1) The linear elasticity time history analysis
线弹性时程分析
2) elastic time history analysis
弹性时程分析
1.
Because of the complex structural system,the arrangement and out-of-code structural type of this structure,dynamic characteristic analysis and elastic time history analysis were carried out to ensure the seismic safety and serviceability.
鉴于其结构体系及结构布置的复杂及体型超限,为确保该建筑结构的抗震安全性和适用性,本文利用SAP2000程序对该结构进行了动力特性和弹性时程分析。
2.
It is applied the structural static analysis,as well as the seismic analysis,the nonlinear buckling analysis and the elastic time history analysis.
介绍了同济大学大礼堂的结构概况,对结构在静力、地震作用、非线性屈曲等不同的工况下进行了分析,同时进行了结构的弹性时程分析,对结构承载能力进行复核,明确原结构在各种工况下的受力性能,确定工程加固设计的原则,为工程的加固设计提供力学分析依据。
3.
The FEQ (plan finite element analysis) software is used to analyze the transfer beams and SATWE to carry out elastic time history analysis.
用SATWE进行弹性时程分析,用PMSAP,ETABS计算弹性楼板的应力。
3) elastic-plastic time-history analysis
弹塑性时程分析
1.
The elastic-plastic time-history analysis of a frame shear-wall structure
框—剪结构的弹塑性时程分析
2.
A new calculation model for the elastic-plastic time-history analysis of plane steel structures was presented by replacing the general bar element with a new one,which had two rotational springs at its ends.
用两端带转动弹簧的杆单元代替一般的杆单元,提出了一种新的平面杆系钢结构动力弹塑性时程分析计算模型。
3.
The elastic-plastic dynamic analysis program Drain-2d+ of the plane structure is used to get elastic-plastic time-history analysis for each typical mega frame under the action of seism.
采用平面结构弹塑性动力分析程序Drain-2d+对每个典型巨型框架在地震作用下进行弹塑性时程分析,得出了这些巨型框架在地震作用时的受力变形特点、塑性铰出现情况和整个结构的薄弱环节等,从中找出位于巨梁上的次框架底层柱底截面弯矩设计值增强系数取值的正确思路,并给出设计的合理取值,为钢筋混凝土巨型结构设计提出一些建议。
4) nonlinear time history analysis
弹塑性时程分析
1.
The seismic behavior of the building was evaluated on the basis of the nonlinear time history analysis under rare earthquake.
采用弹塑性时程分析程序CANNY对采用框架-非连续抗震墙结构的板式底商住宅进行了罕遇地震作用下的抗震性能分析。
2.
The nonlinear time history analysis is made on the seismic performance during rare earthquake for an aqueduct which is one of the typical aqueducts to cross the main trunk canal of the Mid-nroute of the South-to-North Water Transfer Project in China.
通过弹塑性时程分析,对南水北调中线工程中的典型渡槽结构在罕遇地震作用下的抗震性能进行了研究。
5) elastic-plastic time history analysis
弹塑性时程分析
1.
Discussion on the structural vibration model and rigid matrix of elastic-plastic time history analysis
弹塑性时程分析中结构的振动模型及刚度矩阵
2.
The nonlinear finite element model is stimulated by the combination of the shell element and beam element to make elastic-plastic time history analysis on the K-eccentrically braced steel frames.
采用梁单元与壳单元相结合的非线性有限元模型,对K型偏心支撑钢框架进行弹塑性时程分析,研究耗能梁段的长度、腹板高厚比和加劲肋间距的变化对K型偏心支撑钢框架结构抗震性能的影响,提出了相应的抗震设计建议。
3.
Through the finite element model combing both the shell element and beam element,the paper makes an elastic-plastic time history analysis of the seismic behavior of the Y-eccentrically braced steel frame to study how the change of parameters such as length of link beam and height-thickness ratio of web influences the properties of structural seismic-resistance.
采用梁单元与壳单元相结合的非线性有限元分析模型,对Y型偏心支撑钢框架进行弹塑性时程分析,研究耗能梁段的长度和腹板高厚比的变化对结构抗震性能的影响,提出了相应的抗震设计建议。
6) elasto-plastic time-history analysis
弹塑性时程分析
1.
The process of structural design for a five-storey T shape plan anomalous frame is presented including comparisons of elasto-plastic time-history analysis results for several structural shemes under strong earthquake.
介绍了一幢平面和竖向都不规则的五层T形框架结构的设计过程,包含多个结构方案在罕遇地震下的弹塑性时程分析对比,提出了多层不规则框架结构的设计对策和方法,可供同类工程设计时参考。
2.
