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结构动力学中的广义多步显式积分算法 被引量：6
1
作者 杨超 朱涛 +3 位作者 杨冰 阳光武 鲁连涛 肖守讷 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期133-140,共8页
为了开发新的时间积分算法,通过对独立变量加速度的加权,提出了广义多步显式积分算法(GMEM).首先,在加速度显式法的基础上给出了通用的积分格式;其次,分析了所提算法的稳定性、数值耗散、数值色散和精度;最后,通过2个算例对3个广义多步... 为了开发新的时间积分算法,通过对独立变量加速度的加权,提出了广义多步显式积分算法(GMEM).首先,在加速度显式法的基础上给出了通用的积分格式;其次,分析了所提算法的稳定性、数值耗散、数值色散和精度;最后,通过2个算例对3个广义多步显式积分算法(GMEM1、GMEM2和GMEM3-2)以及HHT-α法和Newmark法进行了对比分析.分析结果表明:本文所提算法是条件稳定的,在无阻尼系统中谱半径恒等于1;3步广义多步显式法最高具有3阶精度,在无阻尼系统中不存在数值耗散;GMEM2的均方根误差约为Newmark法的1/2,约为GMEM3-2的1.8倍. 展开更多
关键词 结构动力学 显式积分算法 数值算法 稳定性 精度
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适用于饱和砂土循环动力分析边界面塑性模型的显式积分算法 被引量：3
2
作者 高源 刘海笑 李洲 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期3951-3958,共8页
基于适用于饱和砂土循环动力分析的边界面模型,利用修正广义Mises方法将其推广至三维应力空间中,引入与状态相关的剪胀函数,采用历史最大加载面硬化准则,以反映饱和砂土排水条件下刚度变化、剪胀剪缩等特性。结合子增量步显式积分算法... 基于适用于饱和砂土循环动力分析的边界面模型,利用修正广义Mises方法将其推广至三维应力空间中,引入与状态相关的剪胀函数,采用历史最大加载面硬化准则,以反映饱和砂土排水条件下刚度变化、剪胀剪缩等特性。结合子增量步显式积分算法的思想,建立了适用于饱和砂土循环动力分析边界面模型的显式积分算法流程。借助有限元软件子程序接口,将该算法流程开发到有限元软件中,通过建立土体单元数值模型,对Toyoura砂在单调荷载和循环荷载下的三轴试验工况进行模拟。结果表明,利用子增量步显式积分算法对模型进行积分,能够准确有效地模拟砂土的应力-应变曲线、以及砂土在单调和循环荷载作用下均展现的剪胀剪缩现象,验证了显式积分算法的有效性。通过设置不同的增量步长,验证了子增量步显式积分算法对于较小应变增量步的高度稳定性和收敛性。 展开更多
关键词 子增量步 显式积分算法 边界面模型 循环加载 饱和砂土 排水条件
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基于一种新显式时间积分算法的场地非线性地震反应分析
3
作者 赵密 王亚东 +2 位作者 高志懂 段亚伟 杜修力 《震灾防御技术》 CSCD 北大核心 2019年第4期699-706,共8页
针对线弹性结构动力学方程,作者已提出一种具有良好稳定性的二阶精度单步显式时间积分算法。本文将该方法推广到求解材料非线性结构动力学方程中,采用带误差控制的修正欧拉算法计算单元应力,提高显式时间积分算法的精度。将求解非线性... 针对线弹性结构动力学方程,作者已提出一种具有良好稳定性的二阶精度单步显式时间积分算法。本文将该方法推广到求解材料非线性结构动力学方程中,采用带误差控制的修正欧拉算法计算单元应力,提高显式时间积分算法的精度。将求解非线性问题的显式算法应用于地震波垂直入射时非线性地震反应分析中,使用黏性边界模拟场地土层底部半空间基岩的辐射阻尼,并考虑地震动输入。与中心差分法计算结果进行对比,以表明新显式算法的有效性。 展开更多
关键词 显式时间积分算法 材料非线性 场地地震反应 误差控制 人工边界
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转子动力响应计算的显式直接积分方法
4
作者 陈继光 于开平 《汽轮机技术》 北大核心 2006年第4期254-255,共2页
