仿生弯曲形切削工具切削性能的二维有限元分析

自然界中的某些动物在长期的土壤环境生活过程中,其爪趾经过亿万年的进化,逐步形成了具有特定曲率的几何形状,表现出优良的减粘脱土减阻功能。这为改进切削工具几何形状,乃至优化其在切削过程中的力学性能提供了仿生研究的基础。观测了田鼠爪趾几何形态特征,分析了其轮廓线的曲率变化规律。在此基础上,引入纵深比的概念,采用二维有限元法分析了田鼠爪趾与土壤的相互作用过程,探讨了该种爪趾切削力学性能优越性的基本规律和原因,为切削部件的仿生优化设计提供了可靠的生物力学信息。

顶管施工环境影响的二维有限元计算分析

通过建立二维有限元模型,计算了顶管施工中由于开挖支护作用,对土体变形和管道体应力所产生的影响并与现场试验所测得的地表变形进行了对比.通过有限元模拟,探讨了管道在偏斜5、8、10cm时所对应的管道的内力变化情况,并计算了偏斜不同量值时的地表变形情况,同时研究了顶管上层土体加固不同深度和宽度措施对减小地表变形的作用,经研究表明:偏斜对土体变形有很大的影响,通过土体加固措施,可减小地表土体的变形.

用二维有限元研究青藏块体东北缘地壳的水平运动

将1999～2001年、2001～2004年两个时段中青藏块体东北缘GPS水平速度场进行参考框架的变换,扣除区域刚性整体平移和旋转,得到反映区域内部相对运动的水平速度场。利用这个速度场,通过构建该区二维有限元模型,结合最优化原理,反演区域分段边界位移。将反演结果作为边界约束并将变换参考框架后的水平速度场作为有限元节点载荷,模拟区域内部水平运动场并计算其主应变率场、最大剪应变率场,以分析这两个时段中这两种场的变化特征及其与地震孕育之间的关系。

黄浦江二维有限元计算网格生成技术

计算网格生成是黄浦江二维模型数值模拟中的一项重要工作 ,研究中将地理信息系统 (GIS)引入网格生成过程 ,利用电子地图采集地形信息 ,然后利用网格生成工具分区域自动生成有限元网格单元 ,利用离散数据点插补网格节点的河底高程值 。

悬浮电位的二维有限元计算

本文给出了一种求解悬浮电位的有限元算法 ,并利用它对二维电场 (平面场 ,轴对称场 )的悬浮电位进行了求解。通过与现有的有限元计算软件相比较 。

恒牙早期前牙反患者颅颌面硬组织形态特征的二维有限元法研究

目的：探讨恒牙早期前牙反患者的颅颌面硬组织形态特征。方法：采用专门建立的颅颌面形态有限元分析系统，对８０例恒牙早期前牙反患者的颅颌面硬组织形态特征进行二维分析。结果：反组患者各单元的大小变化均小于形状变化。男女反组后颅底均有异常，后颅底均有一定程度的逆时针旋转；男女反组上面部及上颌骨发育不足；男女反组下颌骨中，以颏前上部大小变化和形状变化最大，各单元均有不同程度的逆时针旋转。结论：骨单元形状的异常变化和不利的旋转方式是前牙反颅颌面形态的重要特征，也可能是反形成的重要原因。

一种基于Matlab的二维有限元前处理程序开发方法

介绍了一种基于Matlab的二维有限元前处理程序开发方法,利用该方法编制的有限元前处理程序可作为其它语言源程序的子模块,实现灵活、便捷的参数化建模,网格剖分和几何图形可视化。

砂井地基沉降的二维有限元分析(一)——三维问题转换为二维平面应变问题

砂井地基严格地说是一个三维问题,需要用三维有限元来分析。本文作者考虑了砂井地基的井阻和涂抹区效应,建立了轴对称砂井和平面砂墙之间渗透系数以及几何尺寸的等效关系式,使三维问题的砂井地基转化为二维问题来处理,以减少三维问题很大的计算工作量。

核废料地质处置近场热—水—应力—迁移耦合二维有限元分析

引入渗透迁移方程,将所开发的饱和—非饱和孔隙介质中热—水—应力耦合弹塑性模型及其二维有限元程序进行了扩展和改进,使之可以同步地对温度场、渗流场、应力场和放射性核素浓度场的变化进行解析。然后针对一个假想的核废料处置库算例,考察了在热—水—应力—迁移耦合作用条件下近场温度、孔隙水压力及放射性核素浓度的分布及变化。

热–水–应力耦合模型及FEBEX原位试验二维有限元分析

从建立应力平衡方程、水连续性方程、能量守恒方程和弹塑性矩阵入手,提出了一个饱和–非饱和孔隙介质中且可考虑膨胀应力的热–水–应力耦合模型,并编制了相应的二维有限元程序。以高放射性核废料地质处置的FEBEX原位试验为模拟对象进行了数值分析,比较了实测值和计算值,从而验证了程序的正确性并从分析结果中得到了一些有益的认识。

