等效动力无限元及其在无限土体模拟中的应用

为解决动力分析课题中无限土体的模拟问题,依据波的透射与反射理论,考虑介质的弹性恢复作用以及在人工边界处波传播的一致性,利用无限单元并引入阻尼矩阵,构建新型的等效动力无限单元模拟动力分析问题中的无限土体。以4节点单元为例,推导等效动力无限单元的刚度矩阵和阻尼矩阵。依托ANSYS平台,利用二次开发工具UPFs和数据接口将等效动力无限元连接到标准ANSYS程序,建立计算模型,分析典型的一维波动问题和Lamb问题,验证并应用等效动力无限元。结果表明,等效动力无限元模拟动力分析中的无限土体是有效的。

强激励下某载具承载装置动态响应分析

为保证载具的稳定性和可靠性,针对某载具承载装置开展强激励下的动态响应分析.建立了土壤−混凝土−载具结构的有限元模型,通过MATLAB和ABAQUS联合开发对模型的土壤边界批量施加黏弹性边界和地震动集中力载荷,对地表以CONWEP加载方式施加爆炸载荷,分别分析载具受到地震和爆炸载荷作用时的动态响应.结果表明,受地震和爆炸激励时装置的动态响应分别以水平和垂直方向为主,载具位移峰值均未超过安全值,没有碰撞风险,载具倾角峰值都小于1°.结合麻雀搜索算法(SSA)、Mixup数据增强、BP神经网络对载具减振装置的刚度和阻尼参数进行优化设计,优化后的载具受到地震激励时水平加速度峰值下降14.9%,垂直相对位移峰值下降23.1%,研究可以为载具的减振优化工作提供参考.

明棚洞落石冲击荷载计算方法研究

根据落石冲击回填土明棚洞过程中的基本力学和运动学规律,采用Laplace变换,从落石冲击半无限土体、落石冲击有限厚度土体、考虑回填土与下部结构相互作用3个方面推导了落石冲击荷载的理论计算公式,通过数值模拟和相关试验数据对理论公式进行了验证,并与目前常见落石冲击荷载计算公式进行了对比研究。研究表明:所提出的公式理论计算结果与数值模拟结果和相关试验结果均有较稳定的规律,理论计算值比数值模拟值大6%~41%,与Pichler现场试验的95%分位值差值仅在6%以内;尽管所提出的公式计算值比目前所有公式计算结果均偏大,但与数值模拟和试验数据更吻合,更能反映出真实的落石冲击荷载;所提出的计算公式可以反映缓冲层厚度和缓冲层性质的影响,缓冲层厚度越小,落石冲击荷载越大,缓冲层厚度影响系数可根据h/r查表确定;缓冲层和结构的动力相互作用导致结构承受冲击荷载相较缓冲层顶部冲击荷载增大,结构动力放大系数与缓冲层厚度相关,缓冲层厚度越大,结构动力放大系数越小。所提出的计算公式可以反映落石大小、落石形状、落石冲击能量、缓冲层厚度、缓冲层性质等因素对冲击荷载的影响,计算荷载值可直接用于明棚洞结构设计。

触地建筑地面对室内热环境影响实测研究

以某实训中心厂房为研究对象,对室外空气温度、室内空气温度、壁面温度、地面温度和地面热流密度进行了为期8个月的实测,主要分析了地面热流密度对室内空气热环境维稳作用。测试结果表明,地面热流密度曲线的变化趋势与室外空气温度变化方向相反以减少室外温度对室内热环境的影响。当室外空气温度骤变时,土体热流密度峰值会增加到日平均值的2.8～6.2倍,使得室内空气温度变化仅为室外空气温度变化的22.1%～54.1%,体现出触地建筑地面土体强大的蓄放热能力。相关研究结果为掌握触地建筑室内热环境变化规律和土体蓄放热潜力的充分利用服务。

弹性力学理论在20000m^3气柜土建基础设计中的应用

通过工程实例,介绍运用弹性力学的土体半无限空间弹性体理论及基础圆环梅拉解对大型工业基础土体换土种类的选择及环形基础设计进行分析及计算,与传统PKPM计算软件算法相比,该计算模型建立以及计算方法独特新颖,该方法计算结果更符合土工实验结果,以及工程实际。