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近场动力学与有限元方法耦合求解热传导问题 被引量:16
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作者 刘硕 方国东 +2 位作者 王兵 付茂青 梁军 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期339-348,共10页
求解含裂纹等不连续问题一直是计算力学的重点研究课题之一,以偏微分方程为基础的连续介质力学方法处理不连续问题时面临很大的困难.近场动力学方法是一种基于积分方程的非局部理论,在处理不连续问题时有很大的优越性.本文提出了求解含... 求解含裂纹等不连续问题一直是计算力学的重点研究课题之一,以偏微分方程为基础的连续介质力学方法处理不连续问题时面临很大的困难.近场动力学方法是一种基于积分方程的非局部理论,在处理不连续问题时有很大的优越性.本文提出了求解含裂纹热传导问题的一种新的近场动力学与有限元法的耦合方法.结合近场动力学方法处理不连续问题的优势以及有限元方法计算效率高的优势,将求解区域划分为两个区域,近场动力学区域和有限元区域.包含裂纹的区域采用近场动力学方法建模,其他区域采用有限元方法建模.本文提出的耦合方案实施简单方便,近场动力学区域与有限元区域之间不需要设置重叠区域.耦合方法通过近场动力学粒子与其域内所有粒子(包括近场动力学粒子和有限元节点)以非局部方式连接,有限元节点与其周围的所有粒子以有限元方式相互作用.将有限元热传导矩阵和近场动力学粒子相互作用矩阵写入同一整体热传导矩阵中,并采用Guyan缩聚法进一步减小计算量.分别采用连续介质力学方法和近场动力学方法对一维以及二维温度场算例进行模拟,结果表明,本文的耦合方法具有较高的计算精度和计算效率.该耦合方案可以进一步拓展到热力耦合条件下含裂纹材料和结构的裂纹扩展问题. 展开更多
关键词 近场动力学 耦合 有限元法 热传导
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岩质边坡开挖过程模拟的动态有限单元法 被引量:11
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作者 殷德胜 汪卫明 陈胜宏 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期2217-2224,共8页
借鉴流形元的思想,提出三维岩质边坡开挖过程模拟的动态有限单元法。该方法在模拟边坡开挖过程中,建立有限元网格时仅需考虑结构面和复杂地形,而不用考虑开挖面的位置;开挖面信息仅作为动态参数在计算过程中实时输入,大幅度降低了前处... 借鉴流形元的思想,提出三维岩质边坡开挖过程模拟的动态有限单元法。该方法在模拟边坡开挖过程中,建立有限元网格时仅需考虑结构面和复杂地形,而不用考虑开挖面的位置;开挖面信息仅作为动态参数在计算过程中实时输入,大幅度降低了前处理的难度。该方法根据几何拓扑判断,计算确定单元中的保留域和开挖域。运用常规有限元的位移插值模式,组装整体刚度矩阵和荷载向量,并运用加密高斯点法完成数值积分。其中,整体刚度矩阵来源于保留域,开挖域则提供开挖荷载。编制相应的计算程序,并将其应用于小湾孔雀沟料场边坡的开挖仿真分析中,通过该方法计算结果与常规有限元法计算结果进行对比,证明该方法的有效性。该方法的最大优点在于前处理简单,能运用于复杂边坡、洞室的快速开挖仿真和体型优化分析中。 展开更多
关键词 边坡工程 开挖 加密高斯积分 动态有限元法
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双连拱隧道施工力学数值模拟与施工方法比选 被引量:32
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作者 赵玉光 张焕新 +2 位作者 林志远 李晓洪 杨峥 《广西交通科技》 2003年第4期25-30,共6页
针对广惠高速公路小金口双连拱隧道在不同施工方法下围岩和隧道支护结构的力学问题,运用有限元的方法对三导坑开挖法和上下台阶开挖法进行了动态数值模拟,首次建立了在不同施工工序下围岩的应力场、位移场,进而对这两种施工方法进行了比... 针对广惠高速公路小金口双连拱隧道在不同施工方法下围岩和隧道支护结构的力学问题,运用有限元的方法对三导坑开挖法和上下台阶开挖法进行了动态数值模拟,首次建立了在不同施工工序下围岩的应力场、位移场,进而对这两种施工方法进行了比较,得出采用上下台阶法开挖的方案较优。所建立的双连拱隧道支护结构体系内力(轴力和弯矩)模型,对双连拱隧道的设计和施工具有重大的指导意义。 展开更多
关键词 软弱围岩 双连拱隧道 有限元 三导坑开挖法 上下台阶开挖法 施工方法 力学分析 数值模拟
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基于无应力状态法的多塔密索斜拉桥施工技术 被引量:1
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作者 王业刚 李兆光 《工程建设与设计》 2015年第1期118-120,共3页
为了使多塔密索斜拉桥成桥后达到合理的内力和线形状态,以菏泽长城路斜拉桥为对象,基于无应力状态法,以成桥线形为目标,采取有限元模型计算、现场实测监控,施工精确控制等手段,确保成桥后索力、主梁线形和结构内力状态良好,实践证明了... 为了使多塔密索斜拉桥成桥后达到合理的内力和线形状态,以菏泽长城路斜拉桥为对象,基于无应力状态法,以成桥线形为目标,采取有限元模型计算、现场实测监控,施工精确控制等手段,确保成桥后索力、主梁线形和结构内力状态良好,实践证明了该类桥梁施工控制方法的有效性和可靠性。 展开更多
关键词 多塔密索 斜拉桥 无应力状态法 有限元 实测监控 施工
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井中充电法三维数值模拟研究
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作者 尤淼 穆海棠 张金会 《世界有色金属》 2019年第2期296-298,共3页
本文介绍了井中充电法的方法原理和特点。使用有限单元法三维数值模拟,计算异常体存在的情况下点源电场在地表的分布情况。设计了多个人工模型进行模拟计算并观察不同形状的异常体的地表电场及其梯度的分布特点。
关键词 充电法 数值模拟 有限单元法 三维网格剖分
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初始裂缝对重力坝地震响应特性的影响 被引量:4
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作者 王超 张社荣 王高辉 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期392-399,共8页
初始裂缝对重力坝抗震安全性的影响不可忽视,甚至成为控制结构安全储备和破坏模式的关键因素.将水平集方法应用到初始裂缝界面的描述及加强单元类型的判别,并与扩展有限元相结合,通过在相关节点的影响域上富集非连续位移模式,描述裂缝... 初始裂缝对重力坝抗震安全性的影响不可忽视,甚至成为控制结构安全储备和破坏模式的关键因素.将水平集方法应用到初始裂缝界面的描述及加强单元类型的判别,并与扩展有限元相结合,通过在相关节点的影响域上富集非连续位移模式,描述裂缝的扩展.基于扩展有限元算法研究了不同位置深度和倾角的初始裂缝对重力坝地震全过程中动力性态、最终破坏模式和缝面动力行为的影响.结果表明:坝顶水平向位移波动幅值、缝面的张合及最终滑移状态均随着初始裂缝深度的增大而增大;初始缝倾角并不作为坝体最终破坏模式的控制因素,坝体的最终破坏形态主要受坝体在地震作用中的应力场条件控制;倾斜向上初始缝一定程度上抑制了开裂路径的发展,对坝体的地震危害最小. 展开更多
