基于修正Masing准则的萧山软黏土动应力-应变关系研究

地震、波浪、交通等不排水循环荷载的作用将引起土体孔隙水压力上升,从而使土体的刚度、强度发生软化现象,以往对软粘土动应力-应变关系的研究大都忽略循环软化的影响。采用Masing准则及其修正来描述软黏土的动应力-应变关系往往与实际偏差较大,主要是因为该准则未能考虑软黏土的循环软化特性。通过对萧山软黏土进行应力控制的循环三轴试验,研究循环次数、循环应力、偏应力对萧山软黏土的循环软化特性的影响。通过对每次循环中的刚度进行无量纲化得到量纲一的刚度Gsec/Gmax与循环应变幅值εs的关系曲线。研究结果表明,当循环应力较小时,Gsec/Gmax-εs曲线由硬化及软化两部分组成;当循环应力大于58kPa时,该曲线仅表现为软化特性。在试验基础上得到量纲一的刚度软化模型,该模型可体现每次循环过程中的刚度软化规律。同时,基于修正的Masing准则,结合循环软化模型,得到考虑循环软化特性的萧山软黏土动应力-应变关系曲线。

锆-4合金Masing特性的研究

为了更好地认识锆及其合金的循环变形行为及其机理,用单试样逐级加载法研究了锆-4合金在室温下的Masing特性。结果表明:锆-4合金是否出现Masing特性,取决于应变幅和材料状态。通过用Cottrell方法对滞后回线进行分析,得到了锆-4合金具有Masing特性的充分必要条件:对于任何应变幅的循环变形,在某一固定的应变值,其对应的显微组织应该都是不变的。

考虑软化特性的软黏土动应力-应变关系研究

针对在地震、波浪、交通等循环荷载的作用下饱和软黏土残余孔隙水压力上升,从而导致软黏土刚度、强度发生软化的这种现象,对循环荷载作用下考虑循环软化特性的饱和软黏土动应力-应变进行了研究.以往的研究大多忽略初始偏应力对软黏土循环软化及动应力-应变关系的影响.通过对萧山正常固结饱和软黏土进行应力控制的循环三轴试验,研究了循环次数、循环应力水平、初始偏应力对饱和软黏土刚度软化及应力-应变关系的影响.试验结果表明,随着循环次数的增加,土体刚度逐渐减小;循环应力水平的提高和初始偏应力的施加都将加快刚度软化和累计塑性应变的发展,从而加速土体的破坏.同时,在试验的基础上推导了反映土体刚度软化规律的经验公式,利用该公式并结合修正的Masing准则对软黏土的动应力-应变关系进行描述.

金属橡胶干摩擦阻尼系统动态性能分析方法的研究

以干摩擦阻尼系统动态性能表征方法的前期研究成果为基础,针对金属橡胶构件的非线性力学性能,分析了金属橡胶构件的干摩擦阻尼的成固,对金属橡胶于摩擦隔振系统的运动微分方程的建立与求解进行了探讨,将方程的数值解与试验结果进行了对比。结果表明,在建立金属橡胶干摩擦阻尼系统的运动微分方程时,可以直接采用非线性恢复力,而不采用当量粘性阻尼项。试验结果表明该方法具有足够的精度。

基于热力学定律的土体动力Hardin-Drnevich模型再认识

从Masing二倍法构造的Hardin-Drnevich模型的卸荷再加荷滞回曲线出发,以热力学定律为基础,考虑了塑性中心的移动为直线和骨架曲线两种情况下的耗散函数表达形式,应用Ziegler正交条件,通过对耗散函数求一阶偏导,得到耗散应力空间中的屈服函数表达式,并引入耗散应力和真实应力之间的差别项即转移应力,从而得到真实应力空间中的屈服函数。屈服曲线的绘制表明了对于塑性中心的不同转移规律,屈服曲线遵循同样的变化规律:应变在某一范围内,剪切形的屈服曲线是直线形式;当应变超过某一阈值时,剪切形的屈服曲线呈现弯曲。此外,还给出了应变的阈值。

16MnR钢中温低周疲劳行为研究

通过16MnR钢在中温环境范围内应力控制模式下的低周疲劳试验,研究了环境温度对16MnR钢疲劳性能的影响以及300℃、420℃时材料的循环响应.研究表明:材料在300℃左右存在"篮脆"现象,疲劳强度明显高于其他温度;在同一温度下,随着平均应力和应力幅度的升高,材料的循环蠕变速率增大;在300℃、420℃两种温度环境下材料表现出循环相关硬化和Masing特性;ASME低周疲劳设计曲线适于16MnR钢300℃时的疲劳设计,但不适于420℃时的疲劳设计.

