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Three-dimensional finite element analysis on effects of tunnel construction on nearby pile foundation 被引量:6
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作者 杨敏 孙庆 +1 位作者 李卫超 马亢 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2011年第3期909-916,共8页
A three-dimensional finite element simulation was carried out to investigate the effects of tunnel construction on nearby pile foundation.The displacement controlled model (DCM) was used to simulate the tunneling-indu... A three-dimensional finite element simulation was carried out to investigate the effects of tunnel construction on nearby pile foundation.The displacement controlled model (DCM) was used to simulate the tunneling-induced volume loss effects.The numerical model was verified based on the results of a centrifuge test and a set of parametric studies was implemented based on this model.There is good agreement between the trend of the results of the centrifuge test and the present model.The results of parametric studies show that the tunnelling-induced pile internal force and deformation depend mainly on the pile?tunnel distance,the pile length to tunnel depth ratio and the volume loss.Two different zones are separated by a 45° line projected from the tunnel springline.Within the zone of influence,the pile is subjected to tensile force and large settlement;whereas outside the zone of influence,dragload and small settlement are induced.It is also established that the impact of tunnelling on a pile group is substantially smaller as compared with a single pile in the same location with the rear pile in a group,demonstrating a positive pile group effect. 展开更多
关键词 finite element analysis TUNNELLING pile foundation three-dimensional simulation displacement controlled model
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Three-dimensional forward modeling for magnetotelluric sounding by finite element method 被引量:3
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作者 童孝忠 柳建新 +3 位作者 谢维 徐凌华 郭荣文 程云涛 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2009年第1期136-142,共7页
A finite element algorithm combined with divergence condition was presented for computing three-dimensional(3D) magnetotelluric forward modeling. The finite element equation of three-dimensional magnetotelluric forwar... A finite element algorithm combined with divergence condition was presented for computing three-dimensional(3D) magnetotelluric forward modeling. The finite element equation of three-dimensional magnetotelluric forward modeling was derived from Maxwell's equations using general variation principle. The