An overview of particle-based numerical manifold method and its application to dynamic rock fracturing

This review summarizes the development of particle-based numerical manifold method(PNMM)and its applications to rock dynamics.The fundamental principle of numerical manifold method(NMM)is first briefly introduced.Then,the history of the newly developed PNMM is given.Basic idea of PNMM and its simulation procedure are presented.Considering that PNMM could be regarded as an NMM-based model,a comparison of PNMM and NMM is discussed from several points of view in this paper.Besides,accomplished applications of PNMM to the dynamic rock fracturing are also reviewed.Finally,some recommendations are provided for the future work of PNMM.

复杂弹性耦合隔振系统振动建模研究

用一种子结构建模方法建立了复杂弹性耦合隔振系统的振动方程 ,解决了以往复杂弹性耦合隔振系统中弹性筏体及非刚性基础的振动建模的问题。首先 ,详细介绍了复杂弹性耦合系统子结构建模的步骤 ;然后通过对一个具体算例的计算 ,比较了本文方法计算的结果和 ANSYS建模得到结果 ,可以看出两种计算结果的各阶固有频率结果都非常接近 ,从而证明了本文的方法是正确有效的 ;最后 ,用实验模态分析的方法进一步验证了本文的子结构方法对复杂弹性耦合隔振系统建模理论的正确性。

运动弹性杆的一类数值仿真算法

研究运动弹性杆的数学建模和数值仿真问题。通过在截面主轴坐标系下建立利用剪切拉伸向量描述的运动弹性杆的动力学模型,给出基于谱方法的高精度数值离散方法并给出仿真结果的动态矢量描述,得到了精度较高且计算简单的数值仿真算法。

轮径差对机车动力学性能及轮轨接触的影响

机车同轴左右车轮存在直径不一致的情况,改变了轮轨的接触状态。针对机车同轴轮径差的问题,建立了机车动力学仿真模型和轮轨接触三维弹塑性有限元模型。通过动力学仿真计算和动载荷作用下弹塑性接触计算,分析同轴轮径差对机车运行性能的影响。结果表明:由于同轴轮径差的存在,轮轨间的动载荷发生变化。当内侧车轮直径小于外侧车轮直径时,在一定程度上有利于机车曲线通过;反之则会降低曲线通过性能。与无轮径差相比,同轴轮径差存在时,车轮与钢轨接触位置发生改变,等效应力增大,导致磨耗增加,降低车轮和钢轨的使用寿命。

龙马溪组页岩数字岩心动态法弹性等效数值建模

数字岩心是计算岩石弹性性质的一类常用方法.龙马溪组页岩具有多矿物构成、复杂微结构和强非均质等特征,常规岩石物理的弹性等效解析建模局限性较大,目前流行的静态数值等效建模方法的精度有限.本文基于高分辨率的页岩数字岩心数据,采用多阈值分割方法将数字岩心分解为黏土、石英、孔隙、TOC、长石类、黄铁矿类等六种矿物类型;利用矿物组分等效模量法计算各类矿物的弹性模量;采用二元函数分水岭方法表征不同压力下的岩石孔隙变形和颗粒接触关系变化;通过取向分布函数(ODF)定量分析矿物颗粒展布造成的各向异性特征.最后基于Biot孔弹方程,采用不分裂卷积完全匹配层(CPML)旋转交错网格有限差分法模拟不同压力下弹性波在数字岩心中的传播.以未加压的数字岩心为参考模型,计算不同压力下弹性波走时的平均时间差,进而估算各压力点的数字岩心等效速度.与该岩心样品的超声实验测量速度比较,动态法数值计算结果略偏高,据此校正数值计算过程中表征岩石微结构及颗粒接触关系随压力变化的二元函数,有效改善动态法弹性等效数值建模精度.

基于边界分析的重载轮胎滚动过程接地角和印记非对称性分析与验证

基于解析弹性基础的柔性胎体模型,并考虑胎体圆环的径向变形与切向变形之间的耦合关系,为重载大扁平比轮胎建立了柔性环二维轮胎低频动力学模型。采用接地边界求解方法探究了轮胎的接地滚动过程中的接地角和接地印记的非对称特性,并进行了轮胎接地刚度和接地印记非线性实验验证。结果表明:采用接地边界求解可准确计算接地角和接地印记;基于胎内应变传感器的接地印记估计方法可间接测量轮胎滚动过程中的接地印记。

动力弹塑性分析方法及其在结构设计中的应用

动力弹塑性分析方法是结构分析技术发展的重要成果之一,也是数值仿真技术在工程领域的典型应用,目前已成为性能化抗震设计方法中的重要组成部分。但是由于其涉及到的理论知识、技术方法以及软件应用等均不同于传统的静力或者线性分析方法,一线工程师通常难以了解掌握。以数值仿真技术特征为切入点,从数值模型建立、数值分析方法、分析结果解读等几方面,探讨了动力弹塑性分析方法及其在结构设计中的应用,并以ABAQUS软件平台为例,介绍了结构整体弹塑性数值模型的建立方法,以及结构整体与构件分析结果的输出与解读。