桁架桥力学稳定性有限元分析开题报告

全文总字数：3556字

1. 研究目的与意义（文献综述）

课题背景桁架作为一种稳定的结构形式，其轻便可靠、节省材料、通透性好、拼装方便等特点[1]使得桁架广泛地应用于桥梁工程中。随着科学技术的进步，桥梁的跨径长大化发展，对于桥梁的静力[2]、稳定性[3]、抗震性能[4]、抗风性能[5]等参数的研究要求越来越精细化，借助工程软件进行分析成为了一种高效的手段。

国内、外研究现状 目前国内的桥梁建筑水平已经能够达到世界领先，但是与国外顶尖相比还是一些差距。其差距主要在于我国没有系统化的工程分析软件，被国外垄断；在局部精细化、整体美观化方面略显不足。目前桁架桥结构研究方向有如下几个方面：新型探伤检测方法的研究[6,7]、延续桥梁寿命的研究[8]以及新型材料的应用研究[9]。相较于国外（外文）文献，国内研究还处于更为基础的阶段，鲜有拿出全新的观点或研究方法来推动世界的整体研究。但差距正在逐渐缩小。许多国内的研究正走在世界前列。

本课题研究工作及其目的意义目的：培养学生综合运用所学知识，结合实际独立完成课题的工作能力；考察学生对于各类工程软件（如cad、soildworks等绘图软件和comsol、ansys等有限元分析软件）和计算机的使用和掌握能力，对本科课程所学的理论力学、材料力学等力学知识的了解的广度、深度以及应用能力，运用理论结合实际处理问题的能力，外语水平能力，实验能力以及口头和书面表达的能力。 意义：对于增强事业心与责任感，提高毕业生全面素质具有重要的意义。毕业设计通过深入实践、了解社会、完成毕设任务或撰写论文等诸多环节，着重培养学生综合分析和解决问题的能力、独立工作能力、组织管理能力以及社交能力；同时对学生的思想品德、工作态度以及生活作风等诸方面都会有很大影响对于增强事业心与责任感，提高毕业生全面素质具有重要的意义。毕业设计是学生在校期间学习和综合训练阶段，是学习深化、拓宽、综合运用所学知识的重要过程，是学生学习、研究、与实践成果的全面总结，是学生综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验，是实现学生从在校学习到岗位工作的过渡环节，是学生毕业及学位资格认定的重要依据，是衡量高等教育办学质量和办学效益的重要评价内容。

2. 研究的基本内容与方案

本课题内容桁架桥指利用桁架作为上部结构主要承重部件的桥梁。其特点在于轻便可靠，在工程应用中特别是作为临时工程建筑应用广泛。本项目以简易桁架桥为研究对象，利用仿真软件[10,11] 对其进行三点受力稳定性分分析，分析结果包括应力分布与应力应变关系。[12]拟采用的技术方案与措施 1，总体技术方案COMSOL Multiphysics是以有限元法[13]为基础，通过求解偏微分方程（单场）或偏微分方程组（多场）来实现真实物理现象的仿真，用数学方法求解真实世界的物理现象。在本课题中，使用COMSOL软件中的结构力学模块 (Structural Mechanics Module)，导入外部CAD软件建立的简易桁架桥模型，对该模型进行有限元物理仿真。2，具体实施措施与方案首先使用SoildWorks、AutoCAD或者COMSOL内嵌的CAD软件进行简易桁架桥的建模，计算不同工况下桁架上的荷载[14,15]，并进行在这些工况关于结构变形、结构应力、结构稳定性的有限元物理分析。[16]各项分析的相关物理值分别有： 结构变形：挠度、刚度； 结构应力：许用弯应力、许用剪应力； 结构稳定性：稳定安全系数； 综合分析各项数据，得出该模型结构和应力特点。

3. 研究计划与安排

第一周：利用知网、学校图书馆、谷歌学术等网站进行文献的查阅，初步了解课题相关知识；第二周：将查阅到的文献进行整理归纳，对外文文献进行翻译，开始撰写开题报告；第三周：完成开题报告，并针对具体研究方向进行补充了解；第四周：学习COMSOL等工程软件；第五周：基本掌握COMSOL等工程软件 ；第六周：设计并建立简要桁架的基本模型；第七周：建立简要桁架的基本模型；第八周：计算桁架上的荷载和组合；第九周：对模型进行有限元物理仿真（结构变形分析）；第十周：对模型进行有限元物理仿真（结构应力分析）；第十一周：对模型进行有限元物理仿真（结构稳定分析）；第十二周：分析模型结构和应力特点；第十三周：开始撰写毕业论文；第十四周：完成毕业论文；第十五周：讨论并修改论文细节，进行毕业论文的答辩。

4. 参考文献（12篇以上）

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