岩石的扰动状态本构模型研究

对岩石的扰动状态概念模型进行了具体的研究.分析了相对完整状态、完全调整状态的选择,根据岩石的内部微结构变化的特点修改了扰动函数,提出了一般形式的扰动状态本构方程的数值解法,并将理论计算结果与实验结果相比较,证明扰动状态概念是一种能较好模拟工程材料本构关系的方法.     

水电站边坡滑面强度参数反演

该边坡为大坝建设区安全、稳定性要求最高的边坡,其整体稳定性直接影响到坝段的成立,对坝址的选择具有决定性的影响.对该区域的地质、水文资料的观测推测该边坡整体上不稳定,在现有资料的分析基础上,判断该边坡可能的破坏模式为覆盖层内部的滑动和沿基覆界面的深层滑动.基于现场量测结果和边坡安全系数的计算方法,对边坡的土体力学强度参数进行安全参数反演分析.     

油用牡丹茎秆切割本构方程及其参数测定

【目的】油用牡丹是我国特有的木本油料树种,属于多年生小灌木,其果实采收可以采用茎秆切割的方式,而灌木茎秆切割机理研究一直是林业生产中的难点问题之一。研究灌木茎秆在不同应变率下的动态力学性能并建立其本构模型对茎秆切割有着重要意义。【方法】通过准静态拉伸试验和动态拉伸试验,研究茎秆塑性变形特点,并提出以JohnsonCook模型作为本构模型,根据模型参数的物理意义,试验拟合得到模型参数。采用ANSYS/LS-DYNA软件模拟分析了油用牡丹茎秆切割过程,并对仿真结果与试验结果进行了相关性分析。【结果】准静态拉伸试验结果表明茎秆断裂过程存在明显的应变硬化现象;动态拉伸试验结果说明茎秆断裂存在显著的应变率效应,拉伸强度随应变率增加而增加;基于试验结果拟合得到了Johnson-Cook模型作为茎秆本构方程时的材料参数值;应用这些参数的模型在茎秆切割仿真中,切割力与切割能量与试验结果对比均无显著性差异,验证了本构方程及参数测定的准确性。【结论】基于Johnson-Cook模型建立了油用牡丹茎秆切割本构方程并验证了其可靠性,为油用牡丹茎秆切割性能的数值模拟研究及采摘机割刀设计提供了依据。     

金属有限变形问题中应力应变的选择

在假设弹性系数为常数的前提下,采用有限变形弹塑性有限元法,研究了单向压缩时如何用简单的幂次本构关系来逼近载荷－位移实验曲线,将这一本构关系推以多维弹塑性大变 ,用于解决金属成型问题时,受变形大小的限制嘱 用具有能量共轭关系的旋转克希霍夫应力和对数应变进行计算,则不受变形大小的限制,可得到满意的计算结果。     

混凝土受压性能的非均质细观数值模拟

将混凝土看作是由骨料、砂浆及它们之间的界面组成的三相复合材料,在细观层次上建立了非均质混凝土棱柱体试件的随机骨料模型,分别赋予细观单元弹脆性损伤本构关系或弹塑性本构关系,研究了采用不同本构关系的混凝土棱柱体试件在单轴压缩荷载作用下的细观损伤演化过程,获得了相应的混凝土单轴受压宏观应力-应变曲线,并将计算结果与试验结果做了比较.结果表明:混凝土试件的破坏是由于细观损伤的积累导致的;非均质模型计算所得的宏观应力-应变曲线上升段与试验结果吻合相对较好,弹塑性本构模型计算所得的曲线下降段比弹脆性模型更接近于试验曲线.     

