描寫巖石非線性彈性滯后和記憶的宏觀模型

長(zhǎng)沙理工大學(xué) 碩士學(xué)位論文 老化瀝青混合料非線性粘彈性模型研究 姓名：荊濱 申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士 專業(yè)：道路與鐵道工程 指導(dǎo)教師：田小革 20090401

考慮強(qiáng)度非線性的堆石料彈塑性本構(gòu)模型研究——根據(jù)堆石料大型三軸試驗(yàn)成果，提出了非線性強(qiáng)度包線在q—p坐標(biāo)面上的冪函數(shù)表達(dá)式。將此非線性強(qiáng)度準(zhǔn)則模式應(yīng)用于剪切屈服面與體積屈服面表達(dá)方程的推導(dǎo)，從而建立了一個(gè)可反映堆石料實(shí)際工程特性的新型彈塑性本構(gòu)...

飽和砂性土非線性蠕變模型試驗(yàn)研究——采用單向壓縮試驗(yàn)研究了常州不同含水層飽和砂性土的蠕變特性。試驗(yàn)結(jié)果表明，飽和砂性土的變形既與應(yīng)力有關(guān)，也與時(shí)間有關(guān)。在一定應(yīng)力作用下，其變形隨時(shí)間的增加而增加，經(jīng)過一段時(shí)間后才能達(dá)到穩(wěn)定，應(yīng)變與應(yīng)力、時(shí)間都...

非線性粘彈性樁的橫向混沌運(yùn)動(dòng)——研究了軸向周期載荷作用下非線性粘彈性嵌巖樁的橫向混沌運(yùn)動(dòng)．假定樁和土體分別滿足leaderman非線性粘彈性和線性粘彈性本構(gòu)關(guān)系，得到的運(yùn)動(dòng)方程為非線性偏微分．積分方程；利用galerkin方法將方程簡(jiǎn)化為非線性常微分方程，并...

土體非線彈性—塑性本構(gòu)模型——把本質(zhì)上屬于亞彈性本構(gòu)模型，在巖土工程界廣為應(yīng)用的duncan—chang模型與服從drucker—peager／mohr-columa屈服準(zhǔn)則的彈塑性本構(gòu)模型相結(jié)臺(tái)，推出了非線彈性一塑性的組合本構(gòu)模型．以克服經(jīng)典的彈塑性摸型不能考慮巖土材料在塑...

常規(guī)的彈塑性模型由于沒有考慮到損傷對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響,常常得到高于結(jié)構(gòu)實(shí)際承載力的應(yīng)力分布,難以模擬破壞時(shí)由于內(nèi)部損傷的累積導(dǎo)致的變形增加和承載力降低.將規(guī)范應(yīng)力應(yīng)變曲線進(jìn)行簡(jiǎn)化,推導(dǎo)出彈塑性損傷模型曲線,采用簡(jiǎn)支純彎梁驗(yàn)證了該簡(jiǎn)化模型的正確性,然后將該模型應(yīng)用于深溪溝水電站預(yù)應(yīng)力閘墩非線性有限元分析.計(jì)算結(jié)果表明考慮結(jié)構(gòu)彈塑性損傷較線彈性分析能更好反應(yīng)結(jié)構(gòu)真實(shí)受力特性,計(jì)算結(jié)果對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置和閘墩的設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義.

參數(shù)反演是工程結(jié)構(gòu)分析的一個(gè)重要研究?jī)?nèi)容,而位移對(duì)參數(shù)的靈敏度計(jì)算是其關(guān)鍵,巖土的非線性模型參數(shù)的敏感性分析是其中的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問題。以duncan-change-b模型為基礎(chǔ),引入應(yīng)力空間下的自然坐標(biāo)系,分解應(yīng)力球量和應(yīng)力偏量,推導(dǎo)出位移對(duì)模型參數(shù)偏導(dǎo)數(shù)的數(shù)值計(jì)算公式,并通過算例驗(yàn)證。從而在此基礎(chǔ)上對(duì)該模型參數(shù)在土石壩有限元計(jì)算中的敏感性進(jìn)行深入分析。

本文主要研究了發(fā)酵過程中的非線性模型。由商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)得到的柏拉圖糖度下降值隨時(shí)間的變化趨勢(shì)可以得出一個(gè)s形邏輯函數(shù),方程中的四個(gè)發(fā)酵參數(shù),即原終和真濃以及這個(gè)曲線的斜率和中點(diǎn)均由最小殘差平方法得到。酵母的接種時(shí)間對(duì)發(fā)酵沒有影響(p>0.05),起始溫度能增加發(fā)酵速度(p<0.05),同時(shí)能降低達(dá)到發(fā)酵中點(diǎn)的時(shí)間(p<0.001),發(fā)酵起始溫度正向影響啤酒真濃值(p<0.001)。本論文第一次說明了預(yù)測(cè)函數(shù)的預(yù)測(cè)區(qū)間結(jié)構(gòu),指出了發(fā)酵過程的預(yù)測(cè)偏差。本論文所用統(tǒng)計(jì)技術(shù)可以用來做發(fā)酵過程多方面的結(jié)果分析,例如能夠預(yù)測(cè)當(dāng)任何一個(gè)參數(shù)變化時(shí)酵母的增值倍數(shù)。這些技術(shù)可以用來通過統(tǒng)計(jì)四個(gè)發(fā)酵參數(shù)(如原濃、真濃、發(fā)酵曲線的斜率以及中點(diǎn))的變化而了解發(fā)酵過程的變化(如溫度、酵母和原濃),同時(shí)還可以用來評(píng)估不同的發(fā)酵過程,比如用一個(gè)新菌種發(fā)酵或用更高濃度的麥汁發(fā)酵。

