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基于SPH-FEM方法的舷侧与冰山碰撞结构响应 被引量:1
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作者 王翔宇 李志雨 +1 位作者 孙树政 李辉 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2023年第1期56-62,共7页
传统的有限元数值仿真对于研究高速碰撞大变形等问题具有一定的局限性,建立一套基于光滑粒子流体动力学(SPH)的水介质中小型冰山与船舶舷侧碰撞数值模拟方法,验证SPH模拟冰材料与船-水-冰耦合的合理性,对不同舷侧部位与不同冰山碰撞工... 传统的有限元数值仿真对于研究高速碰撞大变形等问题具有一定的局限性,建立一套基于光滑粒子流体动力学(SPH)的水介质中小型冰山与船舶舷侧碰撞数值模拟方法,验证SPH模拟冰材料与船-水-冰耦合的合理性,对不同舷侧部位与不同冰山碰撞工况进行数值模拟,分析碰撞形状、面积和速度等对舷侧结构的应力、应变、结构损伤等的影响规律。研究表明,提出的冰山与舷侧碰撞数值模拟方法具有较高的计算精度,对冰山-船舶碰撞的研究具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 sph 有限元方法 舷侧 冰山碰撞
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Analysis of structural response under blast loads using the coupled SPH-FEM approach 被引量:11
2
作者 Jun-xiang XU Xi-la LIU 《Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering)》 SCIE EI CAS CSCD 2008年第9期1184-1192,共9页
A numerical model using the coupled smoothed particle hydrodynamics-finite element method (SPH-FEM) approach is presented for analysis of structures under blast loads. The analyses on two numerical cases, one for free... A numerical model using the coupled smoothed particle hydrodynamics-finite element method (SPH-FEM) approach is presented for analysis of structures under blast loads. The analyses on two numerical cases, one for free field explosive and the other for structural response under blast loads, are performed to model the whole processes from the propagation of the pressure wave to the response of structures. Based on the simulation, it is concluded that this model can be used for reasonably accurate explosive analysis of structures. The resulting information would be valuable for protecting structures under blast loads. 展开更多
关键词 结构荷载 结构承载力 有限元方法 技术性能
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基于FEM与SPH耦合算法的单颗磨粒切削玻璃的动态过程仿真 被引量:15
3
作者 段念 王文珊 +2 位作者 于怡青 黄辉 徐西鹏 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第20期2716-2721,共6页
采用有限元法(FEM)与光滑质点流体动力学法(SPH)耦合算法,假设以圆锥作为磨粒的形状,以玻璃为工件材料,进行了单颗金刚石磨粒的三维磨削仿真。仿真结果表明:磨粒的挤压使工件材料向前方及两侧流动而产生隆起,且磨屑发生粉末化现象;沟槽... 采用有限元法(FEM)与光滑质点流体动力学法(SPH)耦合算法,假设以圆锥作为磨粒的形状,以玻璃为工件材料,进行了单颗金刚石磨粒的三维磨削仿真。仿真结果表明:磨粒的挤压使工件材料向前方及两侧流动而产生隆起,且磨屑发生粉末化现象;沟槽的实际宽度远大于磨粒的切削宽度,断裂裂纹向沟槽两侧扩张,裂纹扩展一段后就停止不前而残留下来,成为残留裂纹。该方法可以较好地解决传统有限元法进行脆性材料磨削仿真时容易发生单元畸变的问题,验证了FEM与SPH耦合算法应用于脆性材料磨削仿真研究的可行性。 展开更多
