模擬軟弱夾層動力特性的薄層單元及其工程應(yīng)用

以一座觀光塔建筑為例,利用大型有限元程序?qū)吨軓椈蓡卧牟煌M方法所計算出的自振特性結(jié)果進(jìn)行了分析、比較,為今后正確、合理地計算類似問題提供了理論依據(jù)。

樁筏基礎(chǔ)的實體單元模擬——結(jié)合某醫(yī)院外科病房大樓實際工程．著重探討了筏板彈性模量的確定及相關(guān)力學(xué)常數(shù)的計算方法,并用實體有限單元建模模擬了樁筏的相互作用。

巖體中軟弱夾層的模擬方法——對巖體中軟弱夾層進(jìn)行模擬時，有夾層單元和接觸單元兩種模型。通過一個存在理論解的例子，分別用兩種單元模擬并進(jìn)行比較，得出兩種方法的結(jié)果都很穩(wěn)定，精度都很高，但接觸單元的精度一般較夾層單元高，夾層單元的精度隨厚度的減小...

軟弱夾層的透射模型及其隔震特性研究——盡管軟弱夾層對工程往往產(chǎn)生不良影響，但同時又對地震波具有阻隔作用。對軟弱夾層阻隔特性的研究不僅能夠為巖土工程的屏蔽隔震提供必要的理論依據(jù)，而且有助于揭示充填貫通型節(jié)理的動力學(xué)特性。為此，基于固體彈性波傳播...

在斜坡軟弱地基上修筑填方路堤容易出現(xiàn)滑塌失穩(wěn)、側(cè)向變形過大等重大工程事故。運用非線性有限元及剪切強(qiáng)度折減法,模擬路堤分步建造的施工力學(xué)行為,建立斜坡軟弱地基在路堤自重荷載作用下的數(shù)值分析模型,從土體變形和穩(wěn)定安全性2方面研究表層軟弱層、地面橫坡對路基結(jié)構(gòu)工程特性的影響。結(jié)果表明:斜坡軟弱地基不能被簡單視為斜坡地基和軟弱地基的等權(quán)重線性疊加;表層軟弱層、地面橫坡可加劇結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移、豎向沉降,改變潛在滑移面的形態(tài),導(dǎo)致路堤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低;實際工程中應(yīng)高度重視下坡腳方向側(cè)向位移和表層軟弱層的處理;運用非線性有限元法結(jié)合剪切強(qiáng)度折減法,能同時進(jìn)行斜坡軟弱地基在路堤自重作用下變形與穩(wěn)定性分析。

應(yīng)用"桁架單元"(trusselement)模擬鋼纜 "桁架單元"(trusselement)是1delement,只能計算軸向(長度方向)的應(yīng)力但是不能計 算彎矩。所有的結(jié)點均為"絞結(jié)點"，不是"鋼結(jié)點"(不能傳遞彎矩)。所以用來模擬桿件之間 用絞接(結(jié)構(gòu)力學(xué)中的桁架).在結(jié)構(gòu)力學(xué)中,假如桁架模型不是幾何不變體系，則不能運算 (無唯一確定解)。幾何自由度<=0是幾何不變體系的必要條件，但非充分條件。 鋼纜是一亇特例，它不是結(jié)構(gòu)力學(xué)中的幾何不變體系。在工程上,鋼纜的細(xì)長比較大， 故其彎，剪，扭力通?？梢月匀ゲ挥嫞恍杩紤]拉力。所以可以用多亇"桁架單元"(truss element)來模擬鋼纜。 在數(shù)值計算中使用多亇"桁架單元"來模擬鋼纜可能導(dǎo)致計算不收斂。因為使用多亇"桁 架單元"時其中的軸向力必須大于零，

臺灣是菲律賓海板塊與歐亞板塊會聚、碰撞的產(chǎn)物,區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,地震頻發(fā),變形強(qiáng)烈.為定量研究臺灣地區(qū)變形特征及其動力學(xué)成因,文中運用二維不連續(xù)變形體彈性力學(xué)的有限單元計算方法,利用臺灣地區(qū)1995—2005年gps的觀測結(jié)果作為邊界約束,對臺灣地區(qū)地殼變形場進(jìn)行了模擬.計算結(jié)果顯示,臺灣中部地區(qū)主要呈壓縮狀態(tài),但在臺灣的東北部及南部地區(qū)出現(xiàn)了拉張的變形環(huán)境.變形程度最大的區(qū)域位于臺灣東部海岸山脈及其附近海域,同時,計算給出臺灣縱谷斷裂滑移速率約為13.8~23.5mm/yr,由于縱谷斷裂對變形的吸收,因此變形在縱谷斷裂以西及西北地區(qū)迅速衰減.此外,計算結(jié)果還發(fā)現(xiàn),計算給出的臺灣島上的速度值與gps觀測結(jié)果吻合得較好;計算給出的主應(yīng)力方位與地應(yīng)力觀測及震源機(jī)制解結(jié)果也頗為一致.由此說明文中的有限元模型是合理的.此外,計算結(jié)果還表明,菲律賓海板塊向北西方向的推擠,板塊邊界形狀,觀音、北康高地的抵阻,沖繩海槽擴(kuò)張及琉球海溝的向南后撤以及斷裂作用等,共同造成了臺灣地區(qū)現(xiàn)今變形場的主要格局.

