模拟地震的弹簧滑块模型的混沌运动

我们构造了一种自由度为２的双弹簧滑块系统，讨论模型参数的不均匀性和滑块间的相互作用与复杂现象的关系。假定滑块在所受力小于其静摩擦力时保持静止，因此，只有发生了滑动，两滑块所受力之差才改变。如果我们以两滑块受力之差为变量，就可以构造一种一维的映射。这种映射直观地显示了系统的演化，反映了方程终态解的形态。结果表明，用混沌运动来描述地震现象可能是较为合理的。

二维空间下子弹击弹簧滑块的研究

本文采用数学极值方法 ,对二维空间下子弹以任意角度击弹簧滑块进行研究 。

从弹簧滑块模型看骤热效应对地震周期的影响

1研究背景地震周期模拟对理解地震预报有重要意义。不同于概率分布对应的余震泊松模型,从摩擦准则出发,基于动力学破裂模拟可以从物理角度分析地震破裂的周期过程。Dieterich(1979)通过岩石摩擦实验提出的速率-状态摩擦准则,包含高速破裂时的应力弱化和低速时的应力恢复过程,被后续学者广泛应用在地震同震破裂动力学和地震周期模拟过程研究(Rice,1983)。

粘弹性有限元与弹簧滑块耦合模型——断层与地块相互作用的数值模拟

建立了粘弹性有限元方法和弹簧滑块的耦合模型,模拟了缓慢的大尺度地壳构造运动转化为急剧的小尺度断层失稳的时间过程,展示了地壳块体系统在板块边界作用下的相对运动,断层分配了主要的变形,导致了应力的积累,通过弹簧滑块模型模拟出服从Gutenberg-Richter定律的地震序列。断层摩擦强度的不均匀性控制了地震的发生以及块体的应力状态,地震破裂过程由成核点开始向两端扩展,伴随有应力的触发、应力释放和应力再分配的过程。断层的破裂事件释放了地壳块体的部分应力,靠近断层的地块应力受到局部破裂段的影响,而远离断层的地块应力状态受到断层整体地震活动的控制。

从弹簧滑块到地震预测:BK模型今昔谈

Burridge -Knopoff弹簧 -滑块模型作为一个概念性的地震模型 ,自 196 7年提出以来一直为地震学家和物理学家所关注 ,对BK模型的研究成为物理学与地震学之间的一个活跃的交叉领域 .BK模型的一些性质 ,例如确定性浑沌、自组织、孤立波 ,等等 ,能够为理解地震的性质和解决地震预测问题提供有用的线索 .BK模型与目前的一些悬而未决的复杂性物理问题的联系 ,使它不仅对地震研究 ,而且对更普遍的多体系统问题的研究 ,都有重要的影响 .

基于弹簧-滑块模型的平纹织物几何结构模拟研究

基于力学原理研究了平纹织物几何结构的计算方案,并对该平纹结构进行三维模拟显示.根据平纹织物的交织规律和纱线材料及加载张力,提出了串联的滑块-弹簧模型,进而从力学的角度分析纱线的运动趋势、变形情况.不断进行力学公式的迭代计算,得到机上平纹织物稳定状态下的几何结构.利用B样条曲线曲面造型技术,构建截面形态变化的立体纱线模型以探索纱线截面的变化规律,并模拟显示平纹织物的几何结构.