关键词 单颗金刚石加工 有限元法 光滑质点流体动力学(sph) 脆性材料
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基于SPH结合FEM的喷丸残余应力数值模拟 被引量:5
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作者 王利平 王建明 +2 位作者 赵莉莉 吕鹤婷 刘兴睿 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期71-76,共6页
针对以往有限元模型中弹丸数量较少且为规则阵列排布的缺陷,采用光滑粒子流体动力学法(Smoothed particle hydrodynamics,SPH)与有限元法(Finite element method,FEM)相结合的方法,对喷丸过程进行数值模拟;使用MATLAB对弹丸空间位置坐... 针对以往有限元模型中弹丸数量较少且为规则阵列排布的缺陷,采用光滑粒子流体动力学法(Smoothed particle hydrodynamics,SPH)与有限元法(Finite element method,FEM)相结合的方法,对喷丸过程进行数值模拟;使用MATLAB对弹丸空间位置坐标进行随机化处理,形成了大量丸粒冲击工件表面的随机喷丸仿真模型。通过分析确定了喷丸饱和时间,研究了喷射角度、弹丸流量对残余应力场的影响。结果表明:在喷丸参数一定的条件下,存在相应的饱和喷丸时间;研究喷丸参数对残余应力的影响时,应在喷丸达到饱和时间之后提取残余应力值;喷射角度增大,残余压应力增大;开始时弹丸流量增大,残余压应力会有所增大,但当其达到饱和值后,残余压应力不再变化。 展开更多
关键词 喷丸强化 光滑粒子 流体动力学法 有限元法 残余应力场
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含大石块泥石流冲击作用下框架结构房屋动力响应研究 被引量:1
5
作者 刘欢 樊晓一 +4 位作者 姜元俊 刘浩南 韩培锋 田述军 刘俊新 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期9-19,共11页
基于光滑粒子流体动力学-有限元法(smoothed particle hydrodynamics-finite element method,SPH-FEM)耦合的数值方法,分别从结构破坏形态、冲击力时程、关键点位移和速度、系统能量等方面,研究含大石块泥石流冲击作用下框架结构房屋的... 基于光滑粒子流体动力学-有限元法(smoothed particle hydrodynamics-finite element method,SPH-FEM)耦合的数值方法,分别从结构破坏形态、冲击力时程、关键点位移和速度、系统能量等方面,研究含大石块泥石流冲击作用下框架结构房屋的动力响应和破坏机理。计算结果表明:SPH-FEM耦合方法能够较好地模拟泥石流冲击爬高、绕流扩散、淤积稳定过程。考虑了三种泥石流强度等级,在低、中强度冲击情况下,框架房屋填充墙受到破坏,房屋结构整体保持稳定;在高强度冲击情况下,可以观察到框架房屋的逐步倒塌过程,框架柱损坏模式体现了剪切破坏或塑性铰链失效机制。对于房屋结构而言,泥石流的冲击破坏能力主要来自龙头的冲击力,龙身冲击力相对于龙头降幅约34.2%,大石块的集中作用是结构柱体局部破坏的主要原因。系统能量主要通过泥石流动能转化为结构内能(17.8%)和摩擦耗能(82.8%)。 展开更多
关键词 光滑粒子流体动力学-有限元法(sph-fem) 含大石块泥石流 框架结构房屋 动力响应 破坏机理
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基于SPH-DEM流-固耦合算法的滑坡涌浪模拟 被引量:20
6
作者 王志超 李大鸣 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1226-1232,共7页
采用光滑粒子流体动力学(SPH)方法和离散单元法(DEM),并基于达西渗透试验原理,提出一种SPH-DEM耦合算法用于处理宏观尺度下离散体与流体之间的相互作用问题,并基于该流-固耦合方法采用FORTRAN语言建立滑坡涌浪数学模型。模拟了块体滑坡... 采用光滑粒子流体动力学(SPH)方法和离散单元法(DEM),并基于达西渗透试验原理,提出一种SPH-DEM耦合算法用于处理宏观尺度下离散体与流体之间的相互作用问题,并基于该流-固耦合方法采用FORTRAN语言建立滑坡涌浪数学模型。模拟了块体滑坡问题,并与试验数据进行对比以验证该耦合方法的有效性。模拟分析了离散体滑坡产生涌浪以及涌浪传播的过程,分析比较了数值模拟得到的最大涌浪高度与经验公式结果间的关系。研究表明:采用该耦合方法模拟水下块体滑坡问题得到的结果与试验数据吻合良好;模拟离散体滑坡涌浪问题时,较清晰地反映了滑坡体对水的排挤到涌浪的产生过程、水在滑坡体中的渗透过程和滑坡体与水耦合作用发生变形的过程;不同公式分析方法得到的最大涌浪高度之间均有一定差别,算例中滑坡体受重力作用沿倾斜坡面滑动入水过程更接近于潘家铮法的垂直运动模式,因此,模拟结果与之最为接近。 展开更多
