考虑接触摩擦效应时的弹性地基杆系有限元法 被引量：20

1

作者 马飞 艾智勇 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期93-96,共4页

运用虚功原理推导出考虑接触摩擦效应时的弹性地基杆系有限单元法的单元刚度矩阵。计算分析表明:当地基比较坚硬且与梁的接触较为粗糙时,摩擦效应将会较显著地减小结构的内力与变形。

关键词 接触摩擦效应 弹性地基 杆系有限元法

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曲线磨耗状态下轮轨弹塑性接触有限元分析 被引量：19

2

作者 侯传伦 翟婉明 邓锐 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期28-33,共6页

基于现场实测的重载铁路小半径曲线段正常磨耗范围内典型轮轨型面,应用有限元分析软件AN-SYS建立轮轨三维接触有限元模型。模型考虑了车轮与钢轨的实际几何形状和边界条件,轮轨材料本构模型采用双线性随动强化弹塑性材料模型,计算分析... 基于现场实测的重载铁路小半径曲线段正常磨耗范围内典型轮轨型面,应用有限元分析软件AN-SYS建立轮轨三维接触有限元模型。模型考虑了车轮与钢轨的实际几何形状和边界条件,轮轨材料本构模型采用双线性随动强化弹塑性材料模型,计算分析曲线段不同磨耗程度车轮与钢轨的接触状态。计算结果表明:在相同载荷条件下,随着75 kg.m-1钢轨侧磨量的增加,轮轨接触斑面积呈增大趋势,钢轨最大Mises等效应力逐渐降低,轮轨踏面廓形逐渐相互匹配,接触状态得到改善;在钢轨侧磨量从0 mm增加到5 mm过程中,轮轨接触状态变化较大,钢轨处于剧烈磨耗阶段,容易出现疲劳裂纹、剥离掉块等接触疲劳伤损,钢轨侧磨量超过5mm后,轮轨接触状态变化趋于平缓,钢轨处于稳定磨耗阶段。 展开更多

关键词 轮轨接触 钢轨侧磨 实测轮轨型面 有限元法 弹塑性

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考虑摩擦三维弹塑性接触边界元法 被引量：6

3

作者 肖宏 申光宪 +1 位作者 木原谆二 相泽龙彦 《计算力学学报》 CAS CSCD 1998年第1期32-37,51,共7页

边界元法与其它数值方法相比，由于具有应力和面力计算精度高的特点，非常适合于接触问题的分析。本文建立了考虑摩擦三维弹塑性接触问题的边界元法。采用此方法对板带轧制这一典型的弹塑性接触问题进行了分析，证明本文给出的方法是有... 边界元法与其它数值方法相比，由于具有应力和面力计算精度高的特点，非常适合于接触问题的分析。本文建立了考虑摩擦三维弹塑性接触问题的边界元法。采用此方法对板带轧制这一典型的弹塑性接触问题进行了分析，证明本文给出的方法是有效的。 展开更多

关键词 边界元法 接触摩擦 弹塑性变形 金属 塑性加工

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规划-迭代型弹塑性摩擦接触多极边界元法 被引量：14

4

作者 于春肖 申光宪 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期65-71,共7页

提出基于多极展开法的规划-迭代型的高度非线性方程的IGMRES(m)高效求解法,并建立其收敛性理论。本法适用于三维弹塑性摩擦接触多极边界元法,有效处理弹塑性摩擦接触迭代的繁杂和费时问题。数值试验证明,本求解法在确保数值精度的前提下... 提出基于多极展开法的规划-迭代型的高度非线性方程的IGMRES(m)高效求解法,并建立其收敛性理论。本法适用于三维弹塑性摩擦接触多极边界元法,有效处理弹塑性摩擦接触迭代的繁杂和费时问题。数值试验证明,本求解法在确保数值精度的前提下,可减少迭代次数,显著提高计算效率。 展开更多

关键词 弹塑性摩擦接触 多极边界元法 IGMREs(m)算法 收敛性

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矿用圆环链间接触应力场的三维弹塑性有限元分析 被引量：4

5

作者 朱华双 刘金依 《煤矿机械》 北大核心 2005年第12期55-56,共2页

采用有限元软件ANSYS7.1分析矿用重载圆环链三维弹塑性接触,得到von Mises等效应力场和塑性应变场,计算结果和弹性分析结果进行了比较,基于断裂力学理论讨论了圆环链间弹塑性接触对其裂纹萌生和扩展的影响。

