础与应用是一门具有较强理论性和实践性的计算方法课程,支撑着对学生专业实践能力的培养。针对课程教学中存在的教材专业针对性弱、考核方式单一、专业应用案例缺乏以及学生学习动力不足等问题,开展用专业应用案例增添课程专业特色和培育专业实践能力的课程专业赋能改革与实践探索,提出基于专业应用案例重构教学内容、发展多样化评价方式纾解“痛点”、应用专业案例丰富思政元素增加课程挑战度、通过科教融合落实人人育人打通“堵点”,建立内容递进的理论-实践有序交替教学模式和专业特色鲜明的课程教学资源。通过课程教学改革,增强学生学习的内生动力,提高学生应用有限元法解决专业问题的实践能力。

关键词： 有限元数值分析   界面剪切试验   动三轴试验   单桩基础  

摘要： 海洋环境中的单桩基础受到风、波浪、海流等循环荷载长期作用,在循环荷载作用下桩和软土之间的接触面上的剪应力和桩周软土的剪切强度均会降低,从而影响桩基的承载特性。结合试验手段,通过界面剪切试验获得了Q235钢与天津滨海淤泥质软黏土之间的循环界面摩擦系数,通过动三轴试验获得了天津滨海淤泥质软黏土的循环软化参数,为量化桩土界面循环摩擦特性和桩周软土循环软化特性提供了一种参数获取方法。在此基础上,结合可考虑软土应变软化效应的软土本构模型,建立了不排水软基上单桩基础受水平循环荷载作用的有限元模型,研究了单桩在受到水平循环荷载作用下的桩头位移-反力响应与桩身截面弯矩的发展规律,并获得了循环荷载作用后桩周土体软化区域的发展规律。计算结果表明:随着循环振次的增加,桩基周围土体软化区域不断发展,高水平循环位移作用下土体软化区域沿深度发展程度高,对应桩身最大弯矩出现位置下移。

关键词： 基础短柱   钢筋弯钩   有限元分析  

摘要： 为避免钢结构基础短柱钢筋弯钩对柱脚锚栓的干扰,对基础短柱钢筋弯钩的角度和长度进行了有限元模拟,并结合国内外相关文献和规范,提出了基础短柱钢筋弯钩设计建议。结果表明:由于短柱为压弯构件,短柱顶部钢筋弯钩受力较小,且其弯钩角度和长度对混凝土的变形约束效果不明显。现行的中美欧结构设计规范均对钢筋弯钩做了规定,为了避免出现碰撞问题且不违背规范要求,应在设计阶段对钢筋和锚栓的尺寸和定位进行放样检查,提前处理碰撞问题。

关键词： 桩靴基础   CEL   贯入阻力   大变形分析   塑性应变  

摘要： 为探究自升式海洋钻井平台安装中新型的桩靴基础形式的结构影响,本文用CEL模拟方法对3种不同形式桩靴基础在贯入海底地基的过程进行模拟,结果表明:在桩靴基础的竖向贯入阻力上,贯入2倍桩靴直径深度时单筒型桩靴为传统型桩靴的1.89倍,新型多筒桩靴基础的承载力略高于传统型且更稳定。贯入过程中单筒型桩靴和新型多筒桩靴的下方筒型结构产生了更多土塞区域,从而形成大于传统型桩靴的土体位移竖向集中,有更优的工程理论表现。等效塑性应变云图表明3种桩靴基础在水平方向上的土体影响范围约为桩靴直径1.86倍,在竖直方向上新型多筒桩靴和单筒型桩靴较传统型桩靴挤压效应更明显;最大塑性应变处均在桩靴四周边缘,新型多筒桩靴和传统型桩靴有相似的挤压土体方向角度。

关键词： 机械制造工艺基础   有限元分析   工艺系统   结构工艺性  

摘要： 基于有限元分析方法可进行准确模拟计算的特点,将有限元分析应用到机械制造工艺基础课程教学中。从工艺系统对机械加工精度的影响分析和零件结构工艺性问题分析两个角度,探讨利用有限元分析提高机械制造工艺基础课程教学质量的途径。有限元分析可使抽象的制造工艺问题直观化、具体化,从而加深学生的理解,提升学习效率。

关键词： 向量式有限元   高陡边坡   双桩   内力计算   桩土相互作用  

摘要： 为研究向量式有限元在陡坡双桩内力及变形计算中的应用,推导了桩土相互作用等效节点力的计算方式,采用创新性的向量式有限元法对基桩进行离散化建模,编制了向量式有限元MATLAB数值求解程序,计算得到复杂荷载作用下陡坡桩基础的内力及变形结果,并与基于传统有限元ABAQUS软件的计算结果进行对比。结果表明:向量式有限元法结合等效节点力可以准确描述桩土的相互作用机理;两种方法计算得到的内力及位移结果非常接近,横系梁以上区域相对误差均小于5%;相较于传统有限元软件,向量式有限元法计算效率更高,且避免了矩阵运算中迭代不收敛问题,可用于桩土相互作用的分析。

关键词： 基础环   风机基础   锚固   有限元  

摘要： 为分析基础环形式风机基础的传力机制和受力特点,使用Abaqus通用有限元软件,根据某风电场风机基础和预埋基础环的几何参数进行建模,模拟了基础环在完全锚固、部分锚固条件下的应力分布情况。本文采用Abaqus有限元软件,建立基础环形式风机基础的三维模型,并将有限元计算结果与手算结果进行对比。分析结果表明,当基础环侧壁与混凝土连接不能保证的情况下,基础环附近混凝土局部应力明显增加,但有限元与手算结果均未超混凝土强度设计值。

关键词： 桶形基础   有限元分析   固结   黏土   贯入阻力  

摘要： 桶形基础用于支撑海上风电升压站平台时,平台与电气设备分两阶段安装,中间存在数周到数月的间隔期。为探究桶形基础在二次加载阶段的峰值贯入阻力,发展了基于网格周期更新的有效应力大变形有限元方法,避免基础贯入引起周围土体单元扭曲,再现了黏土中基础“贯入固结二次加载”的全过程。对比已有的离心模型试验,验证了发展的大变形数值方法的可靠性。通过比较初始贯入阻力与固结后的贯入阻力,发现桶基与平台的安装间隔期能够有效增加桶基承载力,固结后的贯入阻力峰值仅需要很小的基础位移即可达到。开展变动参数分析,考察影响峰值贯入阻力比的主要因素,提出考虑基础尺寸、土体渗透性与固结时间的归一化时间参数,并给出峰值贯入阻力比随归一化时间增长的趋势线。

关键词： 锚栓式风机基础   有限元分析模型   过渡网格  

摘要： 在风力发电产业的持续革新的背景下,风力发电机组不断向着大型化方向发展,传统的规范经验算法难以满足新形势下的风机基础计算的精度要求,因此需要借助有限元数值模拟等分析计算方法对工程设计提供更精确的指导。本文提出了一种锚栓式风机基础有限元模型的建立方法。模型将不同组件分别建模再根据空间位置组合为整体,并利用过渡网格的方法对模型进行网格划分,在提高了模型真实有效性的前提下保证了计算效率。