divergence condition was added forcedly to the electric field boundary value problem, which made the solution correct. The system of equation of the finite element algorithm was a large sparse, banded, symmetric, ill-conditioned, non-Hermitian complex matrix equation, which can be solved using the Bi-CGSTAB method. In order to prove correctness of the three-dimensional magnetotelluric forward algorithm, the computed results and analytic results of one-dimensional geo-electrical model were compared. In addition, the three-dimensional magnetotelluric forward algorithm is given a further evaluation by computing COMMEMI model. The forward modeling results show that the algorithm is very efficient, and it has a lot of advantages, such as the high precision, the canonical process of solving problem, meeting the internal boundary condition automatically and adapting to all kinds of distribution of multi-substances. 展开更多
关键词 magnetotelluric sounding three-dimensional forward modeling finite element method general variation principle divergence condition
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Simulation of three-dimensional tension-induced cracks based on cracking potential function-incorporated extended finite element method 被引量:1
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作者 WANG Xiang-nan YU Peng +4 位作者 ZHANG Xiang-tao YU Jia-lin HAO Qing-shuo LI Quan-ming YU Yu-zhen 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2021年第1期235-246,共12页
In the finite element method,the numerical simulation of three-dimensional crack propagation is relatively rare,and it is often realized by commercial programs.In addition to the geometric complexity,the determination... In the finite element method,the numerical simulation of three-dimensional crack propagation is relatively rare,and it is often realized by commercial programs.In addition to the geometric complexity,the determination of the cracking direction constitutes a great challenge.In most cases,the local stress state provides the fundamental criterion to judge the presence of cracks and the direction of crack propagation.However,in the case of three-dimensional analysis,the coordination relationship between grid elements due to occurrence of cracks becomes a difficult problem for this method.In this paper,based on the extended finite element method,the stress-related function field is introduced into the calculation domain,and then the boundary value problem of the function is solved.Subsequently,the envelope surface of all propagation directions can be obtained at one time.At last,the possible surface can be selected as the direction of crack development.Based on the aforementioned procedure,such method greatly reduces the programming complexity of tracking the crack propagation.As a suitable method for simulating tension-induced failure,it can simulate multiple cracks simultaneously. 展开更多
