Davidenkov土动力非线性模型在OpenSees软件中的实现与应用

在地下空间被大规模开发的过程中,地下结构抗震问题逐渐得到重视,由于地下结构的特殊性,对于地下结构周围地基土动力性质的研究显得尤为重要。土在动荷载作用下会出现非线性、滞后性和变形累积性等力学特性,骨架曲线可以通过实测资料采用函数进行拟合的方式确定。本文以武汉地区软土为研究对象,通过共振柱试验得到不同围压下剪应变和剪切模量的关系,并拟合出Davidenkov模型中的参数。以Open Sees地震工程模拟开放体系为平台进行二次开发,编制Davidenkov模型材料子程序,并对该黏土在地震作用下的动力响应进行了分析,同时对比试验结果验证了程序的可靠性。

OPENSEES软件在框架节点抗震性能分析中的应用

为研究低周反复荷载作用下框架梁柱边节点的抗震基本性能,采用OpenSees通用分析软件对框架梁柱节点进行了非线性数值模拟。结果表明,数值模拟结果和现场试验检测结果一致性较好,两者误差均小于10%,表明所选取材料的参数以及材料的本构关系,具有较好的合理性和适用性,OpenSees可很好地模拟框架梁柱节点在往复荷载作用下的滞回曲线和骨架曲线。

基于OpenSEES的填充墙钢筋混凝土框架结构地震损伤评估

近年来,地震作用下主体结构未发生倒塌,但填充墙倒塌的现象时有发生。因此,对填充墙钢筋混凝土(RC)框架结构地震损伤评估的研究非常重要。为获取表征整个结构的地震损伤值,使用加权系数对构件层次地震损伤值进行加权,从而获得楼层损伤和整体结构损伤。设计六层三跨的填充墙RC框架结构,并通过OpenSEES有限元模拟平台对填充墙RC框架结构进行地震损伤分析,通过计算结构构件损伤、楼层损伤和整体损伤值,以此来判断结构薄弱层位置和损伤状态,用以确定在结构抗震设计中是否需要对薄弱位置进行加强设计。

基于OpenSEES和ABAQUS有限元模型的剪力墙拟静力试验研究

为保证模拟精度并提高钢筋混凝土剪力墙有限元模型计算效率,分别采用ABAQUS软件和OpenSEES软件建立精细化和简化有限元模型,对1个足尺钢筋混凝土剪力墙试件拟静力试验进行数值模拟分析,从试验现象、破坏模式、裂缝发展趋势、应变、滞回曲线等方面进行对比验证。结果表明:在保证模拟精确度的前提下,ABAQUS精细化模型在裂缝发展、墙体损伤等方面与试验现象吻合较好,但模型计算时间较长;OpenSEES简化模型在滞回曲线方面模拟结果与试验结果吻合更好,误差在5%以内,并显著提高了计算效率。

基于OpenSEES的圆钢管与螺栓球组配件的抗震性能研究

空间网格结构的超低周疲劳破坏隐患直接威胁着强震时数以万计的该类建筑安全性能。基于OpenSEES有限元分析软件,针对12根两端带螺栓球节点的钢管在大位移循环加载试验下的超低周疲劳性能进行数值模拟,分析得出计及节点影响、杆件双重非线性及材料疲劳损伤对螺栓球节点的圆钢管杆件滞回性能、力学指标及耗能性能等超低周疲劳性能的影响。结果表明:加载制度对于试验构件的超低周疲劳性能有直接影响,数值模拟与试验结果相近,所采用的疲劳损伤本构能够较为准确地描述构件超低周疲劳特性。

硬化土模型在OpenSees中的实现

为了更好地描述不同岩土的力学行为,将硬化土模型集成于OpenSees中,从刚度参数、屈服函数及塑性势函数3个方面概述了硬化土本构模型理论。基于模型理论,根据隐式积分算法推导出硬化土模型的有限元算法格式并给出实现流程,该算法考虑了屈服面交汇处角区域应力更新问题。结合程序流程和OpenSees接口,将模型在软件中进行了实现,并从理论解及试验对比验证了模型开发的正确性。结果表明:算法推导及程序实现正确。硬化土模型在OpenSees中的实现,弥补了OpenSees三维岩土材料的不足,扩大了OpenSees的应用范围。

基于有限元软件OpenSees和OpenFresco的混合试验

为提高混合试验中数值子结构的计算精度,可以采用有限元软件进行模拟。本文将有限元软件OpenSees引入混合试验中以提高数值子结构的模拟精度。项目主要研究基于有限元软件OpenSees和接口软件OpenFresco、试验控制LabVIEW/dSPACE建立的两套混合试验系统,并通过混合试验验证所建立混合试验系统的有效性和精度。研究结果表明:数值子结构计算内核OpenSees、接口程序OpenFresco以及试验控制LabVIEW/dSPACE之间具有良好的通讯性能,能够满足混合试验的要求;两套混合试验系统具有较好的稳定性和精度。

