基于Davidenkov本构模型的三维沉积盆地非线性地震动谱元法模拟

为研究三维沉积盆地内低波速土体非线性反应对近断层地震动的影响,实现基于物理的全过程(震源破裂-地震波传播-复杂场地效应-近地表土体非线性反应)三维复杂场地地震动模拟,在谱元SPECFEM3D程序中进行二次开发,采用目前具有丰富工程应用且适用于不同土类的三参数Martin-Seed-Davidenkov本构模型,结合已有的不规则加卸载准则,通过在程序中修改每个显式时间步下的应力增量,实现了土体剪切模量的实时更新和加卸载拐点的有效识别,将土体的非线性特性纳入到三维复杂场地地震动模拟中。首先将建立的三维模型通过施加合理边界退化至一维,与一维非线性动力分析软件DEEPSOIL的结果进行了对比,验证了开发的正确性;进而将开发的程序应用于中国滇西南地区施甸盆地的非线性地震动模拟,并与相应的线性结果进行了对比。结果显示,受土体非线性的影响,施甸地区PGA和PGV较线性结果峰值均降低,且非线性土体对PGV的影响更加明显,较线性结果最大降低约30%;沉积非线性使沉积内部观测点的速度及其反应谱幅值降低,且特征频率向长周期方向移动。

基于ABAQUS非线性本构模型的隧道初期支护结构安全性研究

隧道工程中,准确评估初期支护结构安全性在其动态设计阶段至关重要.以云南某高速公路隧道的Ⅴ级围岩无仰拱初支结构为例,采用ABAQUS软件构建初支结构三维精细化模型,运用混凝土非线性本构关系进行了分析,以评估初期支护的极限位移量、极限承载力及隧道潜在的失稳状态.结果表明:初支结构在受力时主要表现为拱顶内侧受拉、外侧受压,拱肩内侧受压、外侧受拉,以及拱脚内侧受拉、外侧受压;围岩初期支护在整体上呈现出拱顶下沉和两侧拱肩向外扩张的变形特征,边墙的位移收敛值相对较小;采用非线性本构能够有效地模拟出结构截面在塑性铰形成、刚度降低和内力重分布等过程.因此建议采用非线性本构模型进行初期支护结构的安全性评价.研究对于提高隧道工程的设计水平和保障工程安全具有重要意义和实践价值.

考虑剪胀的土的非线性本构关系神经网络模型

土的本构关系相当复杂，受诸多因素影响，这给土的本构关系模型的建立带来很大困难。提出了土非线性本构关系神经网络模型。该模型考虑了ｐ对剪应变和ｑ对体应变的影响，可有效地反映土的剪缩或剪胀现象，同时建模方便，直接利用三轴试验结果对网络进行训练来确定模型参数。此外，将该模型纳入了有限元程序。

PVC涂层织物膜材的非线性各向异性本构关系模型

基于各向异性弹塑性理论,通过等效应力和等效塑性应变反映材料固有的非线性性质,并结合三参数形式的弹塑性屈服函数,提出了1种适用于聚氯乙烯(PVC)涂层织物膜材的非线性各向异性本构模型.为确定本构模型中的待定参数,同时验证该本构模型的适用性,进行了7个偏轴角度(0°、5°、15°、45°、75°、85°和90°)的单轴拉伸试验,并将模型预测结果与试验结果进行对比.结果表明:该本构模型能够较为准确地反映PVC涂层织物膜材拉伸时的非线性应力应变关系,可用来预测PVC涂层织物膜材在拉剪应力共同作用下的力学行为.