关键词 extended finite element method CRACK three-dimensional calculation cracking potential function tensile failure
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Elastoplastic analysis of thin-walled structures in reservoir area
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作者 段绍伟 罗迎社 朱育雄 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2008年第S1期342-345,共4页
In the structural design of the high pier,in order to analyze the strength and structure stability,the pier was often considered a thin-walled structure.Elastoplastic incremental theory was used to establish the model... In the structural design of the high pier,in order to analyze the strength and structure stability,the pier was often considered a thin-walled structure.Elastoplastic incremental theory was used to establish the model of elastoplastic stability of high pier.By considering the combined action of pile,soil and pier together,the destabilization bearing capacity was calculated by using 3-D finite element method(3-D FEM) for piers with different pile and section height.Meanwhile,the equivalent stress in different sections of pier was computed and the processor of destabilization was discussed.When the pier is lower,the bearing capacity under mutual effect of pile,soil and pier is less than the situation when mutual effect is not considered;when the pier is higher,their differences are not conspicuous.Along with the increase of the cross-sectional height,the direction of destabilization bearing capacity is varied and the ultimate capacity is buildup.The results of a stability analysis example are almost identical with the practice. 展开更多
关键词 high PIER THIN-WALLED structure INCREMENT theory elastoplastic finite element analysis stability
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波流共同作用下砂质海床液化分析
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作者 薛莹莹 张杰 +2 位作者 陈炜昀 张璟哲 蔡飞 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第7期1317-1324,共8页
针对潮流对海床液化前和液化后海床位移特征的影响规律尚不明确问题,本文建立了一个波流共同作用下多孔弹塑性海床有限元模型,采用Biot控制方程描述海床动力响应,采用状态相关的边界面模型模拟海床液化行为。计算结果表明:潮流不仅影响... 针对潮流对海床液化前和液化后海床位移特征的影响规律尚不明确问题,本文建立了一个波流共同作用下多孔弹塑性海床有限元模型,采用Biot控制方程描述海床动力响应,采用状态相关的边界面模型模拟海床液化行为。计算结果表明:潮流不仅影响海床内部的累积孔压,对海床内振荡孔压也有较大影响;波流对砂质海床的密实作用在海床液化后尤为显著。当海床液化后,同向波流总体能够增大海床的位移,尤其是水平位移,而逆向波流显著降低海床水平位移。砂质海床竖向位移随着波流的持续作用,经历了3个典型阶段,即弹性响应阶段、逐渐压密阶段、严重液化阶段。 展开更多
关键词 波流共同作用 海床液化 饱和多孔弹塑性海床 u-p形式Biot理论 海床位移轨迹 海床孔压累积 有限元分析 边界面模型