关键词 光滑粒子流体动力学 离散单元法 流-固耦合 滑坡 涌浪
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水底管道抛石加固过程的DEM-SPH耦合分析 被引量:1
7
作者 刘圆 张普然 +1 位作者 刘璐 季顺迎 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期355-363,共9页
水底管道的抛石加固过程是典型的颗粒-流体耦合问题。采用DEM-SPH耦合方法模拟颗粒-流体系统,其中离散元方法(DEM)用于模拟落石,光滑粒子流体动力学方法(SPH)用于模拟流体。通过三维Voronoi切割算法生成不规则形状的多面体,并基于闵可... 水底管道的抛石加固过程是典型的颗粒-流体耦合问题。采用DEM-SPH耦合方法模拟颗粒-流体系统,其中离散元方法(DEM)用于模拟落石,光滑粒子流体动力学方法(SPH)用于模拟流体。通过三维Voronoi切割算法生成不规则形状的多面体,并基于闵可夫斯基原理构造扩展多面体形态的落石单元。通过SPH的边界排斥力模型计算颗粒与流体间的作用力,从而建立DEM-SPH耦合方法。采用该方法模拟溃坝与楔形块入水的过程,将计算结果与试验结果及其他数值结果进行对比分析,分别验证了SPH与DEM-SPH耦合方法的合理性。建立锥形结构模拟卸料斗和水底管道,采用DEM-SPH耦合方法模拟落石通过卸料斗入水并与水底管道相互作用的过程,确定了落石和水对管道的作用力,并分析了卸料斗静止与运动时的落石堆积情况。以上研究表明,DEM-SPH方法可有效模拟颗粒材料、水利工程结构的相互作用,可进一步应用于水下抛石过程的结构和参数设计。 展开更多
关键词 DEM-sph耦合 离散元方法 光滑粒子流体动力学 扩展多面体 抛石
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轴承定位套热锻成形问题的无网格SPH法分析
8
作者 杨垠耘 刘泓滨 刘欣玮 《锻压装备与制造技术》 2017年第1期75-79,共5页
基于配点型无网格理论和紧支试函数加权残量法理论基础,构造了满足一致性条件的核近似函数,在域内及域边界上节点满足平衡方程及力和位移边界条件的基础上,寻找稳定方案,并建立了三维弹塑性SPH模型。将所建模型运用到某重装企业的轴承... 基于配点型无网格理论和紧支试函数加权残量法理论基础,构造了满足一致性条件的核近似函数,在域内及域边界上节点满足平衡方程及力和位移边界条件的基础上,寻找稳定方案,并建立了三维弹塑性SPH模型。将所建模型运用到某重装企业的轴承定位套锻件生产研究中,对热锻过程中的材料特性参数、锻件尺寸参数等进行了全面的SPH法和FEM法模拟,通过与实验数据的对比分析,验证了SPH模型的正确性和SPH法在分析金属塑性成形过程的优越性,对实际生产具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 锻造成形 轴承定位套 sph fem 模拟
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SPH-FEM耦合爆破损伤分析方法的实现与验证 被引量:20
9
作者 胡英国 卢文波 +2 位作者 陈明 严鹏 刘亮 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期2740-2748,共9页
岩体爆破全方位数值仿真一直是爆破工程界的难点和热点。基于LS-DYNA二次开发技术,在爆破损伤方法中引入光滑粒子流体动力学(SPH)法,实现爆破近区采用SPH粒子,远区采用有限元法(FEM)计算的SPH-FEM耦合的空间全方位爆破损伤计算方法。结... 岩体爆破全方位数值仿真一直是爆破工程界的难点和热点。基于LS-DYNA二次开发技术,在爆破损伤方法中引入光滑粒子流体动力学(SPH)法,实现爆破近区采用SPH粒子,远区采用有限元法(FEM)计算的SPH-FEM耦合的空间全方位爆破损伤计算方法。结合具体工程实例,对深孔梯段爆破的动力效应进行全方位的数值仿真,并采用实测振动资料对该方法的精确性进行验证。计算结果表明:临空面一侧岩体的开裂与抛掷证明SPH-FEM可以实现模拟爆破近区岩体的大变形等非连续的特征,同时爆破振动监测的对比结果论证SPH-FEM方法有具备预测爆破中远区振动等动力响应的作用,比较不同抵抗线条件下的深孔台阶爆破条件的爆破近区变形与损伤特性,研究成果可对爆破的精细化数值仿真和爆破破碎机制研究提供一定的参考。 展开更多
关键词 岩石力学 损伤 开挖 光滑粒子流体动力学 有限元法 耦合
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鱼雷斜入水忽扑现象数值仿真 被引量:1
10
作者 张岳青 蔡卫军 +2 位作者 李建辰 王志杰 庞多 《水下无人系统学报》 北大核心 2018年第2期146-151,共6页
