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水泥基材料接触溶蚀的三维有限元数值模拟 被引量:1
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作者 贾攀 佘成学 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2019年第11期132-139,共8页
数值模拟方法是研究水泥基材料接触溶蚀问题的有效手段,但三维有限元数值模拟问题一直还未得到有效解决,为此,笔者开展了如下研究:①基于质量守恒定律,推导钙离子传输控制方程,并结合固液平衡关系曲线、孔隙率演化模型与有效扩散系数演... 数值模拟方法是研究水泥基材料接触溶蚀问题的有效手段,但三维有限元数值模拟问题一直还未得到有效解决,为此,笔者开展了如下研究:①基于质量守恒定律,推导钙离子传输控制方程,并结合固液平衡关系曲线、孔隙率演化模型与有效扩散系数演化模型建立三维钙溶蚀数学模型;引入离子交换边界条件考虑接触边界浓度变化,为钙溶出量计算提供依据;②根据Galerkin有限元方法导出有限元计算格式,实现模型数值求解;通过算例验证,检验三维接触溶蚀模型及程序的正确性。结果表明:该三维模型能够用于模拟水泥基材料发生的多维溶蚀;针对圆柱体试件开展三维溶蚀数值试验,得到了各溶蚀特征量的时空分布规律;在三维状态下,接触溶蚀发展呈现出由表及里,各处溶蚀速率由快到慢,径向溶蚀速率大于轴向溶蚀速率的总体特征。研究结果为水泥基材料的溶蚀影响分析提供了理论基础及方法。 展开更多
关键词 水泥基材料 钙离子传输 接触溶蚀 溶蚀特征量 三维有限元数值模型
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基于UFAC应力吸收层的抗反射裂缝性能评价
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作者 李智 童竞 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2025年第1期185-192,共8页
目的为了解决“白加黑”技术中的反射裂缝问题,针对目前常用的悬浮密实型高弹改性沥青混合料(super flexible asphalt concrete,SFAC)应力吸收层变形量较大、容易造成上部沥青加铺层不利于受力的缺陷,方法提出基于CAVF法和富沥青理念优... 目的为了解决“白加黑”技术中的反射裂缝问题,针对目前常用的悬浮密实型高弹改性沥青混合料(super flexible asphalt concrete,SFAC)应力吸收层变形量较大、容易造成上部沥青加铺层不利于受力的缺陷,方法提出基于CAVF法和富沥青理念优化设计的骨架密实型UFAC应力吸收层。采用有限元ABAQUS数值模拟方法对“白加黑”路面结构进行受力分析,并通过加速加载试验、冲击韧性试验和劈裂试验对材料与结构的抗反射裂缝性能进行评价。结果重载条件下,UFAC应力吸收层和高弹改性沥青应力吸收层的竖向位移相差5.93×10^(-2)mm,沥青加铺层底部所受竖向压应力σy、最大主应力σ_(max)、最大剪应力τ_(12)分别降低24%,32.3%,27.7%。当路面存在严重脱空或常规脱空情况时,基于UFAC应力吸收层的路面结构比GAC加铺路面结构的抗疲劳开裂性能分别提升48%,36%。与传统的悬浮型砂粒式AC-5应力吸收层相比,UFAC-5应力吸收层的冲击韧性增加60.8%,劈裂抗拉强度提高16.8%。结论基于UFAC应力吸收层的沥青加铺技术,通过增大常规改性沥青膜厚保证必要的疲劳抗拉能力,并采用骨架密实型级配显著提高集料间的嵌挤能力和内摩阻力,减小层间结构变形,可有效减缓沥青加铺层反射裂缝的产生与发展。 展开更多
关键词 应力吸收层 薄层富沥青混合料 骨架密实型 有限元数值模型 抗压变形
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未来月球熔岩管科研工作站能源供给的数值模拟 被引量:1
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作者 周书红 胡才博 +1 位作者 张怀 石耀霖 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期4490-4503,共14页
在月球熔岩管内建立科研工作站可以避免很多自然灾害,因此月球熔岩管长期被认为是人类探索月球建造科研基地的理想场所.Apollo 15和Apollo 17实测资料表明月表具有极低的导热系数,所以月球风化层的温度在深度超过50 cm的区域保持在较低... 在月球熔岩管内建立科研工作站可以避免很多自然灾害,因此月球熔岩管长期被认为是人类探索月球建造科研基地的理想场所.Apollo 15和Apollo 17实测资料表明月表具有极低的导热系数,所以月球风化层的温度在深度超过50 cm的区域保持在较低的恒定值(~250 K).因此,在熔岩管内建立科研工作站需要考虑维持人类宜居温度的供热问题.在不考虑熔岩管轴向热量流失的情况下,本文建立了二维瞬态热传导的有限元数值模型,定量研究了位于赤道和极地地区的单位轴向长度(1 m)熔岩管加热到宜居温度的时间、维持在宜居温度所需要的供给功率以及利用太阳能给熔岩管供电等问题.结果表明,对于直径为20 m的单位长度的管洞,在Apollo测量点和极地地区分别采用6280 W及16328 W的加热功率一个月球日内就可以将其加热到宜居温度(~293.15 K).在维持宜居温度阶段,熔岩管壁热量在向四周传递的同时热流也在逐渐减小.结果也表明,为了节约能源,月球科学研究站应建在赤道地区平均温度较高、深度较深、直径较大的熔岩管处.而且如果在熔岩管壁处增加0.5 m厚度的风化层作为绝热层可以进一步减小加热功率和热量损失.因此,在加热阶段位于赤道地区直径为20 m且含绝热层的熔岩管在前三年需要20L~120L W(L(m)为实际熔岩管的轴向长度)的加热功率和0.06L~0.4L m^(2)的太阳能电池板.3年后,仅需15L W的功率和0.05L m^(2)的太阳能电池板即可满足室温需求.我们的研究将为今后在月球熔岩管内建立科学研究基地提供科学指导. 展开更多
关键词 熔岩管 月球科研站 有限元数值模型 热流密度 加热功率
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圆形吊脚墙支护设计参数对内力和变形的影响
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作者 闵征辉 许建聪 《人民长江》 北大核心 2024年第S01期211-215,共5页
为了充分利用土岩组合地层中下伏的花岗岩坚硬特性,节约施工成本和缩短施工周期,采用均匀试验方法设计不同的分节开挖高度、锚索/锚筋桩倾角、地连墙前平台预留宽度和地连墙墙体嵌固深度,再通过有限元模拟软件ABAQUS建立二维弹塑性有限... 为了充分利用土岩组合地层中下伏的花岗岩坚硬特性,节约施工成本和缩短施工周期,采用均匀试验方法设计不同的分节开挖高度、锚索/锚筋桩倾角、地连墙前平台预留宽度和地连墙墙体嵌固深度,再通过有限元模拟软件ABAQUS建立二维弹塑性有限元数值模型,对不同试验方案的计算结果进行对比分析。研究结果表明:基坑分节开挖高度和地连墙墙体的嵌岩深度对深大圆形竖井吊脚墙支护结构的内力和变形影响显著。研究结果可为该类型的地连墙支护结构设计提供参考。 展开更多
关键词 圆形竖井 吊脚墙 设计参数 内力响应 变形响应 有限元数值模型
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含子盆地的二维沉积盆地非线性地震反应分析 被引量:2
