基于自然应变损伤模型的膨胀土冻融损伤分析

膨胀土的定量冻融损伤分析对于寒区工程具有重要的实际意义。针对土体损伤模型研究中应变模型选择不合理的问题,引入自然应变的概念,基于Weibull统计理论和应变等价原理,构建了自然应变损伤模型,通过遗传算法,进一步实现模型参数的全局寻优功能。通过已有膨胀土冻融循环后的试验数据,对损伤模型进行验证,并进一步开展了膨胀土的冻融损伤分析,对非损伤变形和损伤变形进行区分,进一步验证了损伤模型的合理性。研究结果表明:自然应变损伤模型可高精度的模拟膨胀土不同冻融循环作用后的应力应变曲线,初始刚度和宏观强度等指标与冻融循环次数呈负指数关系,且非损伤变形和损伤变形与侧限压缩试验曲线和三轴压缩曲线具有较好的对应性。

实体壳单元及其在动力显式有限元方法中的应用

将实体壳单元模型引入动力显式有限元方法,并采用假定自然应变方法消除剪切闭锁和梯形闭锁,利用平面应力假定改善厚向闭锁,通过共旋理论更新应力.对标准算例的计算及其与实体单元计算结果的对比显示,在相同计算模型条件下,实体壳单元模型较实体单元有更好的精度.利用实体壳单元对一段辊弯成型过程进行模拟.结果显示,采用实体壳单元可以有效缩小计算规模,提高计算效率.

基于模态分析和BP神经网络的复合材料脱层损伤监测研究

基于假定自然应变法建立了一个新的八节点压电固体单元,并采用具有相同坐标但不同节点号的节点对模拟脱层,分析了含不同脱层损伤梁的模态特性;进而提出了一种将计算力学、神经网络和实验模态分析相结合的复合材料结构脱层损伤检测的新方法。该方法通过数值模拟的手段为神经网络提供充足的训练样本,以实验模态结果作为神经网络的输入来预测复合材料结构的脱层损伤,实验结果证明了这一方法的可行性。

深部煤岩组合体整体破坏的非线性模型研究

煤是一种复杂的地质体,其内部具有大量的微裂隙及孔隙。煤岩组合体中,岩石为较硬的部分,煤及其内部微裂隙、孔隙及岩-煤之间的界面共同组成较软的部分。根据工程应变和自然应变(真实应变),建立了表征煤岩组合体的非线性理论模型。该理论模型与煤岩组合体的单轴压缩试验数据吻合度较好。对该理论模型进行简化并对参数进行了讨论,发现参数a约等于1;参数b、参数c与煤样尺寸、弹性模量有关,参数b越大,非线性段逐渐延长,且增大速率基本保持不变;参数c越大,非线性段同样逐渐增长,但是增大速率逐渐减小,并且随着轴向荷载的增加,线性段逐渐重合。

基于宏观三角形分区平板壳单元的非线性有限元分析

针对剪切闭锁效应,本文研究了一种基于假设自然应变方法的宏观三角形分区平板壳单元。利用通用有限元软件ABAQUS所提供的用户自定义单元(UEL)和用户自定义材料(UMAT)子程序,本文将宏观三角形分区平板壳单元和基于损伤能释放率的混凝土弹塑性损伤本构模型成功嵌入了ABAQUS的主分析模块。经典试验McNeice双向混凝土板的数值模拟结果表明:宏观三角形分区平板壳单元对于描述板壳结构的非线性损伤行为是行之有效的。

生活垃圾降解特性室内试验研究

按照杭州天子岭垃圾填埋场生活垃圾的成分,人工配制新鲜生活垃圾试样,放入密封的聚氯乙烯(PVC)桶并置入恒温降解箱内进行厌氧降解。待生活垃圾试样达到指定的降解龄期时,进行降解特性相关试验。结果表明:生活垃圾的密度随着降解龄期的增加而增加,密度与降解龄期的关系可用指数函数进行拟合,拟合系数为0.94;生活垃圾的自然应变随着降解龄期的增加而增加,自然应变与降解龄期的关系可用指数函数进行拟合,拟合系数为0.94;生活垃圾中有机质的含量随着降解龄期的增加而减小,有机质含量与降解龄期的关系可用指数函数进行拟合,拟合系数为0.99。建立了三个关系对应的指数函数表达式。研究结果可为大型垃圾填埋场的库容分析提供参考依据。

适用于壳体h型自适应有限元分析的一组新单元

推导出一组适用于h型自适应分析的四边形蜕化壳元。对于大多数壳体结构,壳单元的刚度矩阵可分为薄膜、弯曲和剪切三部分。对薄膜部分本文采用杂交应力元方法进行设计,独立假设薄膜应力场以改善其精度;弯曲部分的刚度矩阵则依然由基于位移的应变来获得;而剪切部分则采用假设自然应变的方法来获得能克服薄壳下剪切自锁的新剪应变并用于计算此部分的刚度矩阵。在数值算例中,本文的新单元组在h型自适应分析下可以产生较为规整的网格,并且收敛速度比其他单元有所提高。

层状岩体变形模量参数全过程确定方法研究

针对层状岩体现场变形试验中一个综合变形模量指标无法准确反映全过程变形特征的问题,引入自然应变的概念,从单裂隙结构出发,推导了适用于层状岩体结构的压力变形关系曲线解析方程,并进一步建立应力与变形模量的负指数模型。为验证负指数模型的有效性,通过几内亚苏阿皮蒂水利枢纽工程坝址区层状岩体变形试验成果进行验证。研究结果表明,提出的确定层状岩体变形试验全过程变形模量的方法可以高精度拟合试验数据,并可以较好地表达应力与变形模量的非线性关系。

博采

科学史上,与机遇走了对面,却鬼使神差般地擦肩而过,被后来人捧了个“金娃娃”的现象,不在少数。