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饱和软黏土的ESF弹塑性模型及其验证
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作者 徐日庆 俞天赐 +3 位作者 吴明明 张岗平 鞠露莹 徐启良 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期151-160,共10页
为描述饱和软黏土的强度变形特性并解决传统弹塑性模型中屈服面角点处塑性应变增量方向不够明确的问题,建立了一种饱和软黏土的蛋形屈服面弹塑性本构模型.首先,基于蛋形函数(ESF),采用相关联流动法则,以塑性体应变作为内变量,建立了饱... 为描述饱和软黏土的强度变形特性并解决传统弹塑性模型中屈服面角点处塑性应变增量方向不够明确的问题,建立了一种饱和软黏土的蛋形屈服面弹塑性本构模型.首先,基于蛋形函数(ESF),采用相关联流动法则,以塑性体应变作为内变量,建立了饱和软黏土的ESF弹塑性模型.模型通过引入封闭光滑的蛋形屈服面,克服了传统屈服面的角点缺陷.通过调整蛋形形状控制参数,将屈服面灵活转化为包括子弹形、椭圆形在内的多种形式,体现了模型的可退化性及通用性.然后,开展了杭州地区饱和软黏土的应力路径三轴不排水剪切试验,分析了软黏土的力学特征,并据此研究了模型参数在不同围压下的稳定性;最后,编制隐式积分算法有限元程序,利用杭州地区饱和软黏土和相关文献中饱和高岭土在不同围压下的等压固结不排水三轴试验验证模型的有效性.对比结果表明:模型计算值与实测值吻合良好,说明该模型能够合理预测不同类型饱和软黏土的不排水剪切特性. 展开更多
关键词 饱和软黏土 蛋形屈服面 弹塑性本构模型 不排水三轴试验 有限元程序
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复合载荷下小尺寸高强度钻杆螺纹的优化设计与研究
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作者 黎文奇 刘洋 +1 位作者 管锋 佘扬周 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第8期248-259,共12页
为了减少深井小井眼钻进过程中钻杆螺纹接头失效事故,需要提升其连接性能和密封性能。基于接头力学分析与弹塑性变形理论,以NC38和TM36螺纹牙型的双台肩钻杆接头为研究对象,建立了带螺纹升角的三维有限元模型。采用试验和数值模拟相结... 为了减少深井小井眼钻进过程中钻杆螺纹接头失效事故,需要提升其连接性能和密封性能。基于接头力学分析与弹塑性变形理论,以NC38和TM36螺纹牙型的双台肩钻杆接头为研究对象,建立了带螺纹升角的三维有限元模型。采用试验和数值模拟相结合的方法,探讨了在上扣扭矩、轴向载荷、内压和弯矩等复合工况下两种螺纹接头的弹塑性变形机理。分析了两种钻杆螺纹接头的工作性能,并对比分析了两种接头台肩及螺纹段的应力和接触压力分布特性。结果表明,TM36螺纹接头在台肩面及螺纹段的应力明显低于NC38螺纹接头,且密封性能更优。TM36螺纹接头能降低应力集中,改善螺纹牙承载性能,确保台肩和螺纹牙接触压力分布合理,从而有效降低接头粘扣和泄露风险。 展开更多
关键词 高强度钻杆 复合载荷 弹塑性 结构优化 有限元分析
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三维弹塑性固体大变形分析的无额外自由度广义有限元法
8
作者 马今伟 白铭 段庆林 《计算力学学报》 北大核心 2025年第3期456-461,共6页
无额外自由度广义有限元法在保留标准广义有限元法高阶插值特性的同时,还消除了额外自由度引发的求解规模扩大及线性依赖问题。使其在弹性分析中,相比于传统有限元表现出了计算精度高、收敛性好的优势,同时在平面问题的非线性分析中也... 无额外自由度广义有限元法在保留标准广义有限元法高阶插值特性的同时,还消除了额外自由度引发的求解规模扩大及线性依赖问题。使其在弹性分析中,相比于传统有限元表现出了计算精度高、收敛性好的优势,同时在平面问题的非线性分析中也展现出了良好潜力。将该方法推广和应用至三维弹塑性固体的大变形分析,一方面可以进一步探究其在非线性分析中的表现,另一方面则拓展了广义有限元法在非线性问题领域的应用。在非线性弹性和弹塑性两种材料的大变形分析中,将该方法同传统有限元和商软进行了对比,计算结果表明了该方法在精度方面的优势。 展开更多
关键词 广义有限元 额外自由度 非线性分析 弹塑性 大变形
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基于三维应变场重构的转管武器击发性能研究
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作者 张心怡 张鹏军 +3 位作者 付军 王海旭 赵建强 石之昱 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2025年第2期10-16,30,共8页
转管武器发射过程中由于受到冲击振动、击针簧老化等因素影响,引起击针撞击能量产生波动,进而影响转管武器的击发性能。针对转管武器击发能量难以量化分析的问题,提出一种基于三维应变场重构的击发能量快速检测方法。建立连续动态弹塑... 转管武器发射过程中由于受到冲击振动、击针簧老化等因素影响,引起击针撞击能量产生波动,进而影响转管武器的击发性能。针对转管武器击发能量难以量化分析的问题,提出一种基于三维应变场重构的击发能量快速检测方法。建立连续动态弹塑性接触力修正模型,对击针-底火碰撞多物理过程开展仿真分析,研究底火在撞击作用下的塑性变形过程,基于六面体单元在三维尺度重构底火应力场,以此建立底火塑性变形能计算模型。以击发后5.8 mm弹壳底火开展实例分析,利用激光扫描仪获取底火击针痕迹的云点图,计算结果表明,同一批次底火塑性变形能处于0.30~0.50 J之间,呈正态分布,并集中于0.40 J左右,研究为量化击针撞击底火所传递能量提供了关键数据基础,有助于优化速射武器的击针设计,为转管武器击发性能的研究提供理论支撑。 展开更多