关键词 圆环链 有限元法 接触 弹塑性

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扩展有限元法中摩擦接触条件的施加

6

作者 郑琎 石路杨 《低温建筑技术》 2014年第4期136-139,共4页

对于裂纹等不连续问题,常规有限元法通常需对裂纹尖端进行局部网格加密,且在模拟裂纹扩展过程中需进行网格重构。扩展有限元法基于单位分解的思想,将一些加强函数加入到常规有限元法位移模式中,能有效地求解不连续问题。对于复合裂纹及... 对于裂纹等不连续问题,常规有限元法通常需对裂纹尖端进行局部网格加密,且在模拟裂纹扩展过程中需进行网格重构。扩展有限元法基于单位分解的思想,将一些加强函数加入到常规有限元法位移模式中,能有效地求解不连续问题。对于复合裂纹及裂纹受压的情况,通常需考虑裂纹面间的接触问题,以避免裂纹面发生相互嵌入。本文将砂浆法与罚函数法相结合,用于扩展有限元法中裂纹面之间摩擦接触条件的施加。数值结果表明,该方法能有效的阻止裂纹面间的相互嵌入,且与其它数值方法求解结果相一致。 展开更多

关键词 扩展有限元法 摩擦接触 罚函数法 砂浆法

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三维弹塑性有摩擦接触问题求解的一个新算法 被引量：15

7

作者 张洪武 钟万勰 顾元宪 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2001年第7期673-681,共9页

空间弹塑性有摩擦问题是两种非线性相互耦合的边值待定问题 ,由于涉及到空间接触问题 ,切向滑动状态的确定就成为一个重要的方面 ,为获得高精度的结果 ,大量的计算工作是难免的·　规划法与迭代法是处理这类问题的两种重要的方法
... 空间弹塑性有摩擦问题是两种非线性相互耦合的边值待定问题 ,由于涉及到空间接触问题 ,切向滑动状态的确定就成为一个重要的方面 ,为获得高精度的结果 ,大量的计算工作是难免的·　规划法与迭代法是处理这类问题的两种重要的方法·　作者提出了将这两种方法相结合的规划_迭代算法 ,充分利用两种方法各自的长处来处理空间弹塑性接触问题·　数值结果表明了所提出算法的良好性态· 展开更多

关键词 三维有摩擦接触 弹塑性 规划法 迭代法 规划 迭代算法 有限元法

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考虑变摩擦系数的轮轨系统滑动接触热弹塑性应力分析 被引量：11

8

作者 刘洋 刘振 +2 位作者 吴亚平 魏云鹏 段志东 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期87-93,共7页

以LM型踏面车轮和60kg·m-1钢轨为例,采用双线性塑性模型和平面应变热力耦合单元实现轮轨的热弹塑性耦合,传热过程中考虑轮轨接触斑处的非稳态热传导以及轮轨与周围环境间的热对流和热辐射,建立轮轨滑动接触二维热弹塑性有限元模型... 以LM型踏面车轮和60kg·m-1钢轨为例,采用双线性塑性模型和平面应变热力耦合单元实现轮轨的热弹塑性耦合,传热过程中考虑轮轨接触斑处的非稳态热传导以及轮轨与周围环境间的热对流和热辐射,建立轮轨滑动接触二维热弹塑性有限元模型,分析轮轨接触斑间全滑动时不同相对滑动速度下,与温度变化相关的变摩擦系数对轮轨接触表面温度和等效应力的影响,并与取0.334的常摩擦系数时进行对比。结果表明:钢轨在轮轨接触斑附近的摩擦温升主要分布在其接触表面大约1.8mm的深度范围内,而车轮的主要分布在其接触表面大约2.5mm的深度范围内,采用变摩擦系数得到的轮轨摩擦温升要比采用常摩擦系数时低57%左右;轮轨接触斑附近钢轨和车轮的最大等效应力出现在车轮和钢轨的次表面上,采用变摩擦系数时得到的车轮和钢轨等效应力的影响范围比采用常摩擦系数时略小;轮轨间相对滑动速度对车轮接触表面的温度和等效应力影响不明显,但对钢轨接触表面温度和等效应力的影响明显,相对滑动速度越大,钢轨接触表面的温度也越高。 展开更多