Secondly,the structural analysis model composed of multi-spring model of beams and columns is established,then the elasto-plastic time-history analysis for the shaking table test model of the structure is carried out,and the analysis results are in agreement with the test results.
本文首先介绍了一幢安装了粘滞阻尼器的复杂体型高层方钢管混凝土框架结构的1/15缩尺模型的模拟地震振动台试验结果;在此基础上,建立了梁、柱构件的多弹簧模型并组建了整体结构的计算分析模型,运用此计算模型首先对试验模型结构进行了动力弹塑性时程分析,计算结果和试验结果吻合较好,验证了计算模型的正确性;最后,以同样方法对原型结构进行了计算分析,并结合试验结果研究探讨了此结构的抗震性能和阻尼器的消能减震效果。
3.
Because Shanghai World Financial Center is a structure with complex structural type and exceeds the code limits, besides conventional analysis, elasto-plastic time-history analysis of the structure was carried out.
鉴于上海环球金融中心结构体系及结构布置的复杂、结构高度及体型的超限,为了确保该建筑结构的抗震安全性和可靠性,除进行常规的计算分析外,还应对该结构进行弹塑性时程分析。
补充资料:线弹性断裂力学
断裂力学的一个重要分支,它用弹性力学的线性理论对裂纹体进行力学分析,并采用由此求得的某些特征参量(如应力强度因子、能量释放率)作为判断裂纹扩展的准则。
早在1921年,英国的A.A.格里菲思就根据裂纹体的应变能,提出了裂纹失稳扩展准则──格里菲思准则,它可以解释为什么玻璃实际断裂强度比理论值低得多,由此还可得到裂纹体能量释放率的概念,这一概念后来成为线弹性断裂力学的基本概念之一。1957年,美国的G.R.欧文通过分析裂纹顶端附近区域的应力场,提出应力强度因子的概念,并建立了以应力强度因子为参量的裂纹扩展准则,从而成功地解释了低应力脆断事故。此后不久,又有人应用应力强度因子来处理疲劳裂纹扩展等其他有关裂纹的问题。
按线弹性力学求得的裂纹体的应力和应变通常是有奇异性的,即在裂纹顶端处的应力和应变为无穷大。这在物理上是不合理的。实际上,裂纹顶端附近的应力和应变很大,线弹性力学在裂纹顶端不适用。一般说,这些区域的情况很复杂,很多微观因素(如晶粒大小、位错结构等)对裂纹顶端应力场影响很大。线弹性断裂力学不考虑裂纹顶端的复杂情况,而采用裂纹顶端外部区域的应力状况来表征断裂特性。当外加载荷不大时,裂纹顶端附近一个小区域内的应力和应变的变化并不影响外面大区域内的应力和应变的分布,而且在小区域外围作用的应力、应变场可以由应力强度因子这个参量确定。对于这种载荷作用下裂纹的失稳和扩展,线弹性断裂力学是适用的。
线弹性断裂力学适用的载荷值根据经验可以由下面两个不等式确定:
,
,式中a为裂纹长度;B为构件厚度;σ为材料的屈服极限(见材料的力学性能);KI为在外载荷作用下,根据线弹性断裂力学计算得的应力强度因子。就是说,由外载荷算得的应力强度因子KI要满足这两个不等式。此外,在线弹性断裂力学中一般还要求在载荷下构件整体的响应是线性的。
线弹性断裂力学的几个重要理论成果如下:
①格里菲思能量准则 考虑一个含一长度为a的裂纹的物体(图1),物体每单位厚度的总势能为U(a),它是裂纹长度的函数。当裂纹长度a增加时,总势能减小,可认为外力有使裂纹扩展的趋势。势能随着裂纹扩展的减小率称为裂纹扩展力或应变能释放率,记为G:
。在外力作用下,裂纹虽有扩张趋势,但当外力没达到一定值时,它并不扩展;仅当外力加到一个临界值时,它才扩展。这是因为,要使裂纹扩展就要增加自由表面,从而会增加自由表面能,这相当于给裂纹扩展增加阻力。仅当有足够的表面能,裂纹才能扩展。设单位面积的表面能为γ,裂纹长度为a,则对于每单位的厚度,裂纹表面能为S=2aγ,表面能是裂纹长度a的函数。用表面能随裂纹长度的变化率可衡量裂纹扩展阻力R,即