基于有限元软件OpenSEES的混合试验系统及试验验证

用混合试验研究结构在强震下的抗震性能时,仍然选择简单的线性模型对数值子结构进行模拟显然难以保证实验结果的精度。为解决该问题,将有限元软件OpenSEES引入混合试验中以提高数值子结构的模拟精度。主要研究基于有限元软件OpenSEES和接口软件OpenFresco、实验控制dSPACE建立的混合试验系统,并通过混合模拟和混合试验验证所建立混合试验系统的有效性和精度。研究结果表明:数值子结构内核OpenSEES、接口程序OpenFresco以及实验控制dSPACE之间具有良好的通讯性能,能满足混合实验的要求;试验系统具有较好的稳定性和精度。

基于OpenSees的钢筋混凝土柱数值模拟分析

为深入研究钢筋混凝土柱的抗震性能,基于已有该类试验基础上,通过改变轴压比、体积配箍率、剪跨比3个参数变化,运用OpenSees有限元软件对单根钢筋混凝土柱进行低周往复加载。由滞回曲线绘制出骨架曲线,研究分析不同参数下试件的延性变化及刚度退化规律;研究结果表明,在低周往复加载下,轴压比越大,柱的延性越小,刚度退化越大;配箍率越大,柱的延性越大,刚度退化越小,变形能力增大;剪跨比越大,柱的延性越大,刚度退化越小,但承载力变小。

基于OpenSEES的FRP加固装配式梁柱节点抗震性能研究

为研究FRP加固对装配式梁柱节点及整体框架结构抗震性能的影响,本文基于OpenSEES有限元程序,建立了某装配式梁柱节点的有限元计算模型,以相关试验为基础,比较验证了所建有限元模型的可靠性。同时选用合适的FRP约束混凝土本构关系来表征FRP对混凝土性能的提升作用,设计3种装配式梁柱节点FRP加固方案,并通过有限元数值模拟,分析比较了节点承载力、滞回曲线和位移延性的差异,考察了FRP包裹层数等因素对节点承载力的影响。随后对装配式框架结构设计了3种FRP加固方式,并选取3条地震波进行结构动力时程分析以考察结构抗震性能。结果表明:FRP环向包裹加固及纵向加固能分别有效提高节点的延性能力和承载能力;FRP加固的装配式框架结构具有更好的延性及耗能能力,能有效增强结构的整体抗震性能,为装配式结构FRP加固设计提供参考。

基于VTK的OpenSees图形界面软件开发

地震工程模拟与分析软件OpenSees作为一个开放性的面向对象的通用软件框架很适合在研究工作中使用,但是由于缺乏图形界面软件,准备数据文件需要花费许多的时间。本文基于可视化图形工具(VTK)设计了和OpenSees的中间层接口模块,并在此基础上应用Tcl/Tk语言编制了用于OpenSees的图形界面软件OpenGUI,为OpenSees的使用提供了一个很好的图形环境和用户界面。

“力学+软件工程”交叉人才能力体系的构建研究

以新工科建设理念为指导,创新性地提出力学与软件工程跨专业交叉人才培养新模式,培养未来力学CAE软件产业发展需求的专门人才.针对这一跨专业交叉融合培养新模式,采用扎根理论,通过两次调研,构建了“力学+软件工程”交叉人才的能力体系,包括4个一级指标和8个二级指标.重构的能力体系符合力学CAE软件领域本科生培养和用人需求.以能力体系为导向,可完善培养过程和课程体系的重构,为培养满足国家需要和业界需求的交叉专业人才提供有力支撑,也可为相关高等院校的新工科人才培养提供参考.

基于OpenSees的某超高层建筑结构地震响应分析研究

超高层已成为城市发展中的重要建筑型式,而超高层结构体系的抗震性能是当前重要的关注之一。以某实际工程为例,通过“基于性能”地震分析计算平台OpenSees,建立相应的复杂超高层建筑结构有限元模型,并通过基于现场微振动检测技术的动力特性参数识别验证所建立模型的合理可靠性。进而,开展地震作用下结构动力响应分析,主要从基底剪力、层间位移角、结构顶点位移以及损伤破坏等方面进行探讨。研究成果可为复杂超高层建筑结构的抗震设计提供技术支持。

开源软件库生态治理技术研究综述:二十年进展

在“人-机-物”三元融合、泛在计算的时代蓝海下,“开放多变”“需求多样”和“场景复杂”的软件部署和运行环境对开源软件库生态的治理技术提出了更多需求和更高期望.为进一步推动构建可信软件供应链生态,围绕泛在计算模式、打造自主可控的技术体系,聚焦于开源软件库管理生态,收集近20多年来(2001–2023)发表于软件工程领域较高影响力的学术期刊和会议的348篇论文,对开源软件库生态治理技术的研究工作进行梳理.讨论开源软件库生态的建模与分析、演化与维护、质量保证和管理等方面的工作,总结研究现状、问题、挑战与趋势.