针对目前鱼雷入水初始弹道计算不准确的问题,对鱼雷入水过程中涉及的机理性问题进行了分析。基于无网格的优势,采用有限元法(FEM)/光滑质点动力学(SPH)耦合方法,对鱼雷斜入水大姿态运动过程进行了仿真。通过试验数据验证了仿真模型的正... 针对目前鱼雷入水初始弹道计算不准确的问题,对鱼雷入水过程中涉及的机理性问题进行了分析。基于无网格的优势,采用有限元法(FEM)/光滑质点动力学(SPH)耦合方法,对鱼雷斜入水大姿态运动过程进行了仿真。通过试验数据验证了仿真模型的正确性,并分析了鱼雷斜入水过程的忽扑现象。计算了不同工况下低压力的数值,并通过理论公式进行了验证。研究结果表明,鱼雷斜入水后雷头下部易产生低压效应,造成大姿态的低头运动。造成忽扑现象的低压力受入水攻角的影响较大,负攻角工况低压力数值比正攻角大,且持续作用时间长。所以需要充分考虑低压力的影响,才能更准确的对鱼雷入水弹道问题进行分析和设计。 展开更多
关键词 鱼雷 入水 忽扑现象 有限元法 光滑质点动力学(sph) 耦合方法
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落石冲击作用下钢-混凝土组合梁上砂垫层的耗能性能 被引量:1
11
作者 罗杰 肖建春 +2 位作者 马克俭 毛家意 张弘 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期249-256,共8页
为了研究落石冲击作用下钢-混凝土组合梁上覆盖砂垫层的耗能性能,进行了6根梁的模型试验和25根梁的SPH-FEM分析。试验选取混凝土圆台的落体冲击能和级配中砂垫层的厚度作为研究参数。对SPH-FEM计算结果进行统计,得到这类组合梁的冲击能... 为了研究落石冲击作用下钢-混凝土组合梁上覆盖砂垫层的耗能性能,进行了6根梁的模型试验和25根梁的SPH-FEM分析。试验选取混凝土圆台的落体冲击能和级配中砂垫层的厚度作为研究参数。对SPH-FEM计算结果进行统计,得到这类组合梁的冲击能量耗散与落体冲击能、垫层厚度之间的关系式。研究表明,在垫层厚度适中的情况下,垫层能量耗散效率随着落体冲击能的增大而提高。级配砂垫层厚度为1/20~1/10的梁跨度时,可以明显减小钢筋混凝土面板的最大裂缝宽度和组合梁的最大挠度。当砂土垫层厚度相同(组合梁跨度的1/40~1/8),砂土耗能与落体冲击冲击能成正相关。当落体冲击能相同时,砂土垫层耗能与砂土垫层厚度(组合梁跨度的1/40~1/8)成正相关。落体冲击能、砂土垫层厚度相互作用时对砂土垫层的能量耗散效率的影响最大。通过回归统计得到的公式可以通过不同厚度的砂土垫层和落体冲击能计算出砂土消耗的能量。 展开更多
关键词 钢-混凝土组合梁 级配砂垫层 冲击 耗能 sph-fem
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磨料水射流多维参数对混凝土致裂性能影响特征 被引量:3
12
作者 李坤元 刘佳亮 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期110-116,共7页
为提升磨料水射流(AWJ)技术在灾后混凝土结构应急中破拆中的应用水平,研究磨料水射流冲击破碎混凝土情况。首先,基于光滑粒子(SPH)法与有限元法(FEM)耦合的方法,构建磨料水射流冲击混凝土模型,然后通过改变磨料粒径、物性及磨料体积分... 为提升磨料水射流(AWJ)技术在灾后混凝土结构应急中破拆中的应用水平,研究磨料水射流冲击破碎混凝土情况。首先,基于光滑粒子(SPH)法与有限元法(FEM)耦合的方法,构建磨料水射流冲击混凝土模型,然后通过改变磨料粒径、物性及磨料体积分数等参数,探究其对磨料水射流冲击破碎混凝土的影响机制。研究结果表明:粒径为0.2 mm的磨料水射流对混凝土基体产生的损伤最大,粒径为0.1 mm磨料水射流工况中基体破裂点距顶面最近,粒径为0.4 mm磨料水射流产生裂纹数量最多且容易导致基体破裂;石榴石磨料水射流对混凝土裂纹轴向扩展有利,精钢砂磨料水射流对混凝土裂纹径向扩展有利;磨料水射流对混凝土裂纹径向扩展影响为:磨料低积分数10%最大20%次之,15%最小,磨料对混凝土裂纹轴向扩展影响为磨料体积分数20%最大,10%次之,15%最小。 展开更多
关键词 磨料水射流(AWJ) 磨料参数 混凝土 光滑粒子(sph)-有限元法(fem)耦合 裂纹扩展
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典型薄壁结构抗鸟撞动响应试验及数值模拟研究 被引量:2
13
作者 李振华 刘军 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第14期127-134,209,共9页
设计满足鸟撞适航条款要求的飞机薄壁结构,必须进行典型薄壁结构抗鸟撞动响应试验及数值模拟研究。对某飞机机头上壁板薄壁结构进行了鸟撞试验,并采用光滑粒子流体动力学-有限元法(smoothed particle hydrodynamics-finite element meth... 设计满足鸟撞适航条款要求的飞机薄壁结构,必须进行典型薄壁结构抗鸟撞动响应试验及数值模拟研究。对某飞机机头上壁板薄壁结构进行了鸟撞试验,并采用光滑粒子流体动力学-有限元法(smoothed particle hydrodynamics-finite element method,SPH-FEM),基于商用显式有限元分析软件PAM-CRASH,建立了鸟撞上壁板薄壁结构数值计算模型。计算结果表明,上壁板结构损伤模式主要包括蒙皮撕裂和铆钉断裂,计算结果与试验结果良好的一致性验证了该数值计算模型及方法的合理性。在此基础上,建立了鸟撞典型薄壁结构数值计算模型,研究了鸟弹不同撞击角度和速度下典型薄壁结构蒙皮极限厚度值,结果表明,随着撞击速度的增大,蒙皮极限厚度的变化对撞击角度十分敏感。拟合了典型薄壁结构蒙皮极限厚度与鸟弹撞击角度和速度之间的数学关系,为飞机薄壁结构抗鸟撞设计提供技术支撑。 展开更多
