基于基面力概念的一种新型余能原理有限元方法 被引量：12

1

作者 彭一江 金明 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期649-652,共4页

在高玉臣(2003)提出的单元柔度矩阵表达式的基础上,基于基面力的概念,利用余能原理和Lagrange乘子法推导出以基面力为基本未知量的余能原理有限元支配方程张量表达式和节点位移表达式,编制出相应的有限元程序,通过对一些典型的弹性理论... 在高玉臣(2003)提出的单元柔度矩阵表达式的基础上,基于基面力的概念,利用余能原理和Lagrange乘子法推导出以基面力为基本未知量的余能原理有限元支配方程张量表达式和节点位移表达式,编制出相应的有限元程序,通过对一些典型的弹性理论问题的计算分析,数值解与理论解相吻合。研究表明,这种方法简单而有效,是有限元方法的一种新思路,具有较好的应用前景。 展开更多

关键词 基面力 余能原理 LAGRANGE乘子法 柔度矩阵 有限元

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基面力的概念在势能原理有限元中的应用 被引量：5

2

作者 彭一江 金明 《北京交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期1-4,9,共5页

为了改进传统的势能原理有限元方法,利用高玉臣(2003)的单元刚度矩阵精确表达式,给出了一种基于基面力概念的势能原理有限元计算方法和相应的积分显示有限元列式,利用MAT-LAB计算机语言编制出基面力有限元计算程序,针对几个典型的平面... 为了改进传统的势能原理有限元方法,利用高玉臣(2003)的单元刚度矩阵精确表达式,给出了一种基于基面力概念的势能原理有限元计算方法和相应的积分显示有限元列式,利用MAT-LAB计算机语言编制出基面力有限元计算程序,针对几个典型的平面弹性理论问题进行数值研究.结果表明,数值解与理论解相吻合. 展开更多

关键词 基面力 势能原理 有限元 刚度矩阵

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基面力概念在几何非线性余能有限元中的应用 被引量：4

3

作者 彭一江 刘应华 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期496-501,共6页

以基面力为基本未知量描述一个弹性系统的应力状态并表征单元的余能,将大变形的余能分解为变形余能部分和转动余能部分,采用Lagrange乘子法放松单元的平衡方程,利用已有的弹性大变形余能原理建立了一种几何非线性显式有限元模型,编制了... 以基面力为基本未知量描述一个弹性系统的应力状态并表征单元的余能,将大变形的余能分解为变形余能部分和转动余能部分,采用Lagrange乘子法放松单元的平衡方程,利用已有的弹性大变形余能原理建立了一种几何非线性显式有限元模型,编制了相应的几何非线性余能原理有限元程序.数值算例表明:该方法具有较好的收敛性和计算精度,可进行大载荷步的大位移、大转动计算. 展开更多

关键词 基面力 几何非线性 余能 有限元 大转动

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基于余能原理的有限变形问题有限元列式 被引量：3

4

作者 彭一江 刘应华 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期460-465,共6页

利用基面力概念,推导了一种基于余能原理的有限变形问题显式有限元列式,可应用于结构的大位移、大转动问题。以基面力为状态变量来表达单元的余能,将有限变形情况下的单元余能分解为变形余能部分和转动余能部分,利用Lagrange乘子法推导... 利用基面力概念,推导了一种基于余能原理的有限变形问题显式有限元列式,可应用于结构的大位移、大转动问题。以基面力为状态变量来表达单元的余能,将有限变形情况下的单元余能分解为变形余能部分和转动余能部分,利用Lagrange乘子法推导出余能原理有限元的控制方程,编制了相应的非线性有限元程序。通过算例分析,说明该列式和程序的可靠性和精确性。 展开更多

关键词 有限变形 基面力 余能原理 有限元 大位移 大转动

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碾压混凝土直剪试件细观结构的数值模拟 被引量：1

5

作者 彭一江 黎保琨 屈彦玲 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2003年第6期492-494,561,共4页

从细观层次上将碾压混凝土试件当作是由硬化水泥粉煤灰砂浆、粗骨料、二者间的粘结带以及水泥砂浆中间层面组成的非均质复合材料,由随机骨料模型模拟碾压混凝土的细观结构,用非线性有限元法模拟试件在直剪作用下的细观损伤断裂,从而求... 从细观层次上将碾压混凝土试件当作是由硬化水泥粉煤灰砂浆、粗骨料、二者间的粘结带以及水泥砂浆中间层面组成的非均质复合材料,由随机骨料模型模拟碾压混凝土的细观结构,用非线性有限元法模拟试件在直剪作用下的细观损伤断裂,从而求得其宏观抗剪断强度.计算结果与《混凝土重力坝设计规范》所提供的参考值较为吻合,据此还进行了试件破坏机理分析.应用此种计算方法,可节省直剪试验工作量,并可进行直剪试件的尺寸效应分析,有广阔的应用前景. 展开更多