介绍了一个新的用于线性、非线性动力响应数值计算的显式算法。算法的显式特性不需要阻尼矩阵对角化的假设,这优于传统的中心有限差分方法。对基础松动与碰摩耦合的转子系统的非线性动力学响应,使用本文算法和Runge-Kutta算法的比较计... 介绍了一个新的用于线性、非线性动力响应数值计算的显式算法。算法的显式特性不需要阻尼矩阵对角化的假设,这优于传统的中心有限差分方法。对基础松动与碰摩耦合的转子系统的非线性动力学响应,使用本文算法和Runge-Kutta算法的比较计算结果表明该算法是有效的,可以推广到更广泛的转子动力学问题。 展开更多
关键词 转子动力学 显式时间积分算法 非线性 碰摩
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基于动态加速度显式数值流形法的边坡稳定性分析 被引量：3
5
作者 余荣春 莫敏华 《金属矿山》 CAS 北大核心 2020年第11期53-58,共6页
为增强数值流形法(Numerical Manifold Method,NMM)处理大规模非线性动力学问题的精度,借助显式积分算法在处理大规模非线性问题方面的优势,同时延续NMM可在同一计算架构下处理连续—不连续问题的特点,提出了动态加速度显式数值流形法... 为增强数值流形法(Numerical Manifold Method,NMM)处理大规模非线性动力学问题的精度,借助显式积分算法在处理大规模非线性问题方面的优势,同时延续NMM可在同一计算架构下处理连续—不连续问题的特点,提出了动态加速度显式数值流形法。定义加速度在单个时间步长内呈线性变化,推导了动态加速度显式积分算法公式,并进行了动态加速度显式数值流形法稳定性测试,最后将该方法应用到某露天矿岩质边坡稳定性分析中。研究表明:当程序运算总时步数越多,块体数目越多时,动态加速度显式数值流形法相较于传统NMM的优势越明显,进一步印证了该方法在处理大规模非线性动力学问题的可行性。露天矿边坡失稳模式为中上部推移式滑坡,考虑到滑坡体厚度约为30 m以及滑坡体的实际状况,推荐采取对滑坡体及失稳面进行注浆加固的方式,增强其自承载能力来提高其稳定性,进而也可支撑滑坡体后方边坡。 展开更多
关键词 露天矿 数值流形方法 显式积分算法 岩质边坡 稳定性分析
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刀盘掘进过程动态仿真 被引量：18
6
作者 韩美东 曲传咏 +1 位作者 蔡宗熙 金立帅 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1098-1102,共5页
刀盘是岩石隧道掘进机(TBM)开挖岩石的关键部件,通过试验或者现场施工数据得到其与围岩的相互作用规律极为困难。利用数值模拟方法,在ABAQUS/Explicit环境下建立了模拟刀盘掘进的三维分析模型。采用扩展的DruckerPrager非线性弹塑性模... 刀盘是岩石隧道掘进机(TBM)开挖岩石的关键部件,通过试验或者现场施工数据得到其与围岩的相互作用规律极为困难。利用数值模拟方法,在ABAQUS/Explicit环境下建立了模拟刀盘掘进的三维分析模型。采用扩展的DruckerPrager非线性弹塑性模型作为岩体的本构模型;应用包含单元删除功能的损伤失效准则模拟切屑的形成及分离,并基于显式积分算法实现了TBM刀盘掘进全物理过程的直接数值模拟,得到了刀盘的动态掘进载荷以及掌子面岩体的损伤失效状态。仿真结果表明:对于所选定的岩石力学参数,当推进距离达到8.5 mm时,掌子面岩体全面损伤,刀盘进入稳定掘进阶段;在掘进过程中,刀盘载荷波动剧烈,其第1阶主频约为刀盘转动频率的2倍。上述模拟方法可以为TBM掘进过程的分析提供有效的工具。 展开更多
关键词 TBM刀盘 DRUCKER-PRAGER模型 显式积分算法 数值仿真 掘进载荷 幅频特性
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基于边界面模型的砂土中板锚循环承载力数值分析
7
作者 王强 刘海笑 李洲 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2021年第3期83-94,共12页
利用带误差控制的显式积分算法,将一种适用于饱和砂土排水循环动力分析的边界面塑性模型编写成可供有限元软件调用的用户自定义材料子程序。建立土体单元有限元数值模型对Toyoura砂的静、动排水三轴试验进行模拟,验证了模型具备合理描... 利用带误差控制的显式积分算法,将一种适用于饱和砂土排水循环动力分析的边界面塑性模型编写成可供有限元软件调用的用户自定义材料子程序。建立土体单元有限元数值模型对Toyoura砂的静、动排水三轴试验进行模拟,验证了模型具备合理描述砂土在不同荷载条件下力学响应的能力。建立饱和砂土中板锚循环承载分析的数值模型,针对板锚在砂土中的单调抗拔特性和循环承载特性进行数值分析,得到了与模型试验一致的荷载—位移响应规律。考察循环荷载要素对板锚循环承载特性的影响,结果发现,随着循环荷载的施加,板锚永久位移逐渐累积,循环荷载会导致板锚持续移动,循环幅值越大,初始位移和位移变化率越大;循环均值越大,初始位移越大,但位移变化率越小。 展开更多