关键词 鸟撞 光滑粒子流体动力学-有限元法(sph-fem) 薄壁结构 数值模拟 PAM-CRASH
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粒子浆液射流冲击下岩石动态损伤及破坏效应 被引量:1
14
作者 方天成 任福深 +2 位作者 刘汉旭 张园 程建勋 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第24期107-118,共12页
粒子浆液射流破岩过程涉及大变形、高应变及强载荷,表现为钢粒-浆液-岩石之间非线性动态耦合问题。针对岩石损伤瞬时多变性及观测困难等问题,开展了粒子与浆液射流冲击下岩石的动态损伤机理及破坏效应研究。首先,基于光滑粒子动力学-有... 粒子浆液射流破岩过程涉及大变形、高应变及强载荷,表现为钢粒-浆液-岩石之间非线性动态耦合问题。针对岩石损伤瞬时多变性及观测困难等问题,开展了粒子与浆液射流冲击下岩石的动态损伤机理及破坏效应研究。首先,基于光滑粒子动力学-有限元模拟(smoothed particle hydrodynamics-finite element method,SPH-FEM)耦合算法描述了粒子-浆液冲击破岩的建模方法;然后,结合JH-Ⅱ(Johnson-Holmquist-Ⅱ)模型与Rankine拉伸断裂软化模型建立了岩石损伤本构模型,对粒子浆液射流冲击破岩过程及损伤机理进行了动态模拟。研究结果表明:岩石的损伤破坏主要以纵向扩展为主,具有瞬时性与阶跃性特征,呈现出“从累积损伤到不断破坏”的循环过程;岩石破坏机理以剪切破碎和拉伸裂纹为主。同时,通过试验和数值模拟对比验证了破岩样本的形态,并分析了冲击速度、角度与粒子尺寸对破岩效应的影响规律。研究结果对于粒子浆液冲击钻井破岩理论的发展具有重要意义。 展开更多
关键词 浆液射流 粒子冲击 光滑粒子动力学-有限元模拟(sph-fem) 岩石损伤 动态演化 数值模拟 破坏效应
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基于胶层填充的薄板包边成形数值模拟及实验研究 被引量:1
15
作者 唐耿林 李建军 +2 位作者 李元辉 张珑耀 朱文峰 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期523-531,共9页
基于包边模型几何尺寸定义胶层填充率,通过有限元-光滑粒子流体动力学(FEM-SPH)法建立含胶包边工艺数值模拟模型,并与含胶包边实验进行对比验证,实现了折边胶直径、离边距、包边厚度对填充率影响的定量研究.研究结果表明:实验所得胶层... 基于包边模型几何尺寸定义胶层填充率,通过有限元-光滑粒子流体动力学(FEM-SPH)法建立含胶包边工艺数值模拟模型,并与含胶包边实验进行对比验证,实现了折边胶直径、离边距、包边厚度对填充率影响的定量研究.研究结果表明:实验所得胶层流动、最终填充状态与数值模拟结果的一致性较好,实验所得胶层填充率与数值模拟结果吻合度较高,以此验证了数值模拟模型的可行性和准确性.进一步分析表明:折边胶直径、离边距、包边厚度对填充率的影响依次减小,并拟合得到填充率关于折边胶直径、离边距、包边厚度等工艺参数的关系式,为车身薄板含胶包边工艺的优化设计提供依据. 展开更多
关键词 胶层填充 包边成形 有限元-光滑粒子流体动力学 车身门盖件
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Testing and numerical simulation of a medium strength rock material under unconfined compression loading 被引量:4
16
作者 Aria Mardalizad Riccardo Scazzosi +1 位作者 Andrea Manes Marco Giglio 《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》 SCIE CSCD 2018年第2期197-211,共15页