关键词 碾压混凝土 直剪试验 细观结构 数值模拟 粉煤灰砂浆 碾压混凝土坝

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基面力元法(BFEM)的研究及应用进展

6

作者 彭一江 张丽娟 +1 位作者 宗娜娜 董占龙 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期193-198,共6页

从高玉臣院士提出的基面力概念出发,针对一种基于基面力概念的新型有限元法一基面力元法BFEM(Base Force Element Method)的研究及应用进行综述.分析结果表明:基面力元法的计算所得结果与理论解吻合较好,基于余能原理的基面力元法较传... 从高玉臣院士提出的基面力概念出发,针对一种基于基面力概念的新型有限元法一基面力元法BFEM(Base Force Element Method)的研究及应用进行综述.分析结果表明:基面力元法的计算所得结果与理论解吻合较好,基于余能原理的基面力元法较传统平面4节点等参元(Q4单元)具有较高的计算性能;在高度几何非线性分析中,基于余能原理的基面力元法较平面4节点减缩积分单元(Q4R单元)也具有一些优势;基面力元法列式推导简单,是有限元方法的一种新思路,具有较好的应用前景. 展开更多

关键词 基面力 有限元 基面力元 势能原理 余能原理

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均匀化在数值混凝土单轴拉伸试验中的应用 被引量：5

7

作者 杜修力 田瑞俊 彭一江 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 EI CAS 2007年第5期742-746,共5页

目的研究湿筛混凝土、全级配混凝土的抗拉强度,进一步掌握混凝土的细观结构与宏观力学性能间的关系.方法将混凝土视为由骨料、水泥砂浆及二者间的粘结带所构成的三相复合材料,利用蒙特卡罗方法生成混凝土随机骨料模型.采用双折线损伤演... 目的研究湿筛混凝土、全级配混凝土的抗拉强度,进一步掌握混凝土的细观结构与宏观力学性能间的关系.方法将混凝土视为由骨料、水泥砂浆及二者间的粘结带所构成的三相复合材料,利用蒙特卡罗方法生成混凝土随机骨料模型.采用双折线损伤演化模型描述混凝土细观各相单元的损伤退化.利用非线性有限元方法对一级配混凝土试件的轴拉实验进行了数值分析;在二级配混凝土试件的轴拉实验中验证了均匀化的正确性;在全级配混凝土轴拉实验中应用了均匀化方法.结果得到一级配混凝土的抗拉强度为2.5 MPa,二级配混凝土的抗拉强度为1.96 MPa,四级配混凝土的抗拉强度为1.72 MPa.结论采用均匀化方法预测全级配混凝土的宏观力学性能是可行的.数值模拟所得的结果与实验结果表现出较好的一致性. 展开更多

关键词 均匀化 数值混凝土 随机骨料模型 单轴拉伸

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全级配混凝土梁弯拉应力—应变全曲线的细观力学模拟 被引量：4

8

作者 田瑞俊 杜修力 彭一江 《水力发电》 北大核心 2008年第2期23-25,共3页

为了测定全级配混凝土梁的抗弯强度,采用位移控制的加载有限元程序模拟了全级配混凝土梁的弯拉实验,得到了相应的弯曲拉伸应力-应变全曲线。数值模拟得到的梁的极限荷载、抗弯强度与试验结果基本吻合。数值模拟结果还表明,四级配混凝土... 为了测定全级配混凝土梁的抗弯强度,采用位移控制的加载有限元程序模拟了全级配混凝土梁的弯拉实验,得到了相应的弯曲拉伸应力-应变全曲线。数值模拟得到的梁的极限荷载、抗弯强度与试验结果基本吻合。数值模拟结果还表明,四级配混凝土梁的极限荷载高于三级配混凝土梁,但是抗弯强度低于三级配混凝土。梁的最终破坏表现为一条主裂缝贯通混凝土梁的横截面,表现出较强的拉应变软化现象和局部化现象。 展开更多

关键词 全级配混凝土 弯曲拉伸 数值模拟 抗弯强度

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派酶固化土无侧限抗压强度与土粒分形特征的关系研究 被引量：4

9

作者 彭红涛 郭亮 彭一江 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第S1期588-592,共5页