一种弹簧—滑块系统的非线性振动

建立了一种弹簧-滑块模型的非线性振动微分方程,并利用Runge-Kutta法进行了数值求解,得到了其解的时域图和相图,分析揭示了这种非线性振动的动力学特征。

弹簧-滑块模型下的斜坡尖点突变模型

分析了软弱带介质与上部岩体的联系,提出了弹簧-滑块模型。用突变论建立了斜坡沿单软弱结构面滑动的尖点突变模型。通过研究发现,斜坡失稳主要取决于软弱面上应变硬化介质及上部岩体与应变软化介质在应变软化曲线拐点处的刚度比k、材料的均匀性指标m及几何-力学参数,其失稳演化过程与地质环境因素变化密切相关。

断裂滑动速度对强震发生周期的影响——以东昆仑活动断裂带库赛湖断裂分段和西大滩断裂分段为例

2001年11月14日东昆仑断裂带库赛湖段发生8.1级大地震.事实上,库赛湖断裂分段大震的复发周期会受到其他分段运动行为的影响,尤其是临近的西大滩断裂分段.本文采用速度和状态依赖摩擦本构控制的一维弹簧滑块模型(BK模型)研究断裂分段滑动速度对强震复发周期的影响.以东昆仑活动断裂带库赛湖断裂分段和西大滩断裂分段作为实例进行研究,研究中将两断裂分段视为通过弹簧相连的滑块系统,其中模型参数的选择是以现有东昆仑活动断裂带库赛湖和西大滩分段的地质研究成果、历史地震和古地震资料直接给出,部分参数也采用了数值计算的方法.研究预测了两分段不同滑动速度对强震复发周期、断裂滑动速度及错动位移在未来0.5～0.6万年中随时间变化的影响.研究发现:在断裂分段之间的相互影响下,各断裂分段滑动速度与各段的强震发生周期没有规律性的关系;两断裂分段组成的系统中,某断裂分段滑动速度放慢(加快)会使该断裂分段未来强震发生的震级增大(减小),而对另外断裂分段的强震发生震级没有规律性影响;两断裂分段组成的系统中,某断裂分段滑动速度加快(放慢)会使另外的断裂分段在强震发生时错动的速度加快(放慢);同时,两断裂分段组成的系统中,某一断裂分段滑动速度上的变化对另一断裂分段强震复发周期的影响只有在较长时间跨度上才能体现.

断裂分段之间不同相互作用对断裂运动的影响

采用速度和状态摩擦本构控制的一维弹簧滑块模型研究断裂分段间相互作用对运动特征的影响,为研究东昆仑活动断裂带库赛湖段和西大滩段2个断裂分段之间的相互影响,采用由弹簧相连的2个滑块模拟断裂分段,通过弹簧滑块系统的动力学分析,将断裂运动性质的描述归结为一组微分方程,数值求解该微分方程组,最终得到断裂运动性质的参数,从而达到确定断裂未来强震复发周期的目的。通过位错模型计算、借鉴前人研究成果以及古地震资料确定模型相关参数。研究断裂分段在不同相互作用下的强震复发周期,模拟表明断裂间不同相互作用对地震复发周期和地震时断裂错动位移的大小没有规律性的影响;只是对地震发生时断裂错动的速度有明显的影响,作用强时,地震发生时断裂错动速度大;反之,地震发生时断裂错动速度小。

两类基本临震地震前兆

本文以观测事实和实验资料为基础,提出强震前存在着两类基本临震前兆,一类是临震前震源区出现前震或前震序列,一类是震前震源区及其附近发生大量值形变。文中讨论了它们的基本特征,并给出了一个弹簧滑块简化模式来说明这些基本临震前兆的机理。对该模式做数字模拟计算,其结果与实验得到的应力应变曲线相当一致。