关键词 塑形变形 有限元单元分析 连续动态弹塑性 变形能量
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考虑温度影响的单微凸体接触模型及有限元分析
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作者 温靖 张岚 +3 位作者 张国强 商守博 运飞宏 刘鸣 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第9期1851-1859,共9页
为解决接触力学中温度对于微凸体弹塑性接触特性所产生的影响,本文考虑温度的影响,对可变形球体与刚性平面的单微凸体接触模型进行研究。通过有限元分析,研究温度对于接触深度、接触力与接触面积的影响,并将结果与经典模型进行对比。在... 为解决接触力学中温度对于微凸体弹塑性接触特性所产生的影响,本文考虑温度的影响,对可变形球体与刚性平面的单微凸体接触模型进行研究。通过有限元分析,研究温度对于接触深度、接触力与接触面积的影响,并将结果与经典模型进行对比。在相同的接触深度下,接触力、接触面积与温度几乎成正比关系,表明温度对于各个参数具有较大影响,并通过曲线拟合得到不同接触深度下接触力、接触面积与温度的经验表达式,为后续的研究奠定理论基础。 展开更多
关键词 接触力学 弹塑性变形 刚性平面 可变形球体 单微凸体接触模型 温度的影响 有限元仿真 经验表达式
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基于光滑有限元法的岩土体弹塑性分析
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作者 杨茂强 张江辉 +1 位作者 王永伟 吕加贺 《地质科技通报》 北大核心 2025年第2期330-339,共10页
随着大型工程项目的日益增多,工程中的岩土极限问题也频繁出现,致使采用数值方法处理时,经常面对极端的模型变形问题。传统有限元法在处理极端的模型变形,特别是采用低阶单元分析时,往往会产生收敛问题、体积锁定问题以及网格严重畸变... 随着大型工程项目的日益增多,工程中的岩土极限问题也频繁出现,致使采用数值方法处理时,经常面对极端的模型变形问题。传统有限元法在处理极端的模型变形,特别是采用低阶单元分析时,往往会产生收敛问题、体积锁定问题以及网格严重畸变而导致的应力失准问题。寻找一种新的方法进行数值分析具有重要意义。光滑有限元法是一种有效改进传统有限元法固有缺陷,提高求解精度和收敛速度的算法。基于光滑有限元法,结合一种修正的Mohr-Coulomb屈服准则和线性搜索优化算法,建立了岩土体弹塑性计算模型。最后,针对经典的条形基础承载力模型和边坡模型进行验算,数值计算结果与参考解均吻合较好。结果表明光滑有限元法的计算精度明显优于传统有限元法,验证了本研究算法的可行性和实用性。本研究采用光滑有限元法建立的计算模型进一步提高了岩土体弹塑性问题的计算精度,降低了采用传统有限元法分析时存在的计算误差及网格畸变引起的应力失准问题。 展开更多
关键词 光滑有限元法 弹塑性 岩土体 修正Mohr-Coulomb屈服准则 线性搜索
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螺栓联接结合面三维分形刚度模型与实验研究
12
作者 王雪 李小彭 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第7期1-6,11,共7页
为更准确地分析螺栓联接体的静动态特性,根据三维分形理论,考虑微凸体弹塑性接触在内的4种变形阶段,分别得到螺栓联接结合面的法向载荷与切向载荷,进而建立了螺栓联接结合面法向刚度与切向刚度模型,并分析了各参数对螺栓联接结合面刚度... 为更准确地分析螺栓联接体的静动态特性,根据三维分形理论,考虑微凸体弹塑性接触在内的4种变形阶段,分别得到螺栓联接结合面的法向载荷与切向载荷,进而建立了螺栓联接结合面法向刚度与切向刚度模型,并分析了各参数对螺栓联接结合面刚度模型的影响关系。开展了有限元分析与实验研究,应用所建立的法向刚度与切向刚度模型,将考虑结合面影响的螺栓联接体有限元分析结果分别与忽略结合面影响的螺栓联接体有限元分析结果以及实验结果对比。研究结果显示,增大预紧力、工作载荷、分形维数、材料特性参数,或是减小分形尺度参数,可增大螺栓联接结合面的刚度;应用所建立结合面刚度模型的螺栓联接体有限元分析结果与实验结果误差在8%以内,远小于忽略结合面影响的有限元分析误差。 展开更多
关键词 螺栓联接 三维分形 弹塑性接触 结合面刚度 有限元分析 实验研究
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考虑结合面特性影响的机床整机有限元静力学分析模型 被引量:5
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作者 王豪 黄为彬 方兵 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第4期732-738,共7页
针对机床数字化设计中典型结合面建模精度误差较大的问题,提出了一种采用虚拟材料等效结合面静力学特性的方法,建立了考虑结合面特性影响的机床整机有限元静力学分析模型,并完成了相应的静刚度测试实验。首先,综合考虑了弹塑性变形机制... 针对机床数字化设计中典型结合面建模精度误差较大的问题,提出了一种采用虚拟材料等效结合面静力学特性的方法,建立了考虑结合面特性影响的机床整机有限元静力学分析模型,并完成了相应的静刚度测试实验。首先,综合考虑了弹塑性变形机制和摩擦力的影响,提出了一种新的结合面法向和切向刚度的分析模型;其次,根据不同类型结合面的特点,采用虚拟材料模拟结合面的刚度特性,建立了刚度特性与虚拟材料弹性模量和泊松比的关系,并将其应用于精密数控机床整机的静刚度分析;最后,开展了整机工艺系统的静刚度测试实验,得到了主轴末端X、Y、Z三个方向的刚度分别为26.60 N/μm、41.87 N/μm和40.17 N/μm,并将其与仿真数据进行了对比。研究结果表明:不考虑结合面影响的模型相对误差将近17%,而考虑结合面影响的模型相对误差在5%以内,验证了考虑结合面特性影响的机床整机有限元静力学分析模型的有效性;采用虚拟材料等效结合面静力学特性的方法可作为机床数字化设计的一种可行的方法。 展开更多