。格里菲思提出的裂纹扩展能量准则是:裂纹扩展的临界条件是裂纹扩展力等于扩展阻力,即G=R。这个准则成功地解释了玻璃的脆断问题,但用于金属并不成功。1949年,英国的E.奥罗万修正了此准则。他除了考虑表面能外,还引进了塑性功。经他修正的准则在一定程度上也能应用于金属。
②应力强度因子准则 这是1957年欧文提出的一个脆性断裂准则。应力强度因子是裂纹顶端附近奇异应力-应变场的一个度量参量,当它达到一个临界值时,裂纹就开始扩展。
设外载荷和结构均以裂纹a为对称面,在裂纹顶端取坐标如图2所示。 根据弹性力学的计算,在裂纹顶端附近的应力场可以近似地写成如下形式:
,式中σx、σy、τxy为平面问题中的应力分量;r、θ为极坐标。上式在R很小的情况下,近似程度是很高的。从上式中可以看出:当r→0时,应力无限增大。式中的KI与坐标r、θ无关,是结构形式和外载荷等的函数,它是控制裂纹应力场的系数。欧文选用此量作为判断是否断裂的一个参量,称为应力强度因子。于是裂纹扩展的临界条件为KI=KIc,其中KIc为材料的平面应变断裂韧度,可由试验测定(见断裂试验),而KI可由弹性力学的方法求得。平面应变断裂韧度是反映物体断裂特性的重要参量,它的测定是断裂力学的基本内容。因为平面应变状态是实际工程结构中最危险的工作状态,所以平面应变断裂韧度是工程安全设计的重要参量。
③复合型断裂准则 在一般情况下,应力场对于裂纹面来说并不是对称分布的。但是,总可以把它分解为对称部分和反对称部分。反对称部分又可以分为面内和面外的(或称反平面的)两部分。根据对称部分的应力场可以定义应力强度因子KI;对于反对称的面内和面外两部分的应力场可以定义KⅡ和KⅢ。通常相应于KI、KⅡ和KⅢ的裂纹形式分别称为张开型、剪切型和撕开型(见断裂力学)。
复合型断裂就是KI和KⅡ(或KⅢ)同时存在的情况下的断裂现象,由于KⅡ(或KⅢ)的存在,即使在线弹性断裂力学适用的范围内,裂纹起始扩展时的KI也不等于KIc。复合型断裂准则就是要寻找KI、KⅡ和KⅢ的一个函数关系式f(KI,KⅡ,KⅢ),当这个关系式成立时,裂纹就扩展。在复合型断裂中,裂纹一般并不没着裂纹原来的方向扩展。裂纹扩展的方向和原来裂纹的方向之间的夹角称作断裂角。复合型断裂准则一般还应能够确定出断裂角。目前提出的复合型断裂准则的适用范围还较窄,当KI/KⅡ值较大时,理论所得的结果和实验结果比较接近,而当KI/KⅡ值较小时,现有理论和实验结果差距较大。
参考书目
E. Orowan, Fracture and Strength of Solids, Report on Progress in Physics, Vol. 12, London, 1949.
G. R. Irwin, Analysis of Stresses and Strains near the Endof Crack Traversing a Plate, Journal of Applied Mechanics,Vol.24, No.4, 1957.
早在1921年,英国的A.A.格里菲思就根据裂纹体的应变能,提出了裂纹失稳扩展准则──格里菲思准则,它可以解释为什么玻璃实际断裂强度比理论值低得多,由此还可得到裂纹体能量释放率的概念,这一概念后来成为线弹性断裂力学的基本概念之一。1957年,美国的G.R.欧文通过分析裂纹顶端附近区域的应力场,提出应力强度因子的概念,并建立了以应力强度因子为参量的裂纹扩展准则,从而成功地解释了低应力脆断事故。此后不久,又有人应用应力强度因子来处理疲劳裂纹扩展等其他有关裂纹的问题。
按线弹性力学求得的裂纹体的应力和应变通常是有奇异性的,即在裂纹顶端处的应力和应变为无穷大。这在物理上是不合理的。实际上,裂纹顶端附近的应力和应变很大,线弹性力学在裂纹顶端不适用。一般说,这些区域的情况很复杂,很多微观因素(如晶粒大小、位错结构等)对裂纹顶端应力场影响很大。线弹性断裂力学不考虑裂纹顶端的复杂情况,而采用裂纹顶端外部区域的应力状况来表征断裂特性。当外加载荷不大时,裂纹顶端附近一个小区域内的应力和应变的变化并不影响外面大区域内的应力和应变的分布,而且在小区域外围作用的应力、应变场可以由应力强度因子这个参量确定。对于这种载荷作用下裂纹的失稳和扩展,线弹性断裂力学是适用的。