塊體單元法動力分析研究——將塊體單元法引入結(jié)構(gòu)動力分析，同時給出動力分析的塊體單元法中質(zhì)量矩陣和阻尼矩陣的具體表達(dá)式，建立塊體系統(tǒng)在慣性力、阻尼力、動力荷載及彈性力作用下的動力平衡方程。最后分析2個算例，通過將塊體單元法與其他方法計算結(jié)果進(jìn)行...

低溫冷屏蔽系統(tǒng)單元模型數(shù)值模擬——文章提出了一種以低溫深冷劑相變制冷為原理的冷屏蔽系統(tǒng)技術(shù)，即通過深冷劑的相變制冷使物體表面溫度降低從而降低紅外輻射特性。據(jù)此建立三維立體模型并對模型進(jìn)行單元傳熱及流場數(shù)值模擬。

三維離散顆粒單元模擬無黏性土的工程力學(xué)性質(zhì)——基于三維離散單元顆粒流理論，引入了在極限剪力狀態(tài)下顆粒間可以發(fā)生滑動的接觸本構(gòu)模型，建立顆粒體試樣，并賦予顆粒相應(yīng)的細(xì)觀結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行無黏結(jié)摩擦材料的三維應(yīng)力應(yīng)變數(shù)值模擬。通過大量的顆粒流數(shù)值試驗，...

采用譜單元法模擬彈性水平成層場地的一維穩(wěn)態(tài)波動反應(yīng)。在空間域采用譜單元離散,在時間域采用逐步微分求積法(dq法),形成整體的空間域-時域計算格式,導(dǎo)出了計算表達(dá)式,并進(jìn)行了數(shù)值實驗。數(shù)值實驗表明,采用譜單元法模擬彈性水平成層場地的一維穩(wěn)態(tài)波動反應(yīng)問題具有較高的計算精度。在控制精度的前提下,可以通過適當(dāng)放寬空間以及時間網(wǎng)格的尺度來達(dá)到提高計算效率的目的。譜單元法提供了有限元方法以外的另一條解決問題途徑,可望滿足工程場地地震動模擬對于計算精度和計算效率的需求。

用計算機(jī)模擬在實際試驗中所取得的適用曲線與原常規(guī)理論計算曲線之差作為改進(jìn)計算的修正量,并將修正量與流體力學(xué)附面層理論連系起來,使轉(zhuǎn)閥性能計算在常規(guī)的計算基礎(chǔ)上,建立起一個帶修正系數(shù)的更為切合實際的計算方法。使轉(zhuǎn)閥的性能計算不只是一種幾何計算,因為修正量即是新增加的流體附面層的厚度,因此修正后的計算便使原來的幾何間隙變成為在液流通過時的真實的液流間隙。因此這樣計算的結(jié)果就比先前的常規(guī)計算要真實、準(zhǔn)確。

根據(jù)列車-軌道系統(tǒng)運動的特點,提出了適合該問題動力學(xué)分析的新型車輛單元和軌道單元,運用有限元方法和lagrange方程,推導(dǎo)了兩種單元的剛度矩陣、質(zhì)量矩陣和阻尼矩陣。整個列車-軌道系統(tǒng)只需離散成車輛單元和軌道單元,其中軌道系統(tǒng)離散成軌道單元,一節(jié)車輛離散成一個車輛單元。該模型具有程序編制容易、計算效率高的特點。作為應(yīng)用實例,給出單輪通過和考慮軌道完全平順和具有隨機(jī)不平順條件下整車通過時車輛和軌道動力響應(yīng)分析的二個算例。