关键词 变摩擦系数 轮轨接触 全滑动 热机耦合 弹塑性耦合 温度 应力 接触单元法

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摩擦接触弹塑性分析的数学规划法 被引量：5

9

作者 孙苏明 钟万勰 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1991年第3期323-331,共9页

本文提出摩擦接触弹塑性分析的数学规划法,是弹性接触问题解法的推广,使之能处理比例加载时的塑性效应。利用所导出接触问题总刚度阵的逆,结合参变量线性互补公式,仍可消去由接触单元而引入的惩罚因子。于是,可以获得一个弹塑性问题、... 本文提出摩擦接触弹塑性分析的数学规划法,是弹性接触问题解法的推广,使之能处理比例加载时的塑性效应。利用所导出接触问题总刚度阵的逆,结合参变量线性互补公式,仍可消去由接触单元而引入的惩罚因子。于是,可以获得一个弹塑性问题、弹性接触和弹塑性接触问题的有限元参数二次规划法模型。所选的几个实例说明了方法的实用性。 展开更多

关键词 接触 弹塑性 数学规划法 摩擦

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考虑摩擦热的弹塑性平面接触应力及塑性应变分析 被引量：2

10

作者 李鹏阳 陈欢 +2 位作者 王世军 王权岱 傅卫平 《西安工业大学学报》 CAS 2015年第10期788-794,共7页

研究了降低表面接触摩擦热对材料失效和零件寿命的影响.应用Fortran编程语言对弹塑性表面接触中产生的热应力进行了计算,分析了接触表面温度分布及摩擦热对接触表面压力分布、表面下米塞斯应力场及塑性应变的影响.分析结果表明:随着表... 研究了降低表面接触摩擦热对材料失效和零件寿命的影响.应用Fortran编程语言对弹塑性表面接触中产生的热应力进行了计算,分析了接触表面温度分布及摩擦热对接触表面压力分布、表面下米塞斯应力场及塑性应变的影响.分析结果表明:随着表面摩擦热流的增加,表面上最大接触压力逐渐变大,而表面下最大应力值逐渐减小,最大应力区域逐渐向接触表面上移动.接触表面温度的大小随滑动速度的提高而升高,且最高温度点的位置随滑动速度的提高缓慢向滑动速度方向偏移. 展开更多

关键词 摩擦热 弹塑性 接触应力 塑性应变

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固体火箭发动机滚动球窝喷管弹塑性摩擦接触承载性能分析 被引量：2

11

作者 刘文芝 李太安 +2 位作者 韦广梅 刘海 赵永忠 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期580-586,共7页

固体火箭发动机滚动球窝喷管的弹塑性摩擦接触承载性能,属于复杂结构在复杂载荷作用下的弹塑性摩擦接触问题,它直接决定着系统的结构设计和功能发挥。为保证系统在承受极端工作载荷时,喷管不产生大的轴向位移,阴球、阳球与滚动体间具有... 固体火箭发动机滚动球窝喷管的弹塑性摩擦接触承载性能,属于复杂结构在复杂载荷作用下的弹塑性摩擦接触问题,它直接决定着系统的结构设计和功能发挥。为保证系统在承受极端工作载荷时,喷管不产生大的轴向位移,阴球、阳球与滚动体间具有一定的接触强度,同时不产生过量的塑性变形,设计阶段,基于计算精度高的三维摩擦接触问题的Lagrange乘子法,解决了与弹塑性耦合的算法问题;在滚动体运动分析及摩擦测试的基础上,模拟系统冷试车冲压试验,充分考虑材料表面强化层,建立了各构件间的弹塑性摩擦接触模型。有限元计算结果及冷试车分解试验、系统作动力矩测试试验结果表明,系统弹塑性摩擦接触承载性能满足结构设计要求,有限元建模及计算结果正确。 展开更多

