基于岩体力学参数的巷道锚杆支护应力数值模拟

为对煤矿巷道提供安全保护,本文提出基于岩体力学参数的巷道锚杆支护应力数值模拟。确定锚杆支护应力边界参数,通过曲线拟合与回归方程等计算方法获取导水破坏深度,确定初始应力场:自重应力场与构造应力场。确定岩体力学参数,获取煤矿巷道锚杆支护应力数值模拟模型构建的基础数据。通过ANSYS软件,实现锚杆支护应力的对应数值计算与模拟。结果表明煤矿巷道锚杆支护应力数值模拟方法的变形特性和应力特征模拟准确率最高分别可达98.24%和99.86%,可以实现变形特性模拟的高度贴合,并对锚杆支护的应力特征进行准确模拟,为煤矿安全提供理论基础。

H型钢热轧过程中残余应力数值模拟

在热轧H型钢的生产过程中，由于H型钢断面的复杂性，导致了在长度方向上翼缘和腹板之间形成了一定的残余应力，严重影响了H型钢的性能。采用ANSYS软件对热轧H型钢的热轧过程进行模拟，定量的分析了残余应力数值的大小。

平板—圆筒连接的应力数值分析及强度设计方法

本文主要对平板—圆筒连接结构计算模型进行了大量的应力数值分析,从中找出了圆平板在弹性支承下的应力分布规律。并首次采用(t/T)和(T/D)两个无量纲参数,提出了圆平板在弹性支承下的强度设计方法。从而较好地解决了飞机液压结构及着陆系统圆平板的强度计算;同时该设计方法,对压力容器平盖的强度计算亦具有指导意义。

施工过程预应力混凝土梁中非预应力钢筋和周围混凝土的应力数值分析

通过分析有粘结预应力混凝土梁中普通钢筋对梁截面应力的影响,并对有粘结预应力混凝土梁构件进行应力数值分析,得出普通钢筋对未开裂梁截面应力的影响大于常规的理论计算值。施工阶段应防止过高的预应力对结构带来的不利影响,预应力梁适当放松截面的应力控制值,不会影响梁的正常使用。

一种基于数值应力场的强度各向异性边坡稳定性分析方法

提出了一种基于数值应力场下的边坡临界滑动面和临界坡高的分析方法。该分析方法首先利用有限元得到边坡内部较为精确的应力场,再通过在边坡内部模拟类似于链式反应过程中粒子产生和运动规律,在此基础上完成临界滑动面的搜索。主要结论如下:(1)提出了一种基于数值应力场的边坡临界滑动面的搜索方法,该方法可在不对边坡滑动面形状和位置进行干预的情况下完成潜在破坏路径的搜索。(2)通过对算法中区域与边界、激发源、产物扩散路径、路径权值4方面要素进行合理控制,可使算法在具有较高精度的同时又能保证较好的分析效率。(3)算法能较为方便地考虑真实应力条件下地层强度各向异性对边坡稳定性的影响,并能对临界坡高进行很好的分析。(4)通过具体算例对本文算法的计算结果进行验证,将所得结果与PSO和Monte Carlo两种方法得到结果进行对比,对本文方法的可靠性进行了验证,取得了较好的效果。

预应力锚索的三维数值模拟及其应用研究

预应力锚索加固作为岩土工程的一种主要技术已得到日益广泛的应用,但现有的数值模拟方法却不能很好地反映这一实际加同效果。根据预应力锚索中自由段和锚固段不同的作用机理,建立了一种新的能够施加预应力的三维数值模拟方法。具体说来就是,锚固段采用空间杆单元来模拟,而自由段则采用一种三维杆单元,即只允许轴向变形、具有一个白由度、2个结点的线单元,其特有的双线性刚度矩阵只能承受单向拉伸或者单向压缩,而不能承受弯矩;当该单元选择单向拉伸时,单元一旦受到压力,则刚度矩阵自动被删除,这个特征能够很好地模拟钢索类问题。在此基础上,分析研究了在预应力的作用下锚索和岩体的受力变形特征及其影响因素,揭示了预应力锚索锚同的效果与机理。最后,将其应用于工程实践中,验证了该方法的有效性。

