基于ADINA的沥青路面结构力学响应特征研究

为研究雄黄高速不同等级、不同改良深度盐渍土路基下的沥青路面结构层力学响应特征,文章采用了相似比尺与仿真模型计算的方法,对沥青路面结构层的应力、位移展开分析。研究表明,公路等级不同,但断面应力、Z向位移变化均会保持一致性;公路等级越高,沥青结构层应力波动性、位移变化均会越小。盐渍土路基改良深度对应力响应变化影响较小。

ADINA有限元源代码应用及二次开发研究

ADINA(automatic dynamic incremental nonlinear analysis,ADINA)84作为大型通用有限元程序,具有非常强大的非线性计算能力,广泛运用于各种工程数值模拟分析领域,但对其源代码的解析以及如何运用源代码并对源代码进行二次开发的研究较少。通过对源代码深入解析,基于广义胡克定律编写材料子程序并编译了相对应的求解器,对比验证了求解器和材料子程序的计算准确性,为ADINA源代码的使用提供了详细说明,同时为本构模型二次开发提供参考,为国产专用有限元软件开发提供新的思路。

基于ADINA的岩石边坡动力响应及稳定性研究

研究边坡动力响应规律对我国西部边坡的稳定性具有重要意义。以西部某工程边坡为研究对象,利用有限元软件ADINA设置黏弹性人工边界、使用弹簧单元定义黏弹性的接地弹簧边界、模拟远域地基辐射阻尼对地震波产生的影响,研究了边坡基于时程分析法的动力响应与抗滑稳定性。结果表明:案例边坡各测点的水平向加速度与位移时程曲线均伴随动力荷载震荡变化并最终趋于收敛,水平向加速度与地震动力时程具有震荡高相似性,加速度收敛于0,各测点变形则以震荡形式逐渐向变形增大的方向累积发展。稳定性系数随地震波发生振荡,呈现向稳定性系数减小的演化趋势,并最终趋向于定值2.67。图8幅,表1个。

黏弹性人工边界在ADINA中的应用

探讨利用AD INA的弹簧阻尼单元模拟黏弹性人工边界的方法,并进行了均匀半空间算例与成层半空间的计算,验正了采用的黏弹性人工边界具有较高的精度,可以方便的应用于波动问题的模拟解析,从而可以有效地分析结构—地基的动力相互作用问题。

改进的西原模型及其在ADINA程序中的实现

通过对现有流变模型的分析及大量的冻土单轴蠕变试验表明:可以用非线性牛顿体替代线性牛顿体对西原模型进行改进。利用Mises屈服准则推导出用于数值计算的黏弹塑性材料柔度矩阵,并成功地添加到了ADINA有限元程序中。通过对淮南某深表土冻结井筒开挖过程的数值模拟和现场实测数据对比表明:改进的西原模型用于深井冻结壁的有限元计算分析是可行的。

高含硫钻井软关井水击压力的ADINA模型

高含硫地质环境下钻井溢流发生时,及时关井非常重要,但关井产生的水击压力,可能使防喷器超压,而且易在井内最薄弱的环节发生压漏地层事故。通过对ADINA有限元软件的分析模拟计算,提出钻井溢流发生时关井的水击压力可用ADINA有限元软件来进行计算,模拟计算结果表明:"软关井"时水击压力波动较大,井口接近完全关闭时,水击压力突然增大;水击压力由井口到井底逐渐减小,井越深,井底作用的水击压力就越小。"软关井"水击压力的ADINA模型为关井水击压力的计算提供了新方法。

粒子群算法和ADINA在土石坝参数反演中的联合应用

针对土石坝的反馈分析问题,采用Fortran语言编程,实现了粒子群优化算法与商业有限元软件ADINA之间的无缝连接,使整个计算过程自动化;应用OpenMP方式同时调用多个ADINA求解器,启用多核处理器进行并行计算,提高了计算效率。以糯扎渡超高心墙堆石坝为例,对粗堆石料Ⅰ区材料应用不同种群规模粒子群进行参数反分析,结果表明,将粒子群算法与ADINA联合应用于土石坝参数反演是可行的,并行算法也具有明显的优越性。