关键词 固体火箭 滚动球窝喷管 弹塑性摩擦接触承载性能 冷试车分解试验 作动力矩

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岩体裂隙模拟的扩展有限元法应用研究 被引量：6

12

作者 罗先启 郑安兴 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期728-734,共7页

岩体中普遍存在着断层﹑节理和裂隙等结构面,这些结构面的存在和发展对岩体的整体强度﹑变形及稳定性有极大的影响。因此,研究岩体中原生结构面的萌生﹑发展以及贯通演化过程对评估岩体工程安全性和可靠性具有非常重要的理论与现实意义... 岩体中普遍存在着断层﹑节理和裂隙等结构面,这些结构面的存在和发展对岩体的整体强度﹑变形及稳定性有极大的影响。因此,研究岩体中原生结构面的萌生﹑发展以及贯通演化过程对评估岩体工程安全性和可靠性具有非常重要的理论与现实意义。扩展有限元法(XFEM)作为一种求解不连续问题的有效数值方法,模拟裂隙时独立于网格,因此,在模拟岩体裂隙扩展﹑水力劈裂等方面具有独特优势。针对扩展有限元法的基本理论及其在岩体裂隙扩展模拟中的应用展开了研究,建立了扩展有限元法求解岩体裂隙摩擦接触、岩体裂隙破坏等问题的数值模型,并将计算模型应用于岩质边坡稳定性分析和重力坝坝基断裂破坏等工程问题。 展开更多

关键词 扩展有限元法 岩体裂隙 摩擦接触 应力强度因子

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边界非线性(接触问题)有限元法(一)

13

作者 刘夏石 《直升机技术》 1994年第1期1-11,23,共12页

本文作为非线性有限元分析的一个重要应用,着重讨论接触非线性问题。既研究弹性接触问题,也讨论弹塑性接触问题。所提供的方法除运用于边界非线性问题的分析外,还适用于单独非线性弹塑性问题,具有普遍意义。

关键词 接触问题 有限元法 边界非线性 弹塑性接触 弹性接触 弹塑性问题 接触体 接触状态 接触边界 接触条件

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边界非线性(接触问题)有限元法(二)

14

作者 刘夏石 《直升机技术》 1994年第2期1-8,58,共9页

本文作为非线性有限元分析的一个重要应用,着重讨论接触非线性问题。既研究弹性接触问题,也讨论弹塑性接触问题。所提供的方法除适用于边界非线性问题的分析外,还适用于单独非线性弹塑性问题,具有普遍意义。

关键词 弹性接触问题 有限元法 边界非线性 接触内力 弹塑性 非线性问题 直升机 连续性方程 节点对 柔度矩阵

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弹塑性摩擦接触问题形状设计灵敏度分析

15

作者 万军 唐国金 李道奎 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期503-517,共15页

提出了一种计算二维有限变形弹塑性摩擦接触问题形状设计灵敏度的算法.采用主动集策略和mortar方法处理接触边线上的约束条件.在mortar接触边线的切线和法线方向上采用相同的名义罚函数,提出基于名义罚函数的移动摩擦锥算法来正则化接... 提出了一种计算二维有限变形弹塑性摩擦接触问题形状设计灵敏度的算法.采用主动集策略和mortar方法处理接触边线上的约束条件.在mortar接触边线的切线和法线方向上采用相同的名义罚函数,提出基于名义罚函数的移动摩擦锥算法来正则化接触约束条件,发展了一种新的二维多体有限变形摩擦接触算法.在此基础上,通过将离散形式的摩擦接触问题控制方程对形状设计变量微分,得到了该路径相关问题的直接微分法解析设计灵敏度计算格式,其节点位移灵敏度方程在每个增量步不用迭代、直接求解.与国际上现有的二维多体有限变形摩擦接触问题的解析设计灵敏度算法相比,本算法不需分解为法向和切向推导,表达式较简洁,便于编程实现.数值算例验证了算法的精度和有效性. 展开更多

关键词 接触 形状设计灵敏度 mortar方法 名义罚函数 移动摩擦锥 有限变形弹塑性

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减小刚性挡土墙重度以计算主动土压力的有限元法

16

作者 戴自航 林智勇 +1 位作者 邹盛堂 卢才金 《福建建设科技》 2008年第6期31-35,共5页

利用著名非线性有限元分析软件ABAQUS进行了算例模拟计算,揭示了达到主动土压力状态时,刚性挡土墙的实际位移方式,并与经典的朗肯和库仑主动土压力进行了对比与分析,说明了该方法较朗肯和库仑理论更加可靠,适用性更广,同时可方便地实现... 利用著名非线性有限元分析软件ABAQUS进行了算例模拟计算,揭示了达到主动土压力状态时,刚性挡土墙的实际位移方式,并与经典的朗肯和库仑主动土压力进行了对比与分析,说明了该方法较朗肯和库仑理论更加可靠,适用性更广,同时可方便地实现刚性挡土墙的设计,提高设计计算效率,因而具有工程应用价值。 展开更多