关键词 机床数字化设计 虚拟材料法 结合面静力学特性 静刚度测试 有限元静力学分析模型 弹塑性模型
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高铁荷载下软土地基振动与塑性变形特性 被引量:1
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作者 纪颖波 张继严 +3 位作者 毕俊伟 高广运 徐晨晓 李燕姚 《中南大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2024年第12期4615-4627,共13页
为明确高铁运行引起的软土地基塑性变形特性,将高铁动荷载下地基振动小应变问题视为材料非线性问题,视地基土体为弹塑性介质,基于2.5维有限元法、后向欧拉积分算法和一致切线刚度法,推导列车-轨道-弹塑性软土地基振动变形的2.5维有限元... 为明确高铁运行引起的软土地基塑性变形特性,将高铁动荷载下地基振动小应变问题视为材料非线性问题,视地基土体为弹塑性介质,基于2.5维有限元法、后向欧拉积分算法和一致切线刚度法,推导列车-轨道-弹塑性软土地基振动变形的2.5维有限元计算方法。以上海典型软土地基为例,研究轨道平滑的准静态列车荷载和考虑轨道不平顺的修正列车荷载引起的地基振动与塑性变形特性。研究结果表明:这两类列车荷载引起的最大振动位移均出现在轨道下方地表处,振动位移沿地表和深度的衰减速率随车速提高逐渐提高。相较于准静态列车荷载,当车速为200 km/h时,轨道不平顺对振动位移的影响可忽略;当车速接近或超过临界速度时,修正列车荷载下软土地基中的振动波叠加干涉现象更为强烈,且振动位移显著增大,轨道不平顺的影响显著。两类列车荷载下地基土体塑性变形主要集中在距轨道中心水平4.0 m、深度2.0 m以内,存在下沉和隆起的塑性变形区,轨道不平顺引起塑性变形增大数倍。软土地基的振动位移和塑性变形在准静态荷载下由类共振条件控制,而在修正列车荷载下受轨道不平顺激励力和移动轮轴力产生的振动波叠加效应影响显著,由类共振条件和轨道不平顺激励力共同控制。 展开更多
关键词 塑性变形 高速铁路 软土地基 弹塑性 2.5维有限元模型
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高强钢激光熔透焊接接头残余应力数值分析 被引量:3
15
作者 吴若麟 程开甲 +2 位作者 戴威 严威 李欢欢 《制造技术与机床》 北大核心 2024年第7期55-62,共8页
为探究高强钢大功率激光单道熔透焊接接头中的残余应力及塑性应变分布规律,基于峰值指数递增双锥体热源模型对焊接接头进行热-弹-塑性有限元分析,发现采用该热源模型仿真计算的温度场与实际焊缝轮廓吻合较好,关键参数对比最大误差为-3.4... 为探究高强钢大功率激光单道熔透焊接接头中的残余应力及塑性应变分布规律,基于峰值指数递增双锥体热源模型对焊接接头进行热-弹-塑性有限元分析,发现采用该热源模型仿真计算的温度场与实际焊缝轮廓吻合较好,关键参数对比最大误差为-3.45%;焊接接头残余应力沿着焊缝中心至两边呈对称分布,沿路径L2在起焊与止焊处的应力分布波动较大,这与节点温度历程曲线相一致;焊接接头在焊缝区发生了塑性应变,而远离焊缝区范围内未发生塑性应变。沿路径L1的焊缝区最大塑性应变峰值及峰值梯度均为等效塑性应变;沿路径L2在起焊及止焊处的纵向、横向及等效塑性应变波动幅值较大,且等效塑性应变峰值最高,横向塑性应变峰值梯度最大,它们的值分别为0.064及0.079。 展开更多
关键词 高强钢 大功率激光 热弹塑性有限元 残余应力 塑性应变
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某科技文化中心斜柱框架-剪力墙结构设计 被引量:5
16
作者 贾天悦 杨永睿 +2 位作者 孙海林 董越 王睿 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2024年第4期148-155,共8页
本文以某科技文化中心斜柱框架-剪力墙结构设计为实例,分析了与传统框架、框剪结构相比,框架柱均为斜柱时结构在重力作用及地震作用下受力的特殊差异。总结了此类全斜柱框架的一般分析流程,主要包括:结构选型、结构整体受力、斜柱构件... 本文以某科技文化中心斜柱框架-剪力墙结构设计为实例,分析了与传统框架、框剪结构相比,框架柱均为斜柱时结构在重力作用及地震作用下受力的特殊差异。总结了此类全斜柱框架的一般分析流程,主要包括:结构选型、结构整体受力、斜柱构件受力、框架梁受力、楼板受力、沉降、弹塑性地震损伤等分析,以及重要节点有限元分析,并进行了多软件对比分析。通过上述流程分析设计,各项指标及受力情况均可满足规范要求,同时可以实现建筑形体的创新变化。 展开更多
关键词 全斜柱框剪结构 受力分析 节点有限元分析 不规则分析 弹塑性分析
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基于有限元修正法的薄膜温度本构构建及验证
17
作者 张贵鹏 付志强 +3 位作者 刘昊喆 赵忠健 赵通 段利英 《包装工程》 CAS 北大核心 2024年第13期69-78,共10页