This study aims to numerically and experimentally investigate the response of a medium strength rock material under unconfined compression loading up to failure. The unconfined compressive strength(UCS) is one of the ... This study aims to numerically and experimentally investigate the response of a medium strength rock material under unconfined compression loading up to failure. The unconfined compressive strength(UCS) is one of the most important parameters in characterising rock material behaviour. Hence the UCS is crucial in understanding the failure mechanism of fractured rocks. An effective approach to determine the UCS and to investigate the behaviours of rock materials under unconfined compression is essential in the majority of research fields of rock mechanics. The experimental configuration for the unconfined compression test, suggested by the protocols of the ASTM standard, has some limitations which affect the accuracy in determination of the real UCS. Among several alternative configurations proposed, the Mogi’s configuration seems to be the most appropriate one. Therefore, the ASTM and Mogi’s configurations were used to perform the tests on a medium strength rock material, i.e. Pietra Serena sandstone. The results using two configurations were discussed in terms of the differences. The tests were also replicated in LSDYNA using a finite element method(FEM) coupled smooth particle hydrodynamics(SPH) technique.This technique is employed in this study due to its capabilities to cope with large deformation issues related to the rocks. An advanced material model, called the Karagozian and Case Concrete(KCC) model,is implemented in the numerical simulations. The KCC model consists of three independent fixed failure surfaces and it can consider the damage accumulation based on the current state of stress among these failure surfaces. An equation-of-state(EOS) is used in conjunction with KCC material model for decoupling the volumetric and deviatoric responses. The numerical and experimental results were finally compared with the focus on the stress-strain diagram and the failure patterns. The comparison shows that the numerical results are in good agreement with the experimental results. 展开更多
关键词 Pietra Serena sandstone Unconfined compression Mogi's configuration Karagozian and Case Concrete(KCC) model Finite element method(fem) smooth particle hydrodynamics(sph)
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铝合金薄板含胶滚压成形工艺建模及实验
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作者 李元辉 李建军 +2 位作者 王顺超 张珑耀 朱文峰 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期532-542,共11页