应用土粒按粒级质量分布的细度分维计算方法,根据土粒的机械组成实验分析结果,计算出4种土的细度分维。通过实验发现,在风干养护条件下,粗砂土、细砂土、面砂土、砂壤土掺加派酶的无侧限抗压强度均比不掺的高;在研究范围内(每千克土中... 应用土粒按粒级质量分布的细度分维计算方法,根据土粒的机械组成实验分析结果,计算出4种土的细度分维。通过实验发现,在风干养护条件下,粗砂土、细砂土、面砂土、砂壤土掺加派酶的无侧限抗压强度均比不掺的高;在研究范围内(每千克土中派酶掺量0.015~0.045 ml),随着派酶掺量的增加,7d、28d无侧限抗压强度增加趋势的逐渐变缓。依据实验数据,分析7d、28d无侧限抗压强度与土粒质量分布的细度分维和派酶掺量关系的拟合模型;对该模型的三维图的分析表明,土粒的细度分维对派酶固化土7d、28d无侧限抗压强度的影响比派酶掺量更显著;派酶固化土7d、28d无侧限抗压强度随土粒的细度分维的增加(D=2.2466~2.5031),分上升、波动和急剧上升三阶段,总体呈非线性上升趋势。 展开更多

关键词 派酶 无侧限抗压强度 细度分维

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碾压混凝土试件抗剪强度尺寸效应的数值模拟 被引量：3

10

作者 屈彦玲 彭一江 杜立峰 《水利与建筑工程学报》 2007年第3期22-24,共3页

碾压混凝土试件与混凝土试件一样也存在着尺寸效应。笔者采用随机骨料模型模拟碾压混凝土的细观结构,利用有限元方法数值模拟碾压混凝土试件受剪的细观损伤断裂,并重点对抗剪强度尺寸效应进行了研究。

关键词 碾压混凝土 试件 抗剪强度 尺寸效应 数值模拟

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基于细观力学全级配混凝土梁弯拉试验的数值模拟 被引量：3

11

作者 田瑞俊 杜修力 彭一江 《水利与建筑工程学报》 2008年第1期1-3,共3页

在细观层次上将全级配混凝土梁的跨中区域看作是由硬化水泥砂浆,粗骨料及两者间的粘结带构成的三相复合材料,采用位移控制的加载有限元程序对全级配混凝土梁的弯拉实验进行了数值模拟。数值试验结果表明:(1)对于同样尺寸的试件来说,三... 在细观层次上将全级配混凝土梁的跨中区域看作是由硬化水泥砂浆,粗骨料及两者间的粘结带构成的三相复合材料,采用位移控制的加载有限元程序对全级配混凝土梁的弯拉实验进行了数值模拟。数值试验结果表明:(1)对于同样尺寸的试件来说,三级配和四级配梁计算所得的极限荷载和抗弯强度基本接近。(2)对于同样级配的试件来说,截面尺寸大的梁计算所得的极限荷载远高于较小尺寸的极限荷载。(3)其它参数一定的情况下,粘结带抗拉强度每提高12.5%,全级配混凝土梁的极限荷载和抗弯强度提高约10%。 展开更多

关键词 全级配混凝土 弯拉试验 数值模拟 细观力学

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碾压混凝土试件细观损伤断裂的强度与尺寸效应分析 被引量：16

12

作者 黎保琨 彭一江 《华北水利水电学院学报》 2001年第3期50-53,共4页

为了实现碾压混凝土试件强度性能的仿真计算分析 ,在细观层次上将试件看成是由硬化水泥粉煤灰砂浆、粗骨料、二者之间的粘结带及水泥砂浆中间层面形成的非均质复合材料 ,以随机骨料模型代表碾压混凝土的细观结构 ,应用非线性有限元法 ,... 为了实现碾压混凝土试件强度性能的仿真计算分析 ,在细观层次上将试件看成是由硬化水泥粉煤灰砂浆、粗骨料、二者之间的粘结带及水泥砂浆中间层面形成的非均质复合材料 ,以随机骨料模型代表碾压混凝土的细观结构 ,应用非线性有限元法 ,模拟试件的细观损伤断裂 ,从而求得其宏观力学强度 ,据此可解释试件的尺寸效应 .计算结果表明 ,试件的单轴抗压强度及劈裂抗拉强度与试验结果较为吻合 ,试件的尺寸效应符合一般规律 ,该方法为碾压混凝土试件强度性能的数值模拟提供了一种新的技术途径 . 展开更多

关键词 细观损伤断裂 碾压混凝土 随机骨料模型 非线性 有限元 尺寸效应

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三级配混凝土梁在动荷载作用下的数值模拟

13

作者 杜修力 田瑞俊 +1 位作者 彭一江 田予东 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2008年第1期1-5,共5页

从三级配混凝土的细观层次出发,将梁的纯弯段视为由水泥砂浆,粗骨料及两者间的粘结带所组成的复合材料。采用既考虑应变率强化效应又计及损伤弱化效应的动力本构模型反映细观单元的损伤退化。通过自编的以位移控制的有限元程序对三级配... 从三级配混凝土的细观层次出发,将梁的纯弯段视为由水泥砂浆,粗骨料及两者间的粘结带所组成的复合材料。采用既考虑应变率强化效应又计及损伤弱化效应的动力本构模型反映细观单元的损伤退化。通过自编的以位移控制的有限元程序对三级配混凝土梁在冲击荷载和三角形循环荷载作用下的破坏机制进行了数值模拟,给出了相应的应力-应变曲线和动弯拉强度。研究结果表明数值模拟所得的结果与实验结果吻合较好。 展开更多

