金属矿山充填体边界应力变形特征监测与分析

某金属矿为了研究充填体边界的力学行为,进行了地面沉降和地下位移场监测,以及应力和数值模拟,分析了充填体的应力分布和变形。研究结果表明:根据地下应力监测,充填内部的水平和垂直应力均小于充填的应力边界;充填边界轮廓的特征为台阶轮廓;围岩与充填之间的接触相互作用导致了复杂的应力分布。根据数值模型中边界点的应力监测,应力发展的多峰值是充填边界部分的主要特征。充填边界的多峰值应力行为受开采深度的影响,且充填变形的边界影响了采矿的局部稳定性。

自然边界元法分析薄体结构边界应力

自然边界元法在分析含薄壁结构对象的边界应力时,由于边界源点和对边上的积分单元距离很近,边界积分方程中存在几乎强奇异积分,阻碍了自然边界张量的准确计算,导致分析薄体结构边界应力失效。本文运用分部积分的技巧,给出了自然边界积分方程中几乎强奇异积分的完全解析表达式,再结合常规的位移边界积分方程联合求解边界应力。算例证明,同普通边界元法相比,本文方法可以分析更薄的薄体边界应力。

应力有限元分析中边界应力计算的一种方法

本文利用边界元法中边界应力的计算方法对有限元应力分析中原边界应力计算方法加以改进,并给出几种不同格式的边界应力计算公式和算例。该方法使用较方便,计算结果的精度比原方法有一定提高。

以计算机求解反应器封头处边界应力值

中低压反应器多以简体和封头连接成型组成反应器的整体结构。如果两部件回转曲线不同,受内压介质作用时,在连接点处将有不同的变形特征,并由内力Mx、N_■等组成较大的边界应力值,形成反应器整体强度条件的薄弱部位。因此准确计算封头处边界应力对建立反应器的合理强度条件有着重要意义。本文以化学反应器中最具边界特征的无折边球形封头为例,根据弹性力学理论,建立边界处应力计算数学方程,并以计算机求解出应力值。

用边界元法计算轴对称弹性体内部点位移和应力及边界应力

本文采用边界元法,推导出了具有轴对称问题的弹性体内部点位移和应力、及边界应力计算公式,并且给出了算例.该公式具有计算速度快和精度高等优点。

拱坝坝基弹性模量对拱坝边界应力的影响

为了研究拱坝坝基弹性模量对坝体边界应力的影响,采用有限元计算软件ANSYS计算分析某混凝土拱坝,以坝底高程为界将坝基分为两个区域,对每个区域的弹性模量取六种计算值,共11种计算方案。结果表明,坝底高程以上的坝基弹性模量的取值对坝体边界应力的影响较坝底高程以下的坝基更明显,当坝基弹性模量取值小于坝体弹性模量的50%时,坝体边界应力受坝基弹性模量的影响比较显著,增加坝底高程以上的坝基弹性模量和降低坝底高程以下的坝基弹性模量可以改善坝体边界的应力状态。

边界应力对石墨烯翘曲的影响

对于边界应力引起的石墨烯薄膜边界翘曲问题,分别建立了理想边界模型和真实边界模型来分析边界尺寸对翘曲形貌的影响。通过建立弹性薄壳模型,将边界处理成只具有面积而没有几何尺寸的理想梁模型以及具有真实尺寸的真实边界壳模型,然后进行理论分析来确定石墨烯薄膜边界翘曲时的尺度关系(即翘曲波形的波长、腹向衰减表征尺度以及面外翘曲幅值)。理论分析发现,边界宽度的变化对石墨烯薄膜的能量、翘曲幅值及腹向衰减尺度的影响显著,且当边界宽度为0.1 nm时,总应变能有最小极值点出现在波长为7 nm左右,该发现与原子模拟研究所得结果基本一致;同时发现,石墨烯翘曲幅值在边界宽度为0.1 nm时幅值达到最大,腹向衰减尺度随边界宽度在边界宽度为0.1 nm时衰减得最快。

基于广义混合富集元法的应力强度因子分析

以位移元模型为基础求解裂纹尖端应力强度因子(Stress Intensity Factor,SIF)的方法众多,但是,当模型网格较稀疏时,位移元模型的刚度偏大;另外,位移元模型不方便直接引入应力边界条件,边界应力结果有失客观性。基于富集元思想,结合广义H⁃R变分原理提出了广义混合富集元列式。基于该列式的有限元模型,一方面消除了经典混合富集元法结果的震荡问题,另一方面兼顾了裂纹尖端应力参量的奇异性和应力边界条件引入的方便性。实例分析表明,利用该方法求解应力强度因子,数值结果稳定可靠且精度较高。

用边界元法计算轴对称弹性体内部点位移、应力和边界应力

采用边界元法推导出了具有轴对称问题的弹性体内部点位移、应力和边界应力的计算公式，并且给出了算例。

近场波动模拟的人工应力边界条件

采用甲面波和远场散射波混合透射,引入无限介质线弹性本构关系建立了一种应力人工边界条件．其优点在于边界结点反应与内部有限元结点反应采用相同的积分格式计算,有限元积分方法稳定时不存在人工边界失稳问题．数值算例表明:边界精度高于现有黏性边界、黏弹性人工边界,以及一、二阶透射人工边界．