层状岩体各向异性弹塑性本构模型的数值实现

层状岩体具有明显的各向异性变形和强度特性,与均质岩体相比其稳定性及破坏条件表现的极为复杂,因而岩体的各向异性本构关系成为重要的研究课题。在研究层状岩体各向异性等效弹性参数及ABAQUS自带节理材料模型基础上,结合层状岩体弹性参数的各向异性研究,采用FORTRAN语言编制了本构子程序,使层状岩体各向异性弹塑性模型得以数值实现。以某岩质边坡为数值算例,采用多种工况对比分析,验证了层状岩体各向异性弹塑性数值模型的可靠性,从而为实际工程中研究层状岩体的各向异性特征提供数值计算基础。     

方钢管再生混凝土框架柱的非线性有限元分析

为进一步研究方钢管再生混凝土框架柱在地震反复荷载下的抗震性能,基于试验结果,选择合理的材料本构关系及破坏准则,采用有限元软件ABAQUS对试验中框架柱的抗震性能进行非线性分析,得到其荷载-位移滞回曲线。在此基础上对方钢管再生混凝土框架柱进行了参数分析,分析了核心混凝土等级、再生骨料替代率这2个参数对框架柱抗震性能的影响。研究结果表明,该模型的计算结果较为准确,计算得到的荷载-位移滞回曲线与试验实测结果吻合较好;提高核心混凝土等级,试件的承载力提高明显,但后期变形能力差,延性较差;增大再生骨料替代率可以明显改善试件的延性,但会降低试件所能达到的极限荷载。研究结果可供实际工程需要及试验设计参考。     

圆不锈钢管混凝土轴压力学性能的有限元分析

在确定了不锈钢与核心混凝土的材料本构模型、单元类型以及界面接触模型的基础上,根据构件的几何和材料非线性,建立了圆不锈钢管混凝土轴压构件的有限元模型.算例分析结果表明,有限元计算和试验结果总体上吻合良好.利用有限元模型,比较了不锈钢管混凝土和普通钢管混凝土轴压构件的荷载-变形关系曲线.     

玉米秆粉粒体压制成型模型的研究

通过密闭型圆筒准静态压缩试验,推导并建立了玉米秆粉粒体压制成型的本构方程,并用有限元模型进行了模拟。对压制成形的网格变形图、应变分布以及载荷位移曲线的分析表明,理论结果与试验结果一致。     

黏土弹塑性变形的数值模拟方法研究

在对黏土土样进行典型土力学实验的基础上,根据岩土材料的弹塑性理论,选取适用于岩土类材料的Drucker-Prager准则和与之相关的流动法则,对土样单轴压缩实验采用有限元软件进行数值模拟。模拟与试验结果比较表明:预测得到的屈服面与试验所得破坏面的方位吻合很好,证明所选的土的弹塑性模型是正确的;笔者提出的从土样试验提取模型参数,并根据土样特征选取相应模型进行数值计算的研究方法是可行的,适用用于土工程屈服失效问题的数值计算。     

动力系统模型在社会治安问题中的应用

文章提出了一个社会治安问题的动力系统模型,并对该模型做了稳定性分析和数值模拟,结果说明社会治安状况在经过短时期的震荡后会恢复到一个稳定状态。     

深冷型远洋金枪鱼延绳钓船的技术经济分析

在掌握大量相关资料的基础上，用系统分析的方法，对深冷型远洋金枪鱼延绳钓船的技术经济特征进行了分析，首先建立目标函数的数学模型，并对该数学模型的特性进行分析。在此基础上，采用SA算法（模拟退火算法）与单纯形加速法相结合的方式，在单目标下对最优船型进行了论证，并对最优船型参数的稳定性予以分析。其结论可供船舶选型时参考。     

考虑二阶弯矩效应的自由扭转圆曲梁静力分析

针对拱形温室结构在轴向风荷载作用下的受力变形及屋面荷载作用下平面外稳定问题,根据考虑曲梁的大位移特征及二阶弯矩效应,建立圆曲梁的弯矩平衡方程,结合其他平衡方程、几何方程、物理方程,获得非线性圆曲梁挠度和扭转角的控制方程,得到含系数的圆曲梁几何非线性位移、变形和内力模型,给出圆曲梁几何非线性位移及内力的计算方案。鉴于圆曲梁的受力变形与圆拱平面外失稳特征变形的相似性,在此研究的基础上,分析圆拱平面外失稳问题,给出圆拱平面外分岔失稳临界荷载的计算方法。分析结果表明:本研究得到的圆曲梁几何非线性静力分析模型,可用于拱形温室屋面结构的非线性受力分析及平面外分岔及极值点失稳计算。     