三维定量结构-活性关系研究中的受体作用位点模型方法

综述了三维定量构效关系研究的最新进展以及受体作用位点模型方法在３Ｄ－ＱＳＡＲ中的应用。重点介绍了Ｃｏｍｐａｓｓ、ＧＥＲＭ和ＲＳＭ３种新的建立受体作用位点模型的算法，这些方法对于受体的三维结构未知情况下的ＱＳＡＲ研究提供了新的思路。

基于达维坚科夫骨架曲线的软土非线性动力本构模型研究

试验研究表明,上海地区软土的动力变形特性符合"应变软化"规律,可用达维坚科夫(Давидеков)模型描述。首先以达维坚科夫骨架曲线为基础,采用Masing法则,构造了土体加载、再卸载的动应力-应变关系滞回曲线,推导了达维坚科夫骨架曲线和卸载、再加载滞回曲线的增量剪切模量表达式。随后将土体动应力-应变关系曲线从一维推广到三维应变空间,基于FLAC3D提供的二次开发平台,编制了基于达维坚科夫骨架曲线和符合广义Masing法则的土体非线性动力本构模型计算程序,并且通过复杂加载路径验证了编制程序的正确性和合理性。以相关文献中的土体动剪切模量比maxG/G随剪应变幅值变化,以及阻尼比D随剪应变幅值变化的试验结果为依据,运用编制程序计算了不同剪应变幅值下的maxG/G-和D-曲线,并与文献试验结果进行了对比。研究结果表明,相比于工程上广泛应用的Hardin-Drnevich模型,基于达维坚科夫骨架曲线构造的本构模型所得到的软土maxG/G-和D-曲线能与试验结果更符合,进而验证了所建立的本构模型的合理性与实用性,其结果可用于上海地区软土场地的动力计算反应分析。

立方晶粒各向异性集合金属的非线性弹性本构关系

在Voigt模型下,Barsch(1968)和Johnson(1985)分别给出了立方晶粒各向同性集合和正交集合的非线性弹性本构关系.本文推导出基于Voigt模型的、比Barsch和Johnson结果更一般的、立方晶粒各向异性集合的非线性弹性本构关系,这里金属的各向异性通过织构系数来描述.

钢筋混凝土结构的三维有限元非线性分析

提出了一个简单的混凝土三维本构模型,结合两种钢筋分布模式编制了钢筋混凝土结构非线性分析的三维有限元程序,通过两个经典的算例对比分析,表明本文提出的混凝土本构模型能够有效地模拟结构的破坏荷载和破坏过程。

钢筋混凝土三维非线性有限元分析的复合式模型

本文简要介绍了钢筋混凝土有限元传统模型,提出了三维钢筋混凝土结构非线性有限元分析复合式模型.该模型用不同方法处理计算钢筋混凝土拉区和压区:拉区钢筋采用杆件单元模型,压区钢筋混凝土则采用整体式模型.同时,引人了混凝土非线性本构关系和多轴强度准则.该模型可以适用于大型复杂钢筋混凝土结构的三维非线性有限元分析,并可以进一步实现应力应变全过程、混凝土裂缝等分析,且使用方便.所附算例表明,使用该模型能较好符合试验结果.

含两类内变量的一种非线性粘弹性本构模型

提出了描述非线性粘弹性材料微损伤演化的两类内变量，一类是描述粘性耗散的内变量，它服从Ｏｎｓａｇｅｒ原理；另一类是描述损伤耗散的内变量，它不服从Ｏｎｓａｇｅｒ原理，而由细观力学的规律确定．并在此基础上构造了一个含两类内变量的自由能密度函数。

基于Ottosen本构关系的混凝土三维损伤模型

提出基于混凝土已有本构模型建立混凝土三维损伤模型的方法,该方法无需再进行新的参数标定,计算损伤不必通过对损伤演化方程的积分获得。基于Ottosen本构模型建立了相应的损伤模型,就损伤参量和Ottosen非线性指标的不同选取方式,对典型比例加载情形的全过程进行损伤分析,发现基于刚度下降和基于变形能力损失的两种不同损伤描述具有互补性,非线性指标采用比例增大法计算较为简单合理。

混凝土双向受力下非线性弹性本构关系的分析方法

介绍了基于非线性弹性理论建立的不同本构模型的分析方法,给出并推导了模型中各变量的表达形式,以便描述混凝土在压缩范围内及破坏前的非线性变形,作为建立混凝土本构理论精确数学模型的基础.这些弹性模型必须与定义材料的破坏准则、定义压溃的断裂准则和"应变软化"混凝土在破坏后的应力转换结合起来.