LRB基础隔震结构非线性动力响应的非迭代时程计算方法

提出了一种求解使用铅芯橡胶支座(LRB)的基础隔震结构非线性动力响应的非迭代时程计算方法。该方法首先将层间剪力向量作为非线性二阶运动微分方程的参量,引入状态变量将非线性二阶运动微分方程降阶为一阶状态空间方程,通过使用描述非线性滞回模型的Masing准则确定隔震层剪力并给出了计算隔震层剪力的流程图,利用经典的Runge-Kutta方法进行求解。这样本文所提出的非迭代算法可以避免繁琐的迭代运算,方便编制程序。在数值试验中,利用本文提出的非迭代算法与传统的Newton-Raphson迭代算法进行了比较,结果表明:利用本文提出的非迭代算法得到的时程结果与使用Newton-Raphson迭代算法得到的时程结果十分接近并且峰值的相对误差比较小,能够满足工程计算的精度要求。

基于A-F类循环塑性理论的多轴局部应力应变法

提出预测缺口构件疲劳寿命的多轴局部应力应变法。采用Armstrong-Frederick(A-F)类循环塑性理论,描述具有非Masing特性的16MnR材料的循环塑性行为。结合A-F类循环塑性模型和增量式Neuber法,分析比例和非比例加载下缺口根部处的多轴应力应变状态。将局部应力应变应用于基于临界面的多轴疲劳损伤模型,对缺口构件进行疲劳损伤分析和疲劳寿命预测。分析结果表明,基于A-F类循环塑性理论的多轴局部应力应变法,能很好地描述缺口根部处的多轴应力应变状态,疲劳寿命的预测结果与试验数据基本吻合。

考虑弱化特性的风积土动应力-应变关系研究

以辽西地区京沈高速铁路途径段风积土为研究对象,通过循环三轴试验,研究了风积土在不同固结条件和施加初始静偏应力作用下刚度的循环弱化特性,提出了考虑有效固结应力、初始静偏应力、动应力水平和循环次数影响因素的风积土刚度弱化模型。结果表明:在相同固结条件下,风积土的刚度随固结围压的增大而增大;循环次数的增加、初始静偏应力的施加和动应力比的提高,使风积土的刚度衰减显著;在试验的基础上提出了风积土在循环荷载作用下刚度弱化模型,利用该模型并结合修正Masing准则对风积土的动应力-应变关系进行描述。

车轴钢的应变疲劳行为

通过试验研究了国产车轮钢的应变疲劳(低周疲劳)行为。试验结果表明,车轴钢属Masing型材料,在应变幅ε_α<0.4％时为循环软化,ε_α>0.4％时为循环硬化。作者分析了车轴钢的应变幅与寿命关系的特点后,在Manson-Coffin公式基础上给出了一个修正式。同时,还给出了车轴钢的应变疲劳参数和与之相对应的静力参数,可供选材和寿命估算时参考。

CYCLIC HYSTERESIS ENERGY OF CARBON AND ALLOY STEELS

Based on the low-cycle fatigue tests of carbon and alloy steels,the cyclic properties of hysteresis energy and its changing rules have been analysed.The mathematical formula of cyclic hysteresis energy of the materials with different cyclic properties have been presented. The total absorbed energy to failure is associated with the variation of cyclic hysteresis energy.

基于MSC Marc的面板堆石坝动力分析

为解决面板与堆石体之间的相互作用问题,模拟面板堆石坝抗震中无限的地基对坝体抗震的影响,并且仿真坝体堆石料的动力特性,利用MSCMarc有限元软件建模与仿真,将改进的人工边界条件和提出的实用Masing准则用于堆石坝动力有限元分析.结果表明所采用的模型简单合理.