超高岩质边坡稳定性分析

为了保证超高岩质边坡在施工过程中的安全稳定性,利用数值模拟方法对连云港港东疏港高速公路岩质边坡施工开挖过程中不同工况进行了模拟,并将得到的应力、位移变化与现场安全监测结果进行对比分析,从而对边坡的稳定性进行了可靠评价。     

地下电站厂房层状围岩位移的动态效应研究

层状复合围岩岩体软硬相间，不满足均匀、连续及各向同性的要求．研究依据多种测试手段，对开挖后围岩的稳定性和变形进行实时监测．并对数值模型进行三维非线性弹塑性计算、分析，比较准确地预测了围岩的动态变化过程，研究了层状围岩位移和应力的变化规律。     

用边界元法分析纳米硬度实验中的位错生成

利用边界积分方法及基于Peierls-Nabarro模型的位错理论,分析了理想纳米触头下位错的生成, 得到了滑移原子层上相对滑移量、位错产生的临界载荷以及激发位错所需的激发能。导出了位错产生临 界载荷的近似解析式。用于验证数值分析结果的有效性。该方法在连续力学的计算中引入了包含原子信 息的层间势能函数,为分析多尺度的力学问题提供了有效的方法。     

基于CAESARⅡ的埋地热油管道应力计算

对于埋地管道,土壤和管道的相互作用是管道应力分析的重要组成部分,研究管道周围土壤的力学特性至关重要。基于CAESARⅡ应力软件建立了合理的埋地热油管道应力分析模型并进行数值计算,分析了操作温度与安装温度差值、管道埋深、土壤内摩擦角等参数对管道局部推力和位移的影响。研究表明:管道内外温差、埋深及土壤内摩擦角对埋地管道地上和地下部分的应力、位移、固定墩推力的大小和方向影响较大,设计时必须对土壤参数进行准确界定,以期达到理想效果。     

作物品种区域试验非平衡资料的分析方法——单一性状的分析

本文运用混合线性模型的分析原理,提出了作物区域试验非平衡数据的统计分析方法。用MINQUE法估算各项方差分量,然后对品种效应的线性对比作显著性测验。品种稳定性分析采用Jackknife数值重复抽样方法,计算回归参数的估计值及其标准误,并通过分析回归参数置信区间来评价稳定性。作为分析区域试验非平衡数据的实例,分析了黄河流域棉花区域试验的皮棉产量。     

立式储罐静力分析的简化有限元模型

有效的有限元模型以及合理的网格划分是大型储罐局部缺陷应力分析的基础.为了在保持计算精度的同时降低大型储罐有限元计算的计算量,通过初步分析弹性地基接触模型计算的储罐沉降和变形,结合底板的应力分布和变形特点,将储罐底板翘离位置截面上的位移作为边界条件代替未翘离的底板和整个地基,进而得到简化的二维储罐模型,通过研究各方向网格...     

考虑脉动风速的平面刚架日光温室结构动力响应规律

日光温室骨架结构属轻型结构,跨度较大,对风荷载较为敏感。为解决风荷载作用下日光温室的动力响应问题,确定骨架结构危险截面的位置,基于Timoshenko梁理论,提出平面刚架模型的日光温室在风荷载作用下的动力响应分析的被研究块体方法。首先根据Timoshenko梁微元体思想,设计被研究块体的构成方式;基于Timoshenko梁理论,推导出平面刚架模型的日光温室钢骨架结构的控制方程,给出了算法的实现过程。然后采用两端自由的变截面梁的弯曲波传播算例,验证方法的有效性。在数值模拟风速、实测风速作用下分别对平面刚架模型的日光温室骨架结构动力响应进行时程分析,得到钢骨架的节点位移和截面应力空间最大值的位置。结果表明:位移的2次峰值分别在迎风面高度1和3m附近,钢骨架中最危险的截面为温室左端附近,应力最大值为321MPa,弯曲应力是引起应力迅速增加的主要原因。脉动风荷载作用的节点位移和截面应力明显大于平均风荷载作用的相应值。日光温室钢骨架结构的动力响应分析需要考虑脉动风荷载的作用,且不能忽略弯曲应力对截面内力的影响。