拉丝机卷筒应力应变的有限元数值模拟

卷筒作为拉丝机的重要承力部件,其刚度和强度对卷筒的设计具有重要的指导意义。结合拉丝机卷筒自身结构特点和实际承载情况对模型进行简化,建立有限元分析模型,选取合适的网格划分单元,对模型施加约束和载荷,通过计算得到仿真后卷筒位移和应力大小的分布情况,其中卷筒的最大位移为0.309 22 mm,最大应力为175.01MPa,从材料力学角度求出卷筒的安全系数为1.14,通过分析有限元数值模拟后的结果对卷筒设计提供优化建议和科学依据。

三维构造应力场数值模拟在地质学中的应用

三维构造应力场数值模拟是近20年来兴起的新技术,是地质学中实现定量化研究的途径之一。本文运用ANSYS有限元程序,以鲁西地区为例,对区域三维构造应力场数值模拟方法进行了探索,从而为地质学问题的定量化评价提供了一定的理论依据。

三维有限元数值模拟在DZ区块地应力连续剖面建立中的应用研究

DZ区块储层岩基质孔隙度、渗透率低,孔隙结构差,储层非均质性强,具有明显的非层状、地层地应力状态不明确等特点,针对该区域储层气藏特征与开发现状,在岩石力学参数以及地应力测试的基础上,应用三维有限元数值模拟方法,对该区域储层进行三维地应力场反演计算,从而建立该区块储层地应力连续剖面。

Monel-400合金环焊温度场和残余应力场的数值模拟

采用ANSYS大型通用有限元分析软件,利用APDL语言模拟计算了Monel-400合金环焊温度场。绘制出焊缝熔合线及其附近的热循环曲线,将热分析得到的节点温度作为体载荷进行应力场的数值模拟计算。结果表明:外表面节点x方向的应力刚开始时为拉应力,12 s后转变为压应力,而中间节点和内表面节点x方向的应力始终为压应力,并大于外表面的应力值;外表面节点在y方向的应力为175 MPa,该应力值是屈服强度的76%,中间节点和内表面节点的最高应力为拉应力z,方向的应力分布规律与x方向的应力分布基本相同。

Petrel2ANSYS：基于不同网格模型的地应力场有限元数值模拟辅助软件系统（英文）

地应力是岩体在自然状态下存在的应力,地应力场的分布对于油气田的勘探开发具有十分重要的意义。由于不同软件平台间数据存储和兼容性等问题,数据的不连续性和不兼容性影响了地应力场分布状况模拟的准确性。通过Petrel2ANSYS数据平台相关算法的开发和集成,实现了基于Petrel建模软件的三维角点网格属性模型和基于ANSYS有限元模拟软件的三维有限元模型的双向对接,进一步提出并实现了基于复杂精细三维地质模型的地应力属性有限元模拟与分析。相比传统有限元地应力属性数值模拟方法,创新性地提出了针对单一网格的岩石力学参数与有限元材料参数结合赋值的方法,更精细地刻画出岩石内部和沉积相的非均质性,进而准确模拟地应力场的分布状态。通过不同的数据测试了基于Petrel2ANSYS数据平台的对不同网格模型处理的有效性和准确性,应用油田实例数据实现了精细三维地质模型的地应力场有限元模拟,准确度较高。此外,Petrel2ANSYS作为一种通用性的数据算法,进行稍微修改即可进一步兼容其他软件中角点网格与有限元网格的双向对接。

层状岩体中压力钢管应力应变数值分析及分布规律

本文研究了层状岩体产状与压力钢管在空间中的相对位置对压力钢管管壁应力及变形规律的影响,并进一步分析了岩体的各向异性特征对管壁应力应变性状的影响。文中指出,管壁应力及变形的规律受围岩各向异性特性及产状的影响是很明显的。当钢管轴线与围岩层面法线方向垂直时这种影响最大,工程中进行压力钢管选线时应考虑这一因素;钢管应力分布的不均匀程度不仅与围岩两正交方向的弹模比值有关,还与围岩弹模的绝对值特别是剪切模量的大小有关,所以工程中应重视围岩剪切模量的量测。