关键词 重力坝 初始裂缝 扩展有限元法 水平集方法 动力行为
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桁架式四旋翼无人机异形机架优化设计
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作者 坎标 龚柯健 《机械设计与制造》 2024年第11期281-284,共4页
随着多旋翼无人机的广泛应用,其外形的个性化需求越来越受到关注。以杆单元建立了桁架式机架的初始模型,在模型上预设不同的孔或空腔结构,再以杆单元最大许用应力为约束,进行以轻量化为目标的拓扑优化,获得了不同外形的四旋翼无人机机... 随着多旋翼无人机的广泛应用,其外形的个性化需求越来越受到关注。以杆单元建立了桁架式机架的初始模型,在模型上预设不同的孔或空腔结构,再以杆单元最大许用应力为约束,进行以轻量化为目标的拓扑优化,获得了不同外形的四旋翼无人机机架。结果表明:保持电机和载荷位置不变,机架整体结构都为“X”形;改变孔的形式和位置,能够获得具有不同外形、质量和柔度的机架;预设通孔、沉孔和空腔后的模型优化结果分别呈现平行悬臂、邻接强化悬臂和邻接弱化悬臂的结构。优化结果可为多旋翼无人机机架的异形设计、个性化设计提供参考。 展开更多
关键词 多旋翼无人机 结构拓扑优化 轻量化设计 桁架 杆单元模型 有限元法
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Development and application of software packages in welding engineering 被引量:3
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作者 Yan-Hong WEI Xiao-Hong ZHAN Zhi-Bo DONG 《Frontiers of Materials Science》 SCIE CSCD 2011年第2期160-167,共8页
The weldabiUty of some material is analyzed with simple calculating program in this paper, and weldability testing data are shared through database system. The welding procedures are designed with help of expert syste... The weldabiUty of some material is analyzed with simple calculating program in this paper, and weldability testing data are shared through database system. The welding procedures are designed with help of expert systems, and the knowledge is shared among welding engineers. Not only the preparing progress of the welding documents is completed with database systems but also the complex decision on the necessity of the qualification test according to the present procedure qualification records (PQRs) and manufacture codes is made. Moreover, the artificial neural network (ANN) technique is proven to be one of the effective ways to predict mechanical properties of welded joints when there are enough tested data to train the models. Finally, the achievements in modeling microstructure of welded joints are introduced, especially in solid transformation and grain growth in both heat-affected zone (HAZ) and welded molten pool. 展开更多
关键词 welding software package finiteelementmethod (FEM) welding procedurequalification mechanical properties of welded joints expert system database system
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A Multilevel Domain Decomposition Approach for Studying Coupled Flow Applications
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作者 E.Aulisa A.Cervone +1 位作者 S.Manservisi P.Seshaiyer 《Communications in Computational Physics》 SCIE 2009年第7期319-341,共23页
In this paper,a multilevel domain decomposition approach based on multigrid methods for obtaining fast solutions for coupled engineering flow applications arising on complex domains is presented.The proposed technique... In this paper,a multilevel domain decomposition approach based on multigrid methods for obtaining fast solutions for coupled engineering flow applications arising on complex domains is presented.The proposed technique not only allows solutions to be computed efficiently at the element level but also helps us to achieve proper accuracy,load balancing and computational efficiency.Numerical results presented demonstrate the robustness of the proposed technique. 展开更多
关键词 finiteelementmethods multigridmethods DOMAINDECOMPOSITION
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