关键词 边界面塑性模型 显式积分算法 数值分析模型 循环承载力 板锚
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一类改进的一维弹簧-质量系统
8
作者 祝群卫 鲍荣浩 《江南大学学报（自然科学版）》 CAS 2007年第3期345-349,共5页
为研究一串Ⅱ类胞元在冲击作用下的动力失效模式以及失效模式对冲击速度的敏感性,对GAO和YU提出的一维弹簧-质量系统进行了修正,忽略单个胞元的强化平台,给出了1个新的弹簧-质量模型.采用微分方程的显式积分算法,计算结果显示,系统失效... 为研究一串Ⅱ类胞元在冲击作用下的动力失效模式以及失效模式对冲击速度的敏感性,对GAO和YU提出的一维弹簧-质量系统进行了修正,忽略单个胞元的强化平台,给出了1个新的弹簧-质量模型.采用微分方程的显式积分算法,计算结果显示,系统失效模式只对速度敏感,在不同冲击速度下冲击系统会得到不同的失效模式.低速时,失效模式从冲击端到末端渐进失效;中速时,失效模式将会从两端向中间渐进失效;高速时,系统失效模式则没有规律可循. 展开更多
关键词 Ⅱ类结构 冲击 显式积分算法 渐进失效
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基于Abaqus软件的砂土弹塑性本构实现及验证 被引量：2
9
作者 彭芳乐 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期370-376,共7页
基于能量型砂土的软硬化弹塑性本构模型,结合Abaqus软件提供的用户材料子程序umat接口,提出了调整步长及限制屈服面滑移的向前欧拉显式积分算法,并将其嵌入到Abaqus软件中,实现了本构模型的程序化.数值模拟结果与室内试验结果的比较表明... 基于能量型砂土的软硬化弹塑性本构模型,结合Abaqus软件提供的用户材料子程序umat接口,提出了调整步长及限制屈服面滑移的向前欧拉显式积分算法,并将其嵌入到Abaqus软件中,实现了本构模型的程序化.数值模拟结果与室内试验结果的比较表明,提出的模型可以较好地模拟砂土加载过程中的应力-应变关系,从而也验证了算法程序的有效性. 展开更多
关键词 弹塑性本构 ABAQUS软件 软化 显式积分算法
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双势理论用于处理非关联材料本构 被引量：2
10
作者 周洋靖 冯志强 宁坡 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2015年第8期787-804,共18页
基于传统塑性力学框架下的显式积分算法和基于Simo-Taylor提出的回退映射隐式积分算法是固体力学中两大经典本构积分算法.以经典的非关联材料模型Drucker-Prager(D-P)模型和Armstrong-Frederick(A-F)模型为例分别回顾了显式积分算法和... 基于传统塑性力学框架下的显式积分算法和基于Simo-Taylor提出的回退映射隐式积分算法是固体力学中两大经典本构积分算法.以经典的非关联材料模型Drucker-Prager(D-P)模型和Armstrong-Frederick(A-F)模型为例分别回顾了显式积分算法和隐式积分算法.以双势理论为基础,将双势的概念运用到材料的自由能中,将材料分为显式标准材料和隐式标准材料.两种传统积分算法都能有效地处理显式标准材料的本构关系,但在处理隐式标准材料时却存在一定的问题.双势积分算法是建立在双势理论下的本构积分算法,此算法不仅能够处理显式标准材料,对于处理隐式标准材料,也存在一定的优势.通过变分原理推导了双势积分算法解的存在性,运用双势积分算法处理Drucker-Prager模型和Armstrong-Frederick模型,并与经典传统积分算法得到的结果进行对比,验证了双势本构积分算法的稳定性和准确性. 展开更多
关键词 双势积分算法 显式/隐式积分算法 非关联本构 D-P模型 A-F模型
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