在门盖件滚压成形中,非金属折边胶层以及轻质金属与折边胶的交互作用影响门盖的制造精度和性能,为汽车车身薄板含胶滚压成形及其质量控制研究带来显著困难.为此,建立基于有限元-光滑粒子流体动力学法(FEM-SPH)的铝合金薄板含胶滚压成形... 在门盖件滚压成形中,非金属折边胶层以及轻质金属与折边胶的交互作用影响门盖的制造精度和性能,为汽车车身薄板含胶滚压成形及其质量控制研究带来显著困难.为此,建立基于有限元-光滑粒子流体动力学法(FEM-SPH)的铝合金薄板含胶滚压成形数值分析模型.利用SPH模拟折边胶挤压流动过程,结合FEM建立含胶薄板的滚压仿真模型.搭建含胶铝合金薄板的两道次滚压成形实验平台,以滚边损耗量和表面波浪系数为滚压成形质量指标,分析验证数值模型的有效性.基于正交试验法研究首末道次之间的质量变化,以及影响质量的关键工艺参数.结果表明:与首道次相比,末道次的滚边损耗量降低、表面波浪系数变小;影响表面波浪系数的工艺参数由大到小依次为翻边高度、圆角半径、TCP-RTP值、滚轮直径;影响滚边损耗量的工艺参数由大到小依次为TCP-RTP值、圆角半径、翻边高度、滚轮直径.构建的滚压成形质量与工艺参数之间的拟合关系能够支持含胶铝合金薄板的滚压成形质量预测. 展开更多
关键词 滚压工艺 折边胶 铝合金板 有限元-光滑粒子流体动力学法 车身门盖
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基于DEM-SPH耦合的高浓度充填料浆搅拌仿真 被引量:5
18
作者 熊有为 刘福春 +1 位作者 刘恩彦 雷显权 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2022年第1期162-167,共6页
采用基于离散元方法(DEM)和光滑粒子流体动力学方法(SPH)耦合的仿真方法,对高浓度充填料浆固液两相混合介质搅拌过程进行仿真,研究不同搅拌结构对料浆搅拌效果的影响。仿真结果表明:增加叶片直径、叶片组数和搅拌轴数量均可提升物料搅... 采用基于离散元方法(DEM)和光滑粒子流体动力学方法(SPH)耦合的仿真方法,对高浓度充填料浆固液两相混合介质搅拌过程进行仿真,研究不同搅拌结构对料浆搅拌效果的影响。仿真结果表明:增加叶片直径、叶片组数和搅拌轴数量均可提升物料搅拌均匀性。在5组不同结构的搅拌机方案中,双轴搅拌机达到均匀效果的搅拌时间最短(180 s),可在不增加搅拌机尺寸的条件下实现最大的生产能力,适用于大规模矿山大流量充填系统高效生产。 展开更多
关键词 离散元方法 光滑粒子流体动力学方法 DEM-sph耦合 固液两相流仿真 充填料浆搅拌
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滑坡涌浪流–固耦合分析方法与应用 被引量:28
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作者 徐文杰 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1420-1433,共14页
滑坡涌浪是自然界中广泛存在的一类复杂的流–固耦合问题。针对现有滑坡涌浪数值计算分析方法中的不足,立足于滑坡涌浪动力学过程及物理机制,充分利用不同数值计算方法的特点,采用离散元方法(DEM)模拟滑坡体大变形、不连续问题,采用光... 滑坡涌浪是自然界中广泛存在的一类复杂的流–固耦合问题。针对现有滑坡涌浪数值计算分析方法中的不足,立足于滑坡涌浪动力学过程及物理机制,充分利用不同数值计算方法的特点,采用离散元方法(DEM)模拟滑坡体大变形、不连续问题,采用光滑粒子流方法(SPH)模拟水体的流体动力学特性,构建SPH-DEM流固耦合算法。开发面向GPU并行加速的计算分析程序(Co DEM),实现SPH-DEM耦合过程的大规模高性能计算分析。运用所开发的程序,对Fahad开展的散体滑坡涌浪模型试验进行同工况下的数值试验,验证程序在模拟滑坡涌浪流–固耦合问题的可靠性。在SPH-DEM耦合分析时,SPH粒子间距与DEM粒径的比值将影响着耦合精度及计算规模;一般地该值小于1/6时,除了对于滑坡入水点附近的涌浪模拟精确性有一定的影响外,对涌浪在远场(距离入水点超过1个波长)影响较小。以1963年意大利Vajont库区滑坡涌浪灾害为例,基于重构的滑坡体及库区的精细化三维数值计算模型,成功再现了从"滑坡运动→涌浪形成、传播→冲击大坝、漫顶"灾害链全过程。在此基础上,分别从滑坡体最终堆积形态(相似度在90%以上)、漫顶最大洪峰流量(约为350×103 m3/s)及对坝体的最大作用力(约为3.9×1010 N)等方面与已有的研究成果进行对比和分析,均表明所研究成果与已有成果吻合较好。研究表明,SPH-DEM耦合方法可以较好地实现滑坡涌浪灾害动力学过程分析,所开发的CoDEM可以为库区及近水岸滑坡防灾减灾提供高效的技术支持。 展开更多
关键词 边坡工程 滑坡涌浪 流–固耦合 离散元法(DEM) 光滑粒子流(sph)
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