剛度改變對(duì)線性彈性系統(tǒng)頻率和振型的影響——設(shè)有n自由度的線性彈性系統(tǒng)（稱為原系統(tǒng)，其廣義座標(biāo)向量為x=(x1,...,xn)t,其動(dòng)能和勢(shì)能所對(duì)應(yīng)的二次型分別為a（x,x），c（x,x）。假設(shè)原系統(tǒng)的固有頻率和振型都已求得，即有已知的特征向量矩陣

土體非線性模型的分段切線模量研究——結(jié)合大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，基于原鄧肯非線性模型，建立了土體達(dá)到抗剪強(qiáng)度之前分段切線模量的非線性模型，曲線包括向上彎折和向下彎折2種，均由兩折線組成．硬化型曲線一般可用向下彎折的折線進(jìn)行擬合，而軟化型且剪脹比較明顯的...

黏土非線性模型的改進(jìn)切線模量——切線模量描述是土體非線性模型中的一個(gè)基本問題。首先，引入“半值強(qiáng)度指數(shù)”概念建立了土體應(yīng)力應(yīng)變曲線的數(shù)學(xué)特征方程，分析了雙曲線應(yīng)力應(yīng)變模型的數(shù)學(xué)缺陷。接著，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析提出了土體應(yīng)力應(yīng)變曲線的控制微分方程，...

考慮土的剪脹性和應(yīng)力路徑的非線性模型的研究——在試驗(yàn)和能量守恒原理的基礎(chǔ)上，對(duì)于正常固結(jié)或弱超固結(jié)土，提出了考慮其剪脹性和應(yīng)力路徑的非線性彈性模型，模型具有參數(shù)簡(jiǎn)單易于確定的優(yōu)點(diǎn)。通過試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證，分析了模型的適用性。　　

分析了瀝青瑪蹄脂靜態(tài)蠕變曲線的特點(diǎn),應(yīng)用分段擬合法對(duì)曲線的起始與末尾段進(jìn)行線性擬合,研究了剪切蠕變條件下瀝青瑪蹄脂粘彈性burgers模型參數(shù)取值,并與傳統(tǒng)方法進(jìn)行了對(duì)比。發(fā)現(xiàn)在低溫條件下,兩種方法的平均誤差基本保持在5%以內(nèi),而傳統(tǒng)方法的最大誤差超過了20%,分段擬合法僅有小時(shí)間段超過5%;高溫條件下,傳統(tǒng)方法測(cè)定burgers模型參數(shù)比較困難,而分段擬合法平均誤差小于0.01%。研究結(jié)果表明:分段擬合法誤差相對(duì)較小,易于操作,是確定burgers模型參數(shù)的有效方法。

PFC基于線性接觸模型的顆粒材料細(xì)_宏觀彈性常數(shù)相關(guān)關(guān)系研究_徐小敏

在巖土體雙剪強(qiáng)度理論的基礎(chǔ)上,考慮中間主應(yīng)力對(duì)巖石強(qiáng)度的影響效應(yīng)存在區(qū)間性且影響程度與最小主應(yīng)力大小有關(guān),提出了一個(gè)巖石雙剪強(qiáng)度準(zhǔn)則的改進(jìn)式。通過已有不同巖石的真三軸試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)新的非線性強(qiáng)度準(zhǔn)則的驗(yàn)證表明:該強(qiáng)度準(zhǔn)則可以廣泛地適用于各類巖石,描述其子午面及σ1-σ2上的非線性強(qiáng)度特性;利用5種不同類型巖石真三軸試驗(yàn)結(jié)果對(duì)新的非線性強(qiáng)度理論和巖石非線性統(tǒng)一強(qiáng)度準(zhǔn)則及深部巖體強(qiáng)度準(zhǔn)則進(jìn)行比較,反映了所提出的新巖石非線性強(qiáng)度準(zhǔn)則的優(yōu)越性。

討論隨機(jī)誤差是ar(p)序列的非線性回歸模型的異方差和自相關(guān)性檢驗(yàn)問題.首先導(dǎo)出聯(lián)合檢驗(yàn)的score統(tǒng)計(jì)量,然后利用參數(shù)的正交變換,得到了調(diào)整的score檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量.當(dāng)模型存在自相關(guān)性時(shí),給出了檢驗(yàn)異方差性的score統(tǒng)計(jì)量和調(diào)整的score統(tǒng)計(jì)量.最后利用得到的檢驗(yàn)方法分析了氯化物數(shù)據(jù),分析結(jié)果表明,該數(shù)據(jù)具有顯著的異方差和ar(2)相關(guān)性.