柔性节点框架结构的非线性动力反应分析

采用四参数Richard模型和Masing法则来模拟框架结构柔性节点非线性弯矩-转角关系的卸载和再加载部分,对柔性节点框架结构的非线性动力反应进行分析。研究结果表明:Richard模型和Masing法则可以很好地模拟柔性节点非线性弯矩-转角关系的卸载和再加载部分,适用于柔性节点框架结构的非线性动力分析;随着地震波峰值加速度的增大,滞回曲线所包围的面积也相应增大,节点表现出良好的耗能特性。

Ramberg-Osgood土动力非线性模型在ABAQUS软件上的开发及应用

基于ABAQUS有限元软件开发平台,对Ramberg-Osgood土动力非线性本构模型进行了修正。通过合理的假设得出了模型修正参数、R的取值方法和算法。滞回曲线加卸载规律符合修正后的Masing准则。并进行了三维场地地震动非线性分析,分析了不同输入峰值的地震波对土体应力-应变关系的影响,并与一维场地动力分析Shaking程序的计算结果进行了比较。分析结果表明,非线性分析时的水平位移和相对位移要大于等效线性情况下的相应位移,这表明采用何种本构关系将影响到得到的场地的地震动反应结果,因此,在工程应用时需加以合理的选择,并对最终结果做出合理的判断。

装备虚拟维修训练系统设计方法研究

开发虚拟维修训练系统是一项复杂的系统工程,Agent的理论、技术为大型、复杂系统的分析、设计和实现提供了一个崭新的途径,介绍了多Agent系统工程(MaSE)方法及其开发工具agentTool,针对传统软件开发方法的局限性,运用MaSE方法指导虚拟维修训练系统的分析、设计和开发,提出了一种基于Multi-Agent的虚拟维修训练系统(VMTS)结构框架,整个系统分别由7个具有交互作用的Agent组成,并运用图形模型描述了系统目标、行为、角色、Agent类型及Agent之间的通信接口,从而将VMTS转化为一个多Agent系统的设计与开发,提高了系统的健壮性、灵活性和可重用性。

以MaSE方法开发的无人机指挥控制系统设计

MaSE（Multiagent System Engineering）方法以主体理论和技术为基础,充分借鉴面向对象软件开发方法的思想,为开发分布式系统提供了较大通用性。文章研究了应用MaSE的建模技术,并采用开发工具Agent Tool构建了基于多Agent的无人机指挥控制系统。该系统具有自治性和协同性,从而为多无人机作战指挥控制模型建立提供了依据。

基于MaSE的多通道交互系统的设计

以基于语音和笔输入的多通道造型系统为研究对象,实现系统的自然交互为研究目标,提出要实现系统的自然交互必须拥有一个智能的系统架构和面向领域的知识支持系统。首先以MaSE为分析设计方法,用AgentTool对系统进行多Agent建模。然后,论述系统设计的关键技术,以及领域知识在提高系统的主动性与灵活性方面的作用,最后对管理和集成系统的各种信息提出相应的解决方案。

温度对球墨铸铁QTRSi4Mo1拉伸性能与循环变形的影响

开展了球墨铸铁QTRSi4Mo1室温到760℃条件下的静载拉伸试验和应变控制低周疲劳试验研究。通过比较不同温度下材料拉伸性能与循环应力应变响应特性,表明球墨铸铁QTRSi4Mo1在300℃~400℃附近存在一定脆性,在500℃以上具有较好的塑性变形能力;在中温(400℃~500℃)条件下材料循环应力应变行为表现为循环硬化,在高温(760℃)条件下表现为循环软化,而在较低温度下则表现出更复杂的应力应变演化,同时利用Ramberg-Osgood方程可准确描述其循环应力应变特性;在较低温度下材料具有non-Masing特性,而在500℃以上则具有Masing特性。

LRB非线性恢复力计算方法研究应用

通过使用masing规则确定隔震层铅芯橡胶支座(LRB)的恢复力和加卸载路线,求出其在地震动力下的瞬时刚度,将masing规则引入应用于Newmarkβ-法中求解非线性动力问题。通过编制程序,对算例进行研究分析,结果表明该方法可行高效,得出层间隔震结构隔震周期对上下部结构地震反应的影响规律。

基于MaSE的软件开发及应用

目前智能分布式应用系统需求日益增强,对这类系统的开发是现阶段软件工程面临的一个巨大挑战。MaSE(Multiagent System Engineering)方法以主体理论和技术为基础,充分借鉴面向对象软件开发方法的思想,为开发智能分布式系统提供了较大通用性。分析了MaSE方法的建模技术,并把该方法应用于计算机系统安全监控软件开发中。与现有的其他软件开发方法(如结构化、面向对象)相比较,它在系统的自然建模、管理和控制系统复杂性、提高目标软件系统的灵活性、可维护性和可重用性等方面具有较大优越性。