软盘包装盒注射模设计

针对塑件纵深较大且有侧孔的情况,设计中采用斜导柱结构完成大纵深造型,同时侧面利用弹簧滑块机构实现侧抽芯,模具结构精巧,运行顺畅。

断层力学模型及其数值模拟方法评述

对地学及岩体工程中常采用的断层力学模型及数值模拟方法作了简要的总结与比较,并对其研究现状及发展趋势做了述评。

东昆仑活动断裂带库赛湖段破裂行为及影响因素的初步研究

2001年11月14日,青藏高原北部东昆仑断裂带库赛湖段发生了MS8.1地震。此次地震的发震断裂在地质史上具有高速左旋滑动的特征,特别是晚更新世晚期以来库赛湖断裂的平均滑动速率达(14.8±2.8)mm/a。库赛湖断裂不同的滑动速率可能会对其未来发生的运动行为产生影响,为此文中研究了东昆仑活动断裂带库赛湖段不同滑动速率和不同断裂面初始摩擦系数对断裂破裂行为的影响,建立了库赛湖断裂段对应的速度和状态依赖摩擦定律控制的单自由度弹簧滑块模型。为得到合理的模型参数,模拟中采用了断裂位错模型,考察了相关古地震研究资料、历史地震资料以及前人的相关研究成果。通过模拟库赛湖断裂段在不同滑动速率下未来6ka的破裂行为,发现断裂滑动速率快可使地震复发周期缩短,滑动速率慢会使地震复发周期延长。例如,若断裂以现今平均14mm/a的初始滑动速率运动时,地震复发周期为2.1ka;若以18mm/a的初始滑动速率运动,其对应地震复发周期为1～1.5ka;而滑动速率为8mm/a时地震复发周期为2.1～2.5ka,但断裂滑动速率对地震发生时断裂错动的位移和错动速度没有规律性影响;断裂面初始摩擦系数的大小对地震复发周期有影响,初始摩擦系数较大可能会使地震周期减小,初始摩擦系数小可能会使地震复发周期增加;同时,断裂面初始摩擦系数较小可能会使地震发生时断裂错动的位移和错动速度变大。

基于UG7.0牙签盒盖注射模设计

根据牙签盒盖零件生产要求,进行材料性能分析与模具设计,模具设计包括分型、浇注系统、推出机构、复位机构、冷却系统、侧抽芯机构等设计及模架的选择。设计出模具三维造型并生成工程图转换成AutoCAD格式的图纸,该产品的注射模设计采用分瓣推管及带有弹簧滑块,对同类零件的成型有一定的参考价值与指导意义。

滑动速率及系统刚度对断层滑动性质影响研究

为进一步探索活动断层滑动性质及断层系统演化过程的影响因素,基于单自由度弹簧-滑块模型,引入速率-状态依赖摩擦本构关系,建立了单自由度弹簧-滑块系统的静力平衡方程,采用龙格-库塔法解非线性方程组,重点研究了滑动速率及系统刚度对断层滑动性质、系统演化过程的影响。研究表明:活动断层滑动速率越大,系统响应越大;系统刚度越大,越不易失稳。系统刚度低于临界刚度时,一旦断层产生滑动,系统将向失稳方向发展,系统的运动轨迹将越来越远离平衡点;系统刚度等于临界刚度时,活动断层将保持周期性滑动,滑动速率越大,应力振荡的幅值也越大,此时系统的运动轨迹为一极限环;系统刚度大于临界刚度时,断层经过短暂的周期滑动后,很快达到稳定滑动状态,此时系统的运动轨迹趋向于并最终达到系统的吸引子。

鲜水河断裂带的地震模拟

本文运用由弹簧—滑块模型来模拟走滑断层的地震活动,讨论了模型中断层强度、断层滑块间弹簧强度、滑块与驱动盘之间片簧强度、滑块摩擦力的影响,以及初始条件敏感性。并以我国最为典型的一条走滑断层———鲜水河断裂带为例,运用试错法调整模型参数以使发生的地震最大限度地逼近实际发生的地震,并利用最终结果讨论了鲜水河断裂带今后的活动性。

滑坡失稳后变形过程分析

针对滑落体滑动过程的速度和变形的不均匀性、变形能的积累与释放以及滑体与滑床的摩擦等,建立了滑落体运动的弹簧滑块模型,分析了滑块运动过程,结果表明:该模型通过数值方法可以计算滑落体滑动全过程的变形,同时可以计算滑落体每一条块在滑动全过程的速度和变形以及滑落体的滑动时间和最大运动距离。