提出一種線性/非線性時(shí)間序列模型的一般表達(dá)式(gnar),論述其線性和非線性特性.對(duì)3種典型的非線性、非平穩(wěn)時(shí)間序列進(jìn)行試驗(yàn)及應(yīng)用研究.將樣本數(shù)據(jù)分成訓(xùn)練集和測(cè)試集,在訓(xùn)練集上建立gnar模型,采用最小二乘方法以及結(jié)合預(yù)測(cè)誤差的修正aic準(zhǔn)則實(shí)現(xiàn)其參數(shù)估計(jì)和模型定階.在測(cè)試集上進(jìn)行預(yù)測(cè),進(jìn)而驗(yàn)證模型.結(jié)果表明該模型對(duì)3組數(shù)據(jù)跟蹤性能良好,預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)精度優(yōu)于傳統(tǒng)時(shí)序模型,因此該模型有良好的適應(yīng)性和有效性,能應(yīng)用于工程實(shí)際.

為了預(yù)測(cè)粉煤灰混凝土的強(qiáng)度,針對(duì)混凝土中強(qiáng)度影響因素的非線性特性,建立了粉煤灰摻量、水膠比、砂率和含氣量與強(qiáng)度間的多元非線性模型。運(yùn)用matlab中非線性命令nlinfit求解模型中的各項(xiàng)參數(shù),得出多元非線性回歸方程,使用該回歸方程對(duì)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)測(cè)。結(jié)果表明:昆侖山中熱水泥混凝土強(qiáng)度預(yù)測(cè)值與試驗(yàn)值的相對(duì)誤差絕對(duì)值最大為1.67%,昆侖山普通硅酸鹽水泥混凝土強(qiáng)度預(yù)測(cè)值與試驗(yàn)值的相對(duì)誤差絕對(duì)值最大為2.90%,表明此模型預(yù)測(cè)精度較理想,對(duì)工程應(yīng)用具有一定的參考價(jià)值。

介紹具有材料非線性的梁?jiǎn)卧图袅卧?單元?jiǎng)偠燃刹捎昧?點(diǎn)高斯積分,既保證了精度又保證了計(jì)算效率.梁截面力學(xué)特性的計(jì)算中采用高斯點(diǎn)積分替代通常的非線性單元集成的纖維束集合,適當(dāng)減少了計(jì)算次數(shù).在線性殼單元的模式下結(jié)合剪力墻的構(gòu)造和受力特點(diǎn)建立起一種非線性墻單元.墻單元的每個(gè)高斯點(diǎn)近似考慮了雙向應(yīng)力作用,以滿足混凝土在雙向應(yīng)力作用下的強(qiáng)度變化.

土體非線性彈性模量簡(jiǎn)易計(jì)算方法——本文結(jié)合土木工程關(guān)心的沉降問題，假定泊松比根據(jù)不同的土類確定為不同的常量，建立了與土體豎向應(yīng)力有關(guān)的土體非線性彈性模量的計(jì)算方法，從而較為簡(jiǎn)單地計(jì)算土體的沉降及其應(yīng)力?！　?/p>

分析了現(xiàn)有takagisugeno型模糊控制器設(shè)計(jì)方法計(jì)算復(fù)雜且難以求解的原因。在此基礎(chǔ)上,提出了一種與系統(tǒng)實(shí)時(shí)輸入相關(guān)的動(dòng)態(tài)模型簡(jiǎn)化算法。同時(shí),針對(duì)一類采用該動(dòng)態(tài)簡(jiǎn)化takagisugeno模型描述的非線性時(shí)滯系統(tǒng),利用lyapunov穩(wěn)定性分析理論和線性矩陣不等式等工具推導(dǎo)了閉環(huán)系統(tǒng)的可鎮(zhèn)定條件,進(jìn)而設(shè)計(jì)了相應(yīng)的takagisugeno型模糊狀態(tài)反饋控制器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明這種模型簡(jiǎn)化方法可以減少求解的約束條件,增加了找到解的可能性。

分析了多曲囊式空氣彈簧的材料、幾何和接觸等非線性力學(xué)特性,提出采用非線性有限元研究空氣彈簧非線性彈性特性的方法。根據(jù)有限元方法建立了空氣彈簧的有限元分析模型,進(jìn)行了有限元計(jì)算和試驗(yàn)研究,計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好,驗(yàn)證了所采用的研究方法和分析模型的正確性和有效性。在此基礎(chǔ)上,研究了充氣壓力、膠囊參數(shù)及附加氣室容積對(duì)空氣彈簧彈性特性的影響,結(jié)果表明:空氣彈簧的承載能力和剛度隨充氣壓力增加而增大;膠囊的簾線角和附加氣室容積對(duì)空氣彈簧彈性特性有較大的影響;簾線網(wǎng)格間距、簾線層間距、簾線層數(shù)及簾線材料對(duì)空氣彈簧彈性特性影響不大。