线弹性断裂力学适用的载荷值根据经验可以由下面两个不等式确定:
,
,式中a为裂纹长度;B为构件厚度;σ为材料的屈服极限(见材料的力学性能);KI为在外载荷作用下,根据线弹性断裂力学计算得的应力强度因子。就是说,由外载荷算得的应力强度因子KI要满足这两个不等式。此外,在线弹性断裂力学中一般还要求在载荷下构件整体的响应是线性的。
线弹性断裂力学的几个重要理论成果如下:
①格里菲思能量准则 考虑一个含一长度为a的裂纹的物体(图1),物体每单位厚度的总势能为U(a),它是裂纹长度的函数。当裂纹长度a增加时,总势能减小,可认为外力有使裂纹扩展的趋势。势能随着裂纹扩展的减小率称为裂纹扩展力或应变能释放率,记为G:
。在外力作用下,裂纹虽有扩张趋势,但当外力没达到一定值时,它并不扩展;仅当外力加到一个临界值时,它才扩展。这是因为,要使裂纹扩展就要增加自由表面,从而会增加自由表面能,这相当于给裂纹扩展增加阻力。仅当有足够的表面能,裂纹才能扩展。设单位面积的表面能为γ,裂纹长度为a,则对于每单位的厚度,裂纹表面能为S=2aγ,表面能是裂纹长度a的函数。用表面能随裂纹长度的变化率可衡量裂纹扩展阻力R,即
。格里菲思提出的裂纹扩展能量准则是:裂纹扩展的临界条件是裂纹扩展力等于扩展阻力,即G=R。这个准则成功地解释了玻璃的脆断问题,但用于金属并不成功。1949年,英国的E.奥罗万修正了此准则。他除了考虑表面能外,还引进了塑性功。经他修正的准则在一定程度上也能应用于金属。
②应力强度因子准则 这是1957年欧文提出的一个脆性断裂准则。应力强度因子是裂纹顶端附近奇异应力-应变场的一个度量参量,当它达到一个临界值时,裂纹就开始扩展。
设外载荷和结构均以裂纹a为对称面,在裂纹顶端取坐标如图2所示。 根据弹性力学的计算,在裂纹顶端附近的应力场可以近似地写成如下形式:
,式中σx、σy、τxy为平面问题中的应力分量;r、θ为极坐标。上式在R很小的情况下,近似程度是很高的。从上式中可以看出:当r→0时,应力无限增大。式中的KI与坐标r、θ无关,是结构形式和外载荷等的函数,它是控制裂纹应力场的系数。欧文选用此量作为判断是否断裂的一个参量,称为应力强度因子。于是裂纹扩展的临界条件为KI=KIc,其中KIc为材料的平面应变断裂韧度,可由试验测定(见断裂试验),而KI可由弹性力学的方法求得。平面应变断裂韧度是反映物体断裂特性的重要参量,它的测定是断裂力学的基本内容。因为平面应变状态是实际工程结构中最危险的工作状态,所以平面应变断裂韧度是工程安全设计的重要参量。
③复合型断裂准则 在一般情况下,应力场对于裂纹面来说并不是对称分布的。但是,总可以把它分解为对称部分和反对称部分。反对称部分又可以分为面内和面外的(或称反平面的)两部分。根据对称部分的应力场可以定义应力强度因子KI;对于反对称的面内和面外两部分的应力场可以定义KⅡ和KⅢ。通常相应于KI、KⅡ和KⅢ的裂纹形式分别称为张开型、剪切型和撕开型(见断裂力学)。
复合型断裂就是KI和KⅡ(或KⅢ)同时存在的情况下的断裂现象,由于KⅡ(或KⅢ)的存在,即使在线弹性断裂力学适用的范围内,裂纹起始扩展时的KI也不等于KIc。复合型断裂准则就是要寻找KI、KⅡ和KⅢ的一个函数关系式f(KI,KⅡ,KⅢ),当这个关系式成立时,裂纹就扩展。在复合型断裂中,裂纹一般并不没着裂纹原来的方向扩展。裂纹扩展的方向和原来裂纹的方向之间的夹角称作断裂角。复合型断裂准则一般还应能够确定出断裂角。目前提出的复合型断裂准则的适用范围还较窄,当KI/KⅡ值较大时,理论所得的结果和实验结果比较接近,而当KI/KⅡ值较小时,现有理论和实验结果差距较大。
参考书目
E. Orowan, Fracture and Strength of Solids, Report on Progress in Physics, Vol. 12, London, 1949.
G. R. Irwin, Analysis of Stresses and Strains near the Endof Crack Traversing a Plate, Journal of Applied Mechanics,Vol.24, No.4, 1957.
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