核废料处置概念库近场热-水-应力耦合二维有限元模拟

建立了分析饱和–非饱和介质中热–水–应力耦合现象的应力平衡方程、水连续性方程、能量守恒方程和弹塑性矩阵,并使用所开发的有限元程序对一个核废料处置概念库近场的热–水–应力耦合过程进行了数值模拟,考察了缓冲层及岩体中若干点的温度、饱和度、孔隙水压力及水平方向正应力随时间的变化情况,并将部分结果与国外类似软件的计算数据作了对比,看到二者的规律在定性上有某种一致性,但定量上仍存在一定差别,笔者试着分析了原因并得出了一定的认识。

裂隙岩体的热-水-应力耦合模型及二维有限元分析

尝试将Barton—Bandis模型和Oda的裂隙张量理论结合起来应用于饱和-非饱和裂隙岩体中热-水-应力耦合过程的计算分析,研制了相应的二维有限元程序,并列举算例比较了无、有多组裂隙岩体中的应力场、渗流场和温度场的分布及变化情况。由此看到:由于不连续面的存在减弱了母岩的刚度和增大了其透水能力,使得裂隙岩体中的应力集中程度降低和渗流速度提高,从而热源产生的热量可较快地被水流传输到周围区域中去,岩体中的温度和负孔隙水压力量值也相对较低。

饱和-非饱和介质热-水-应力耦合二维有限元分析

从建立应力平衡方程、水连续性方程、能量守恒方程和弹塑性矩阵开始,使用Galerkin方法,将各控制方程分别在空间域和时间域进行离散,初步开发出了一个用于分析饱和-非饱和介质热-水-应力耦合弹塑性问题的二维有限元程序。通过对一个假定的核废料地下处置的热-水-应力耦合问题进行数值计算,在定性上验证了本程序的正确性。

考虑膨胀力的非饱和介质热-水-应力耦合二维有限元分析

从建立应力平衡方程、水连续性方程、能量守恒方程和弹塑性矩阵入手,使用Galerk in方法,将各控制方程分别在空间域和时间域进行离散,开发出了一个可考虑膨胀力的用于分析非饱和介质中热-水-应力耦合弹塑性问题的二维有限元程序.通过对一个假定的核废料地下处置库的热-水-应力耦合问题的数值计算,比较了无、有膨胀力时的情况,在定性上验证了该程序的正确性.

热-水-应力耦合弹塑性二维有限元程序的开发与应用尝试

从已有的应力平衡方程、水连续性方程、能量守恒方程和弹塑性矩阵入手,使用 Galerkin 方法将各控制方程分别在空间域和时间域进行离散,初步开发出了一个用于分析饱和岩土介质中热-水-应力耦合弹塑性问题的二维有限元程序,并通过 2 个算例进行了应用尝试。

不连续面对饱和-非饱和介质热-水-应力耦合影响的二维有限元分析

从建立应力平衡方程、水连续性方程、能量守恒方程入手,利用Galerkin方法,对于岩体和不连续面分别采用等参数单元和具有相同厚度的四节点节理单元,将各控制方程分别在空间域和时间域进行离散,建立了用于分析存在不连续面的饱和–非饱和介质中的热–水–应力耦合弹塑性问题的有限元模型,并开发了相应的计算程序。通过假定的有、无节理的核废料地下处置算例,表现了由于存在渗透系数很大的不连续面,推迟了缓冲材料达到饱和的时间,并对岩体中的位移场、应力场和渗流场产生很大的影响。

热—水—应力耦合弹塑性二维有限元程序研制

通过从已有的应力平衡方程、水连续性方程、能量守恒方程和弹塑性矩阵入手,使用Galerkin方法,将各控制方程分别在空间域和时间域进行离散,初步开发出了一个用于分析饱和岩土介质中热—水—应力耦合弹塑性问题的二维有限元程序。通过一维固结问题的有限元解与太沙基解析解的对比,以及对一个简化的核废料地下处置的热—水—应力耦合问题的数值计算,验证了本程序的正确性。

非饱和地质体中水-应力耦合二维有限元方法及对锚杆支护的分析

从建立应力平衡方程、水连续性方程入手,采用Galerkin方法将各控制方程分别在空间域和时间域进行离散,开发出了一个用于分析饱和-非饱和岩土介质中水-应力耦合弹塑性问题的二维有限元程序。然后就一个假定的处于渗流场中的饱和-非饱和土体使用预应力锚杆的支护效果问题进行了模拟计算。结果表明,在有地下水赋存的饱和-非饱和条件下,预应力锚杆的作用主要体现在减少了土体中的塑性区,而对位移的约束依部位而异,其对渗流场的影响不大。

气液二相非饱和岩体热–水–应力耦合模型及二维有限元分析

针对高放射性核废料地质处置中水及水蒸汽二相共存的非饱和孔隙岩体,根据相关的理论,推导了应力平衡方程、流体连续性方程及能量守恒方程,使用Galerkin方法将各控制方程分别在空间域和时间域进行离散,初步开发出了相应的分析热–水–应力耦合弹塑性问题的二维有限元程序。通过一个核废料处置概念库的计算认识到:高放废物地质处置后的几十年内,缓冲层中的温度及液相饱和度均上升,同时该区域内要出现明显的应力、孔隙水压力、温度、液相饱和度和气相饱和度的集中现象。