关键词 变形体极限平衡理论 摩擦接触 刚性挡土墙 主动土压力 有限元法

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钢轨三维弹塑性滚动接触应力 被引量：15

17

作者 郭俊 温泽峰 +1 位作者 金学松 刘启跃 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期262-268,共7页

用有限元法建立了钢轨三维弹塑性滚动接触计算模型,分析钢轨材料屈服强度对钢轨残余应力和应变的影响.模型中考虑了钢轨的几何形状和边界条件,通过在钢轨表面反复施加移动赫兹法向压力和切向力模拟车轮的反复滚动作用.结果表明:最大等... 用有限元法建立了钢轨三维弹塑性滚动接触计算模型,分析钢轨材料屈服强度对钢轨残余应力和应变的影响.模型中考虑了钢轨的几何形状和边界条件,通过在钢轨表面反复施加移动赫兹法向压力和切向力模拟车轮的反复滚动作用.结果表明:最大等效塑性应变和剪应变均发生在钢轨接触表面,此处易萌生裂纹;钢轨接触表面附近材料塑性变形流线趋势与现场观测到的裂纹方向一致;钢轨材料屈服强度越高,材料的累积塑性变形越小,钢轨的最大残余应力越接近于表面. 展开更多

关键词 轮轨接触应力 残余应力 残余应变 弹塑性 有限元法

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轮轨接触问题的弹塑性分析 被引量：23

18

作者 张军 吴昌华 《铁道学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第3期16-21,共6页

用有限元参数二次规划法 ,针对不同的轮径、轴重、牵引力和摩擦系数的各种工况分别进行了弹性和弹塑性计算 ,得出了轮轨间接触状态和接触内力的分布情况 ,并对其随各种参数变化的规律进行了分析 ,从而提出了改善机车粘着利用水平的途径。

关键词 有限元法 弹塑性理论 轮轨关系 摩擦 轮轨接触力

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轮轨摩擦温升有限元分析 被引量：15

19

作者 吴磊 温泽峰 金学松 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期19-25,共7页

基于有限元法和移动热源法,建立了轮轨摩擦非稳态传热计算模型,分析了车轮全滑动工况下三维模型和二维模型计算结果的异同,以及轮载、摩擦系数和相对滑动速度对钢轨摩擦温升的影响。结果表明,二维模型能模拟轮轨摩擦过程中钢轨纵截面温... 基于有限元法和移动热源法,建立了轮轨摩擦非稳态传热计算模型,分析了车轮全滑动工况下三维模型和二维模型计算结果的异同,以及轮载、摩擦系数和相对滑动速度对钢轨摩擦温升的影响。结果表明,二维模型能模拟轮轨摩擦过程中钢轨纵截面温度变化规律;三维模型不仅能模拟钢轨纵截面温度变化规律,而且能模拟摩擦热的横向分布规律。车轮滑动过程中,摩擦热在轨面上引起的热影响区宽度在接触斑横向宽度范围内;接触斑中心处热影响层最厚,越靠近横向两侧,热影响层越薄。轮重不仅影响钢轨表面最高摩擦温升,而且影响热影响区域的大小;相对滑动速度越大,热影响层深度和宽度分别变浅和变宽;摩擦系数越大,热影响区越大。 展开更多

关键词 轮轨接触 摩擦温度 有限元法 热传导

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弹塑性接触问题的非光滑非线性方程组方法 被引量：4

20

作者 胡志强 陈健云 +2 位作者 陈万吉 林皋 李学文 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期684-690,共7页

将求解三维弹性摩擦接触问题的非光滑非线性方程组方法推广到弹塑性(Mises材料)情形,提出了两种应用方法:一种是将非光滑非线性方程组方法和求解弹塑性问题常用的Newton-Raphson迭代方法结合起来;另一种是将问题写成统一的非光滑非线性... 将求解三维弹性摩擦接触问题的非光滑非线性方程组方法推广到弹塑性(Mises材料)情形,提出了两种应用方法:一种是将非光滑非线性方程组方法和求解弹塑性问题常用的Newton-Raphson迭代方法结合起来;另一种是将问题写成统一的非光滑非线性方程组,直接求解。数值算例验证了两种方法的有效性,并进行了结果比较。 展开更多

关键词 非光滑非线性方程组 三维静力弹塑性摩擦接触 牛顿-拉斐尔迭代 接触约束条件 虚功方程 有限元离散

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