渝东南彭水地区页岩储层构造应力场模拟解析

渝东南彭水地区自中新生代以来,构造变形作用复杂,精细解析古构造应力场的方向与构造演化时序,对彭水地区地应力进行定量表征,对整个彭水地区甚至整个渝东南地区页岩气的勘探和开发都具有重要的指导意义。通过对彭水地区以及周缘野外节理和断层擦痕进行统计分析处理,结合流体包裹体均一温度和磷灰石定年方法,重建研究区古构造应力场演化过程。同时,应用Abaqus对五峰组-龙马溪组页岩储层两期古构造应力场的应力值进行了定量计算。结果表明,渝东南彭水地区主要经历了两期构造作用,中燕山期,受到江南隆起SE-NW的递进扩展作用;晚燕山期-喜马拉雅期,青藏高原的隆升在研究区引起NE向的挤压。构造应力场数值模拟显示,最大主应力的高值区主要分布在向斜核部、断裂带末端和断层交汇处。应力数值模拟是研究裂缝发育程度以及深层压裂效应的基础,能够有效提高钻探的成功率。

黄岛地区NW向断裂构造应力场数值模拟

以野外踏勘实测数据和前人构造物理模拟实验为基础,分析黄岛地区NW向断裂的分布及活动特征,为建立构造应力场数值模拟模型奠定基础。黄岛地区断裂构造自晚侏罗世开始,发育NE、NNE、NW、EW等多个走向。其中NW向断裂在继承先期构造特征的基础上,受新的构造应力场环境影响,出现新的活动特征。运用ANSYS15.0软件对黄岛地区3条NW向断裂构造的发育特征和演化史进行反演模拟,结果表明:黄岛地区自晚侏罗世以来构造活动强度先后经历强—较强—弱的演化过程,最大主应力方向为NW向;形成机制上主要受控于NW-SE向主压应力场,断裂活动时间约为69 Ma。构造应力场数值模拟结果半定量—定量恢复NW向断裂的古构造应力场发育与演化,具有重要的理论与实践意义。

初应力位形上小的变形问题

论文研究初应力杆的小变形问题。用初应力作为参数,提出初应力位形上小变形问题的位移变分原理;针对直杆的几何特点,提出了用数值参数描写直杆初应力,用所提出的变分原理建立了初应力杆的小变形位移分量的定解问题。所得的方程中包含了初应力的数值参数。分析表明,初应力的不同的数值参数可以对相关的刚度、压杆的临界力以及基本变形的耦合与固有频率产生显著的影响。

地应力预测技术的研究现状与进展

页岩储层为低孔低渗岩石,须经过大规模的压裂改造才能够获得商业产能,而地应力是进行压裂改造的关键因素,它在油气勘探领域具有重要的作用,不仅是油气运移的驱动力,而且能为井壁稳定性分析和钻井优化设计等提供依据。在油层改造过程中,地层地应力场的状态和岩石的力学性质决定了压裂的裂缝延伸方向、形态和方位,影响着压裂的增产效果。对地应力预测技术进行了归纳总结,分别从地应力测量方法、地应力测井计算方法、地应力数值模拟方法及地应力地震预测方法四个方面介绍了地应力的研究现状。不同的地应力预测方法反映了不同方面的地应力信息,有着不同的适用条件和预期成果。着重介绍了地应力的地震预测方法,该方法可以得到三维地应力剖面,对地应力的地震评价有着重要的意义。最后对地应力地震预测方法的发展前景进行了展望。

填充环氧树脂界面残余应力研究,Ⅰ.球面应力—光学等式

采用显微光弹法测量了橡胶填充环氧树脂(RMER)和玻璃珠填充环氧树脂(GMER)这两种复合体系中的界面残余应力,介绍了适用于这些体系的球面应力—光学等式,并观察了填料界面残余应力产生的光弹图像.

H型钢热轧过程中残余应力有限元模拟

在热轧H型钢的生产过程中,由于H型钢断面的复杂性,导致在长度方向上翼缘和腹板之间形成了一定的残余应力,严重影响了H型钢的性能。本文通过采用ANSYS软件对热轧H型钢的热轧过程进行模拟,定量的分析了残余应力数值的大小。

降低应力——小湾拱坝应力／应变状态的数值分析（第一部分）

对中国小湾坝的静力工况(性态)的研究，是中俄关于坝／基础系统研究项目的一部分。拟分两篇特写报导，这是其中的第一部分。