介紹通過有限元分析方法模擬機(jī)械部件在運行狀態(tài)下的應(yīng)力數(shù)值,用此方法模擬金具工作狀態(tài)時應(yīng)力分布,有助于金具失效分析工作。列舉了兩個金具的失效實例,討論了平面單元和實體單元運用于金具有限元分析的選擇標(biāo)準(zhǔn)。

梭形桁架單元吊裝施工模擬分析——屋蓋管桁架結(jié)構(gòu)體系由梭形三角形桁架與梭形平面桁架間隔單向布置，根據(jù)施工方案數(shù)據(jù)，本次計算選取a館最重的（83.9噸）一塊吊裝單元zhj10a梭形三角形桁架為典型進(jìn)行吊裝分析驗算?！　　　?1頁，編制于2014年。

水平循環(huán)荷載作用下單樁動力特性的數(shù)值模擬——采用修正的p一)，曲線方法。分析了樁基礎(chǔ)振動過程中樁土之間由于土體塑性變形導(dǎo)致的樁土脫開現(xiàn)象，給出了計算樁土脫開現(xiàn)象的數(shù)值模擬方法，并據(jù)此分析計算了中國渤海灣jz2o一2muq平臺的樁基礎(chǔ)動力特性，得到了樁...

基于顆粒流理論,引入接觸連接模型和滑動模型,建立了含軟弱夾層試樣的顆粒流模型。通過顆粒流程序(pfc)數(shù)值模型試驗,對含軟弱夾層試樣的強(qiáng)度和破壞發(fā)展進(jìn)行了數(shù)值模擬,分別對比了不同圍壓以及不同夾層參數(shù)條件下的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線,通過位移矢量場分析了破壞發(fā)展趨勢。模擬結(jié)果表明,一般圍壓條件下試樣沿軟弱夾層滑動破壞,但在某特定圍壓下,軟弱夾層的存在并不起主要控制作用;試樣應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線峰值隨軟弱夾層顆粒的摩擦系數(shù)和法向接觸剛度的減小而下降,當(dāng)顆粒法向接觸剛度趨近0時,試樣加載初始階段呈現(xiàn)塑性流變特征;夾層顆粒的切向接觸剛度只有低于某一特定值時才會使試樣應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線峰值降低。通過分析,得到了土體顆粒細(xì)觀參數(shù)和宏觀力學(xué)行為的內(nèi)在聯(lián)系,并對土體軟弱夾層力學(xué)性質(zhì)和漸進(jìn)破壞過程有了更進(jìn)一步的認(rèn)識。

僅供個人參考 不得用于商業(yè)用途 第5講地質(zhì)系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)與動力學(xué)過程 的計算模擬及其在成礦預(yù)測中的應(yīng)用 主講:劉亮明 5.1計算模擬的重要性 becausemanygeologicalphenomenaandprocessesarebasedoncomplexregularitiesand naturallawswhichareadditionallyoverlainbynumerousrandominfluences,temporalalterations and/orspatialdeviations,tounderstandandillustratethemwithoutsomemodelingisnearly impossible ——h.thierg?rtner (國際數(shù)學(xué)地質(zhì)學(xué)會主席)

千斤頂單元法在大跨度鋼屋蓋拆撐過程數(shù)值模擬中的應(yīng)用

空調(diào)控溫過程的系統(tǒng)動力學(xué)模擬分析——以房問、人員、設(shè)備和空調(diào)設(shè)備組成的空調(diào)控溫系統(tǒng)為單元。以室溫為目標(biāo)，研究影響室溫的各因素之間的關(guān)系，找出哪種因素是主要因素。運用vemim軟件建立空調(diào)控溫系統(tǒng)的因果圖和流圖，并建立速率方程，進(jìn)而進(jìn)行模擬。根據(jù)模...

動力作用下加筋土擋墻的數(shù)值模擬——通過引入筋一土、面板一土、面板一面板接觸單元，建立由土體單元、接觸單元、面板單元和加筋材單元組合的加筋土擋墻有限元模型，用ansys對足尺加筋土擋墻進(jìn)行了有限元數(shù)值模擬，主要研究地震荷載的頻率成分和最大水平加速度...

利用有限元商業(yè)軟件calcosoft2d中的元胞自動機(jī)模型,模擬了al-si(w(si)=7%)合金的凝固組織的演變過程,形核模型采用基于高斯分布的連續(xù)性形核模型,枝晶尖端生長速度與局部過冷度的關(guān)系采用kgt模型.探討了形核參數(shù)、冷卻條件等參數(shù)對枝晶模擬結(jié)果的影響,得到了不同情況下的枝晶演變組織,結(jié)果顯示能合理反映實際金屬凝固物理過程.