目的由于薄膜在受力过程中易产生颈缩现象,且具有强烈的温度依赖性,现有工程应力-应变与本构模型均不能准确描述温度变化下的薄膜材料的载荷位移曲线,造成预测结果与实际严重不符,该问题亟待解决。方法在准静态拉伸(10 mm/min)与不同温... 目的由于薄膜在受力过程中易产生颈缩现象,且具有强烈的温度依赖性,现有工程应力-应变与本构模型均不能准确描述温度变化下的薄膜材料的载荷位移曲线,造成预测结果与实际严重不符,该问题亟待解决。方法在准静态拉伸(10 mm/min)与不同温度(-20、0、20、40、60℃)条件下,利用万能材料试验机对PE/PA/PE薄膜试样进行单轴拉伸试验,基于有限元修正法对材料的塑性应力进行修正,采用指数函数对PE/PA/PE薄膜的弹性模量、屈服强度进行描述,针对Johnson-Cook本构模型中的形函数进行修正,结合应变-温度耦合的温度项构建PE/PA/PE薄膜100%应变下的塑性应力-应变模型,在单层PE与五层PE/PA/PE/PA/PE薄膜中进行仿真验证。结果在-20~60℃下100%应变范围内薄膜颈缩从7.86 mm增加到8.12 mm;弹性模量、屈服强度与塑性应力随着温度的升高呈非线性降低;基于有限元修正法对真实应力应变进行修正并进行对比,发现相对误差由83.94%降低到4.73%;采用指数函数对弹性模量、屈服强度进行拟合,R2值分别为0.936和0.947;改进后的形函数与原模型对比,相对误差从42.5%降到6.49%;温度项与修正后的应力-应变最大相对误差为7.21%。将新构建的模型应用于PE与PE/PA/PE/PA/PE薄膜,最大相对误差为4.91%。结论在温度-20~60℃内,基于有限元修正法和修正后的本构模型能够很好地描述应变在100%以内的屈服强度、弹性模量和塑性应力随温度变化的规律,研究结果为薄膜的应用奠定了理论基础。 展开更多
关键词 聚乙烯/尼龙/聚乙烯(PE/PA/PE) 有限元修正法 温度效应 弹塑性本构模型
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无额外自由度广义有限元的近不可压弹-塑性分析
18
作者 马今伟 段庆林 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2024年第2期220-226,共7页
研究了常规有限元方法在近不可压弹-塑性分析中的体积自锁问题,并在广义有限元框架下引入无额外自由度的强化函数对此问题进行了改进.一方面,插值函数在引入强化函数后获得了更加丰富的近似空间,提高了在体积近似不变约束下正确反映结... 研究了常规有限元方法在近不可压弹-塑性分析中的体积自锁问题,并在广义有限元框架下引入无额外自由度的强化函数对此问题进行了改进.一方面,插值函数在引入强化函数后获得了更加丰富的近似空间,提高了在体积近似不变约束下正确反映结构变形的能力;另一方面,强化函数的建立不依赖额外自由度,从而消除了传统广义有限元方法中的线性相关性问题.分析并验证了常规有限元在线弹性、超弹性和塑性分析中的体积自锁问题具有不同的触发条件和表现形式.3个典型的数值算例表明,无额外自由广义有限元能有效地缓解体积自锁并得到准确合理的计算结果. 展开更多
关键词 广义有限元 额外自由度 近不可压 体积自锁 弹塑性 超弹性
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边坡稳定及加固分析的有限元强度折减法 被引量:76
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作者 刘祚秋 周翠英 +2 位作者 董立国 谭祥韶 邓毅梅 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期558-561,共4页
将强度折减理论应用于土质边坡稳定及加固的弹塑性有限元分析中,提出了以某一幅值的总等效塑性应变区,从坡脚到坡顶贯通时为边坡破坏的标准,不但物理意义很明确,而且可以根据边坡临界破坏时的等效塑性应变区确定滑动面位置,并认为此前... 将强度折减理论应用于土质边坡稳定及加固的弹塑性有限元分析中,提出了以某一幅值的总等效塑性应变区,从坡脚到坡顶贯通时为边坡破坏的标准,不但物理意义很明确,而且可以根据边坡临界破坏时的等效塑性应变区确定滑动面位置,并认为此前的折减系数即为边坡的安全系数。对某供水改造工程中边坡的稳定性分析及加固计算表明:该破坏判别标准是适宜的,能够在工程实际中加以运用。 展开更多
关键词 边坡 强度折减法 弹塑性有限元 稳定性系数 加固分析
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膨胀套管力学研究 被引量:22
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作者 练章华 刘永刚 +3 位作者 孟英峰 杨龙 孙书澎 张乃辅 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第9期54-56,共3页
美国Enventure公司已在中国石化胜利油田成功地完成了世界上第 2 0 0口和第 2 0 1口膨胀套管作业 ,也是目前国内仅有的两口膨胀套管井 ,文章针对这两口井的膨胀套管结构参数和材料特性参数进行了膨胀过程的力学研究。膨胀套管结构为J5 ... 美国Enventure公司已在中国石化胜利油田成功地完成了世界上第 2 0 0口和第 2 0 1口膨胀套管作业 ,也是目前国内仅有的两口膨胀套管井 ,文章针对这两口井的膨胀套管结构参数和材料特性参数进行了膨胀过程的力学研究。膨胀套管结构为J5 5钢级 10 7.9mm套管膨胀至 139.7mm套管内壁 ,用弹塑性有限元接触问题对膨胀套管膨胀过程的力学问题建立了有限元力学模型 ,并对其膨胀力学过程进行了详细研究。文中提出了膨胀套管力学研究的主要参数 ,通过计算机数值模拟分析 ,对这些主要参数进行了详细分析 ,针对力学行为最敏感的参数 -摩擦系数、膨胀锥角的变化进行了大量的组合分析 ,将膨胀锥角直线接触改为圆弧接触后 ,改善和降低了膨胀套管内的残余应力 ,提高了其强度性能。同时 ,优化出了研究的膨胀套管结构尺寸下 ,膨胀芯头的最佳锥角为 9.8°。文章研究结果对开发国内自主产权的膨胀套管结构设计、润滑设计等具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 膨胀套管 力学研究 钢级 润滑设计 降低 力学模型 接触问题 管结构 管井 芯头
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