ADINA有限元软件中材料本构的二次开发

美国ADINA R&D公司开发的软件产品ADINA经过20多年的商业开发,目前已成为全球最重要的非线性求解软件,尤其对结构非线性、流-固耦合等复杂问题的求解具有强大优势,被认为是非线性有限元发展方向的先导。然而,任何商业化的有限元软件都不可能满足客户的所有要求,例如,ADINA软件中没有岩土工程领域常用的Duncan-Chang模型。以土工数值分析中广泛应用的Duncan-Chang E-B模型为例,介绍在ADINA软件中进行材料本构二次开发的方法,给出了开发过程,通过对3个常规三轴压缩模型的数值模拟验证程序的可靠性。结果表明,基于ADINA开发的材料本构模型具有计算速度快、精度高和前后处理快捷方便的优点。另外,验证结果也表明该软件具有超强的非线性求解能力和可靠的求解结果。

基于ADINA的边坡开挖变形分析

采用 ADINA 对边坡开挖变形进行数值模拟,建立二维有限元分析模型,对比分析了先开挖后支护与边开挖边支护两种施工方案对边坡变形的影响,并且对锚杆水平位移变化规律进行了分析。分析结果表明:边坡卸荷变形和开挖回弹与施工方案的选择有着密切的关系。

复合土钉墙变形性能的三维弹塑性ADINA有限元分析

运用大型非线性有限元软件ADINA,模拟某深基坑土钉+水泥土搅拌桩复合土钉墙基坑开挖与支护的施工过程,建立了整体三维有限元模型,模型考虑了基坑的整体空间作用,克服了二维平面或局部的三维有限元模型分析的不足.分别得出了基坑的整体位移、开挖面的水平位移、坑后地面沉降的位移、坑底隆起的位移,并与现场实测值进行了对比.结果表明,计算值与实测值基本吻合,说明建立的非线性有限元计算模型和分析方法是可靠的,能够较好地运用于实际工程的分析和预测.

基于ADINA分析的连续回转电液伺服马达结构优化及性能研究

为了改善连续回转电液伺服马达的超低速性能,采用ADINA软件对钢壳及铝壳电液伺服马达的配油盘进行了有限元分析,在系统开环性能实验基础上,对现有钢壳及铝壳连续回转电液伺服马达进行了低速性能对比实验,结果表明在油压的作用下,铝壳马达配油盘产生较大的变形及端面间隙,内泄漏是铝壳马达产生低速脉动及爬行现象的主要原因,为此对配油盘结构及叶片顶廓形状进行了优化,使变形量及内泄漏大为减少,且改进后的叶片最大压力角为14.043度。该研究为新型连续回转电液伺服马达的设计奠定了基础。

基于逆向工程的三维复杂地质体精细建模及ADINA前处理在FLAC^(3D)建模中的应用

逆向工程技术作为一门新兴学科在复杂模型建模方面具有独特优势,并在许多领域得到了广泛的应用,在此基础上本文首次提出了基于逆向工程的三维复杂地质体精细建模技术,使得建立模型达到既"可视"又"可算"的目的。利用现行大型通用有限元仿真平台(ABAQUS,ADINA,ANSYS等)良好的网格划分功能且具有与CAD/CAM软件有着良好的接口这一优点,对模型进行网格划分,然后转换为FLAC3D能够接受的格式,从而克服了FLAC3D在前处理建模方面的不足。以ADINA为例对相应的接口程序开发过程进行了阐述,将上述技术方法应用于工程实例,取得了很好的效果。

基于ADINA、ANSYS、FLAC的强度折减法

与传统极限平衡法相比,强度折减法有众多优势。计算程序和屈服准则是影响强度折减求安全系数的重要因素。以某复杂边坡为例,通过ANSYS-ADINA和ANSYS-FLAC接口程序,建立ADINA、ANSYS、FLAC同套网格模型,克服网格对安全系数的影响。计算中分别选用M-C和D-P准则,分析得出:相对于D-P准则,M-C准则求得的安全系数偏于保守;对于一系列的D-P准则,外角点外接圆D-P和内切圆D-P求得的安全系数分别对应上限和下限;对于同种屈服准则,有限差分法比有限元法求得的安全系数略大。