强夯的边界接触应力与沉降特性研究

在考虑夯锤自重的基础上，结合夯锤的刚体运动方程和成层弹性地基空间轴对称动力问题的传递矩阵法，导出了强夯的边界接触应力与沉降在变换域中的解析式，通过Ｌａｐｌａｃｅ－Ｈａｎｋｅｌ联合反变换求得了边界接触应力与沉降的时程关系，确定了接触应力时间，并将计算和实测结果作了比较。本文方法能反映强夯的实际性状，有利于成层地基强夯机理的数值分析工作。

基于采动应力边界线的顶板巷道保护煤柱留设方法

针对平顶山一矿31010工作面回采期间顶板丁戊三乘人巷严重变形的问题,通过现场实测和数值模拟研究了巷道变形的原因及保护煤柱留设的问题。结果表明:工作面回采后,上覆顶板岩层中的应力发生改变,将应力值等于1.05倍原岩应力的点构成的曲线定义为采动应力边界线。采动应力边界线由开采煤层向上覆岩层呈外扩式发展,采动应力边界线距开采边界的水平距离随着距开采煤层高度的增大而逐渐增大,但增大趋势逐渐减小。采动应力边界线内侧岩层应力出现增压区和减压区,而外侧岩层仍处于原岩应力状态,采动应力边界线是划定工作面上覆岩层是否受工作面回采影响的边界线。目前顶板巷道保护煤柱宽度是按岩层移动角进行设计的,没有体现内部岩层移动变形及应力特征,导致顶板巷道保护煤柱宽度不合理而出现破坏,为此提出了基于采动应力边界线的顶板巷道保护煤柱宽度设计方法。按照此方法设计的平顶山一矿31010工作面顶板乘人巷保护煤柱宽度应为158 m。

复式断面边界剪切应力分布规律研究

在复式断面明渠中，由于存在滩槽水流动量的交换，改变了边界剪切应力的分布规律，进而影响滩槽的阻力和输水能力。本文利用作者实测的剪切应力分布资料，通过与矩形明渠边界剪切应力分布的对比，对复式断面边界剪切应力分布的特征进行了分析，建立了滩槽平均边界剪切应力与水深的关系。

明渠断面水流流速与边界剪切应力横向分布模型

天然河流的横断面多为由主槽和漫滩组成的复式断面,水流在这种断面中比在单一断面中受到更多因素影响,流态也更加复杂。通过将明渠横断面上微元体在水流方向的N-S控制方程沿水深积分,得出描述垂线平均流速和边界剪切应力横向分布的模型,并通过对实验数据的验证,确定了模型的实用性。

论矩形明渠流边界切应力分布规律

本文提出了流体内部任一微小水体所含机械能总是沿到边壁最短距离的方向向边界传递,并通过粘性作用而予耗散的假定。依此假定本文导出了能适合各种宽深比的矩形明渠边界切应力分布公式,同时还给出了矩形明渠流边壁、底壁糙率不同时的边界切应力分布公式,所得公式与实验资料较为相符。

滑移线场理论中非特征线应力边界条件的解析式

给出了岩土材料滑移线场理论中非特征线应力边界条件的解析表达式,根据它,应用滑移线场的基本理论和应力特征线的基本性质,可以方便地构造滑移线网。

不连续应力边界土压力的严密解法

基于上下限定理的推论,分析了不连续应力边界下土体中不连续应力场和速度场特征。根据应力不连续线和速度不连续的性质,在考虑有重土、土和墙体摩擦情况下,通过数值计算,解三类边值问题。求得墙后土体在表面受不连续荷载时,挡土墙绕基底转动下土体的静力场,同时对对应的机动场进行分析,找出了满足所有速度边界条件和静力边界条件的应力场,得到绕墙基转动下挡土墙土压力的严密解。算例表明:文中求解极限平衡问题真解的算法是可行的。

弹性力学应力边界问题的辛差分格式

将全区域离散的有限差分法引入弹性力学辛体系,建立了应力边界问题的平面直角坐标辛差分格式,用对偶的二类变量进行求解,可直接求得位移和应力.编程并计算了有关算例,结果表明辛差分法是有效的,为弹性力学辛体系提供了一种新的数值方法.

多域自然应力边界积分方程

文章通过对常规应力边界积分方程反复的分部积分,将应力表示成位移ui、面力ti及自然变量wi的积分形式,并推广到多域系统,建立了多域自然应力边界积分方程;该积分方程仅含几乎强奇异积分,同常规应力边界积分方程所含的几乎超奇异积分相比,奇异性降低了一阶;再利用正则化技术解析处理多域自然应力边界积分方程中的几乎强奇异积分,从而可以准确计算多域系统近边界内点的应力。

边界元法分析中边界切向应力的有限差分算法

在用边界元法作弹性应力分析中,不能直接计算出弹性体边界切向应力。本文在边界元法分析的基础上,用差分法计算边界切向应力。推导出常边界元情况下边界切向应力的差分公式。计算表明文中所述方法是可行的、简单实用。所研究的方法也适用于高次边界单元的边界切向应力的计算。