基于Comsol软件的电磁兼容课程案例式教学设计

该文介绍基于Comsol软件的电磁兼容课程案例式教学方法。通过案例教学和仿真,学生将理论知识应用于实际问题,深入理解电磁兼容的概念和原理。通过仿真案例的可视化结果,学生直观地理解电磁辐射和传导,观察不同参数对电磁兼容性的影响。结果表明,仿真案例具有直观性和可视化等优势,同时又有简化模型、缺乏实际操作经验和对计算机的依赖等局限性。在设计仿真案例时,要充分发挥其优势,规避不足,为学生的学习提供实践性、直观性和灵活性,培养学生的工程设计与研发能力。

基于OpenSees Navigator的子结构混合仿真试验系统及其验证

将有限元软件OpenSees Navigator应用于子结构混合仿真试验,介绍了基于OpenSees Navigator的子结构混合仿真试验方法的试验原理、试验系统组成和误差控制方法,并通过八层实腹式SRC异形柱框架子结构混合仿真试验结果和有限元软件OpenSees Navigator的数值模拟结果来验证该试验系统及方法的有效性和准确性。研究结果表明,试验预加载得到的命令位移和反馈位移时程曲线吻合程度较好,验证了该试验系统的有效性;模型结构的加速度反应、位移反应和层间剪力试验结果和模拟结果较为接近,表明该子结构混合仿真试验系统和试验方法能够较好地反映SRC异形柱框架结构在地震作用下的动力反应,将该试验系统应用于工程结构的抗震性能研究能够取得良好的效果。

基于样本嵌入的挖矿恶意软件检测方法

加密货币挖矿恶意软件的高盈利性和匿名性,对计算机用户造成了巨大威胁和损失。为了对抗挖矿恶意软件带来的威胁,基于软件静态特征的机器学习检测器通常选取单一类型的静态特征,或者通过集成学习来融合不同种类静态特征的检测结果,忽略了不同种类静态特征之间的内在联系,其检测率有待提升。文章从挖矿恶意软件的内在层级联系出发,自下而上提取样本的基本块、控制流程图和函数调用图作为静态特征,训练三层模型以将这些特征分别嵌入向量化,并逐渐汇集从底层到高层的特征,最终输入分类器实现对挖矿恶意软件的检测。为了模拟真实环境中的检测情形,先在一个小的实验数据集上训练模型,再在另一个更大的数据集上测试模型的性能。实验结果表明,三层嵌入模型在挖矿恶意软件检测上的性能领先于近年提出的机器学习模型,在召回率和准确率上相比其他模型分别提高了7%和3%以上。

基于航空高光谱和伽马能谱的铀矿勘查集成软件开发与应用

航空高光谱和航空伽马能谱是当前铀矿勘查领域两类重要的数据源,由于其异构且海量的特性,使数据的处理难度大,处理效率低,协同应用效果不足。在这种情况下开发一款面向航空高光谱和伽马能谱的铀矿勘查集成软件显得尤为重要。文章根据航空高光谱和航空伽马能谱数据的类型及处理方法,开展了针对两种数据应用的集成软件系统的设计。研究引入虚拟总线结构,实现了对不同数据处理模块的调用,并以Visual Basic为主要开发语言,对前台主系统进行搭建。最终利用搭建好的系统,以银根地区的航空高光谱和伽马能谱数据为数据源,完成软件的应用测试。测试结果发现,利用GS融合算法可以较好地保留地表纹理信息,同时丰富图像颜色,从而为铀矿赋矿围岩岩性的准确识别与划分提供参考。

基于建构主义理论的软件工程实训课程思政探究

针对现有中山大学软件工程实训课程学情和课程内容问题,基于建构主义学习理论,融入课程思政进行了系统课程设计,提出“一个点、两条线、三个面、九个元素”的软件工程实训课程思政体系,分享课程总体安排和8个思政案例,开展课程思政教学的具体实践,实践表明软件工程实训课程教学改革显著提高了课程思政学习效果。

智能算力核心基础系统软件的现状与展望

智能算力对中国人工智能技术的进步具有重要意义。发展智能算力平台,做好核心基础系统软件尤其重要。梳理了智能算力平台中的10个核心基础系统软件,对这些软件的全球现状进行了详细介绍,并探讨了当前中国算力平台上系统软件栈建设的机遇和挑战。