探索提高三维定量构效关系模型预测能力的方法

为了解决使用三维定量构效关系(three-dimensional quantitative structure-activity relationship,3D-QSAR)模型预测新化合物生物活性效果不理想的问题,建立了2种新的一致性模型.模型一是由多元线性回归(multiple linear regression,MLR)方法构建的加权一致性模型(weighted consensus modeling,WCM),该模型为每个子模型添加了各自的权重系数.模型二通过计算多个子模型预测值的平均值来构建平均一致性模型(average consensus modeling,ACM).研究结果表明,当交叉验证相关系数0.5<q^2≤0.8时,一致性模型可以提高预测能力,而在q^2>0.8时不能提高3D-QSAR模型的预测能力.该方法可为提高模型预测能力和设计新型高活性抑制剂提供帮助.

混凝土非线性本构模型的构建

通过分析各种常用的材料强度破坏准则，建议了一种适合混凝土非线性特性的破坏准则；采用了非线性指标βｔ，βｃ区别对待材料的不同拉、压状态；引用了Ｓａｒｇｉｎ的一维应力应变关系．结合以上３个方面，提出了一个较为合理恰当的混凝土非线性本构模型，便于有限元的实施。

基于非线性本构关系的有限元计算复合材料层合板的强度

复合材料的桥联模型本构理论考虑了基体材料的非线性特性。本文根据桥联模型理论编制出用户自定义材料库程序 ,与有限元软件ABAQUS实现接口 ,可以方便地分析计算复合材料层合板结构的非线性响应与极限强度问题。在有限元计算中荷载采用逐步加载的方式施加 ,最终得到复合材料层合板极限破坏时的内力包罗图和应力应变曲线。有限元模拟的结果与桥联模型解析解的结果吻合得很好 ,并且与实验结果相一致。

简析混凝土非线性分析中的本构关系

对混凝土非线性分析中本构关系的研究现状作了介绍与评述,并对线弹性类、非线弹性类及基于弹塑性理论的混凝土模型进行了分析,最后对其今后的发展趋势进行了展望,为其进一步的研究分析奠定了基础。

软岩大巷混凝土结构三维开裂破坏过程非线性数值模拟研究

以窑街三矿 1 50 0混凝土结构副大巷多层急倾斜煤岩层中复杂结构为研究对象 ,应用三维有限元模型 ,结合现场矿压观测结果和相似材料模拟试验结果 ,对该巷道内部应力破坏敏感部位的内力和变形机理进行了系统的研究 ,得到了非常直观的可视化计算结果 ,这对现场支护设计、维护加固和提高岩层的“凝聚力”

车辆-轨道空间非线性耦合系统交叉迭代算法及应用

基于有限元法建立了车辆-轨道空间非线性耦合系统动力学模型,提出了将迹线法融入交叉迭代法求解车辆-轨道空间非线性耦合系统动力学的方法。车辆-轨道空间非线性耦合模型包含车辆子系统和轨道子系统,其中车辆子系统为31自由度的整车模型,轨道子系统采用空间梁单元、黏弹性弹簧阻尼元件和三维块体单元模拟,两子系统通过轮轨相互作用实现耦合。轮轨接触几何关系采用“迹线法”与“最小距离法”计算,运用Newmark数值积分交叉求解车辆子系统动力学方程和轨道子系统动力学方程。为验证算法的可行性,进行了算例对比计算。作为应用实例,分析了CRH2高速动车通过CRTSⅡ无砟轨道时引起车辆和轨道结构的动力响应,并选择列车速度和轨道不平顺对车辆-轨道耦合系统动力响应的影响进行了参数分析。计算结果表明,将迹线法融入交叉迭代法求解车辆-轨道空间非线性耦合系统动力问题的算法具有计算精度高、收敛速度快和程序编制容易的特点。

非均质梯度功能材料三维本构关系及宏细观结构分析

对非均质耐热梯度功能材料的结构与性能进行了研究。通过对陶瓷 -金属梯度功能结构的分析 ,建立了宏、细观力学模型 。