关键词 混凝土梁 冲击荷载 三角形循环荷载 动弯拉强度 数值模拟

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碾压混凝土劈裂抗拉的数值分析

14

作者 屈彦玲 彭一江 杜玉林 《黑龙江水专学报》 2007年第2期65-67,共3页

碾压混凝土的强度关系到碾压混凝土结构的安全。采用随机骨料模型模拟碾压混凝土的细观结构,利用有限元方法数值模拟碾压混凝土试件劈裂抗拉的细观损伤断裂,并对其劈裂抗拉破坏过程进行了研究。

关键词 碾压混凝土 劈裂抗拉 数值分析

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考虑岩体侧面阻滑力影响的重力坝深层抗滑稳定分析 被引量：2

15

作者 徐慰祖 黎保琨 彭一江 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第1期44-52,共9页

本文从准平面问题的基本原理出发,用非线性弹簧单元模拟侧面阻滑力作用,建立了一种可以考虑岩体侧面阻滑力影响的重力坝深层抗滑稳定分析的非线性有限元实用计算方法,并编制了相应的ZMF—2电算程序。通过模型试验验证和算例说明此种方... 本文从准平面问题的基本原理出发,用非线性弹簧单元模拟侧面阻滑力作用,建立了一种可以考虑岩体侧面阻滑力影响的重力坝深层抗滑稳定分析的非线性有限元实用计算方法,并编制了相应的ZMF—2电算程序。通过模型试验验证和算例说明此种方法是可行的。 展开更多

关键词 重力坝 岩体 抗滑 稳定分析

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基面力单元法在空间几何非线性问题中的应用 被引量：1

16

作者 龚琳琦 陈曦昀 +1 位作者 郭庆 彭一江 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2021年第8期785-793,共9页

基于基面力的概念,并结合Euler角的位移描述方法,提出了适用于几何非线性计算的空间6结点余能基面力单元.使用MATLAB语言编程并对典型梁、板结构进行弹性大变形数值模拟.由计算结果可以看出,基于余能原理的基面力元法(BFEM)在计算构件... 基于基面力的概念,并结合Euler角的位移描述方法,提出了适用于几何非线性计算的空间6结点余能基面力单元.使用MATLAB语言编程并对典型梁、板结构进行弹性大变形数值模拟.由计算结果可以看出,基于余能原理的基面力元法(BFEM)在计算构件的空间大变形时有较好的计算精度,对比传统有限元计算方法具有网格尺寸影响小和抗畸变能力强的特点,有良好的计算性能. 展开更多

关键词 基面力元法 余能原理 空间几何非线性 有限元

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一种实用的加筋土有限元分析方法 被引量：3

17

作者 安英浩 彭一江 《黑龙江水专学报》 2004年第3期1-3,共3页

针对土工织物加筋土结构,提出一种土与土工织物筋材相互作用界面模拟的新思路。通过算例计算表明,加筋土有限元分析的思路是可行的,且简单、实用。

关键词 土工织物 加筋土 有限元分析

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二维有限元网格的剖分及其节点编号优化

18

作者 袁辉 彭一江 《山西建筑》 2006年第2期329-330,共2页

在二维有限无网格的剖分技术的基础上，针对工程上的需要，将单元编号做出相应的地理，以便能够高效快速简便地给出理想的剖分网格，降低工作强度。

关键词 有限元 自动剖分 编号

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HLOCK:高水头船闸分散输水系统水力计算FORTRAN程序

19

作者 彭一江 陈肇和 《人民长江》 北大核心 1991年第5期23-32,共10页

本文首先阐述了编制HLOCK程序的意义,然后给出了按能量守恒原理建立的船闸输水非恒定流基本方程组及差分法数值解,着重介绍了高水头船闸分散输水系统水力计算FORTRAN程序HLOCK的各种功能,并给出了程序的框图。对程序中主要计算公式及变... 本文首先阐述了编制HLOCK程序的意义,然后给出了按能量守恒原理建立的船闸输水非恒定流基本方程组及差分法数值解,着重介绍了高水头船闸分散输水系统水力计算FORTRAN程序HLOCK的各种功能,并给出了程序的框图。对程序中主要计算公式及变量符号也作了说明。最后给出了该程序用于长江干流某大型船闸输水系统灌、泄水全过程水力计算的实例及其输出结果、水力特性曲线和各有关水力特性值。本程序可供有关设计单位采用。 展开更多

关键词 船闸 高水头 输水系统 水力 计算

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