ADINA软件在土石坝渗流场计算中的应用

根据基本方程及定解条件的比较分析，将ADINA软件的温度场模块分析功能应用于渗流场的分析，并采用死活单元技术，通过迭代算法计算自由水面位置（浸润线），解决了实际工程观音岩心墙土石坝渗流稳定问题的求解。该方法可以解决复杂边界、多种介质的渗流问题，为实际工程设计应用提供强有力的途径。

基于ADINA的A356铝合金压铸模成型数值模拟分析

针对压铸的特点,在对压铸模传热过程合理简化的基础上,描述了适合于数值模拟的压铸模具温度场数学模型,以及求解压铸模具温度场的边界条件,并采用专用分析软件ADINA对铝合金压铸模进行了压铸过程温度场数值模拟分析。

基于ADINA软基上地震动输入方法研究及其应用

针对传统的刚性边界模型不能真实反映结构与地基的相互作用且对结构的动力响应影响较大的问题,研究了ADINA中实现软基上等效一致黏弹性人工边界及在该边界上波动输入的方法和技术,将其应用于某软基上泵站的三维结构—地基—水体有限元模型,在地震荷载下对结构进行动力分析,并与传统无质量地基模型结果进行对比,发现考虑地基辐射阻尼能有效降低泵站的动力响应,表明本文方法可行、有效。

基于ADINA的梭式止回阀流固耦合性能分析及优化

梭式止回阀作为管道非能动技术的关键组成部分,可以在无人力或外加动力驱动下自动实现管道系统的安全保障作用,可以有效地降低输流管道中意外事故的发生。围绕大口径梭式止回阀的流固耦合性能数值分析展开,以ADINA软件为平台,建立梭式止回阀的流固耦合有限元模型,对管道流场进行动态分析,给出了数值模拟计算数据。根据分析结果,对梭式止回阀的结构设计提出了优化方案,使梭式止回阀在管道流体中的运动流场更趋于平稳,从而有利于提高梭式止回阀的使用寿命及安全性。

基于ADINA的拱坝坝肩岩体应力变形分析

拱坝的安全和稳定在很大程度上依赖于坝肩岩体的应力变形程度。基于有限元分析软件ADINA,结合某工程拱坝建立三维有限元模型,模拟计算了正常蓄水位工况下的3个典型高程所在截面的应力变形情况。研究结果表明,坝肩岩体的位移、应力分布规律较好,应力变形值都在允许的范围内。

基于ADINA的软土坝基沉降分析

为了预测拟建软土坝基的沉降量,弄清软土坝基的沉降规律及孔隙水压力的消散规律,本文采用有限元分析程序,对大坝软土坝基的沉降进行了分析研究。研究结果表明:大坝的沉降经历了初始沉降、快速沉降和缓慢沉降3个阶段;通过分析,获得了坝基的沉降规律为Hill模型,孔隙水压力的消散规律为指数衰减Expdec2模型,并得出了坝基的沉降量、附加沉降量及水平位移值,为大坝建设和类似坝基沉降预测提供了有价值的参考。

基于ADINA的桩土相互作用分析

基于大型通用数值计算平台ADINA建立三维数值模型,分别结合相互作用三维接触模型和p-y曲线简化分析模型模拟桩土系统在水平荷载作用下的桩顶位移变化规律,计算分析表明:计算结果与实际测量值基本一致,验证了两种建模方式的合理性和正确性。在此基础上进一步对p-y曲线简化分析模型在不同水平荷载作用下的工作性状进行分析,计算结果表明p-y曲线简化分析模型能较好地模拟桩土间的相互作用行为,将其应用到桩基相关抗震设计中能明显减少计算求解消耗。