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作者 陈树培 温卫平 +1 位作者 翟长海 白克生 《世界地震工程》 北大核心 2023年第4期66-76,共11页
在沉积盆地中,由于地表河流和湖泊等的长期沉积作用,容易在盆地内形成新的沉积盆地,称为子盆地。子盆地土体物理性质和周围土体有显著差别,因此子盆地的存在会对整个盆地的地震响应产生显著的影响。本文基于ABAQUS有限元计算平台,以理... 在沉积盆地中,由于地表河流和湖泊等的长期沉积作用,容易在盆地内形成新的沉积盆地,称为子盆地。子盆地土体物理性质和周围土体有显著差别,因此子盆地的存在会对整个盆地的地震响应产生显著的影响。本文基于ABAQUS有限元计算平台,以理想二维梯形沉积盆地为例,针对盆地-子盆地这一特殊场地,重点分析了盆地尺寸、盆地-子盆地相对位置、子盆地介质波速和外围盆地倾角等影响因素对盆地-子盆地地震反应的影响。结果表明:子盆地的存在显著影响了盆地内的地震动,子盆地位于盆地中央区域时,对地震动的放大效果最为显著,PGA最大可被放大2倍左右;此外,子盆地介质波速越小,对盆地地震反应的影响最显著,但子盆地介质波速的变化对远离子盆地区域的地震动影响不明显;随外围盆地边缘倾角的增大,子盆地区域PGA幅值随之减小并向左移动,沉积盆地中央区域PGA幅值也随之减小。 展开更多
关键词 盆地效应 子盆地 地震反应 有限元数值模型
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Numerical simulation of tire/soil interaction using a verified 3D finite element model 被引量:6
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作者 Namjoo Moslem Golbakhshi Hossein 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2014年第2期817-821,共5页
The compaction and stress generation on terrain were always investigated based on empirical approaches or testing methods for tire/soil interaction.However,the analysis should be performed for various tires and at dif... The compaction and stress generation on terrain were always investigated based on empirical approaches or testing methods for tire/soil interaction.However,the analysis should be performed for various tires and at different soil strengths.With the increasing capacity of numerical computers and simulation software,finite element modeling of tire/terrain interaction seems a good approach for predicting the effect of change on the parameters.In this work,an elaborated 3D model fully complianning with the geometry of radial tire 115/60R13 was established,using commercial code Solidwork Simulation.The hyper-elastic and incompressible rubber as tire main material was analyzed by Moony-Rivlin model.The Drucker-Prager yield criterion was used to model the soil compaction.Results show that the model realistically predicts the laboratory tests outputs of the modeled tire on the soft soil. 展开更多
关键词 tire/soil interaction finite element method(FEM) soil compaction stress distribution inflation pressure
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Numerical analysis on Joule heating of double-loop channel induction furnaces 被引量:1
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作者 赵涛 周孑民 +1 位作者 熊家政 李勇 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2009年第5期851-856,共6页
In order to investigate Joule heating power,a three-dimensional finite element model(FEM) was developed to predict Joule heating power in the channels of double-loop inductor. The simulated results were compared with ... In order to investigate Joule heating power,a three-dimensional finite element model(FEM) was developed to predict Joule heating power in the channels of double-loop inductor. The simulated results were compared with experimental data from low load trials for a 400 kW inductor. The results,such as power factor and Joule heating power,show reasonable correlation with experimental data,and Joule heating rate reaches the maximum at the corners and the minimum at the centre of the cross-section area. With increasing relative permeability of iron core,length of coils,current frequency and resistivity of metal melt,the power factor and Joule heating power change. It is concluded that current frequency,the resistivity and length of the coil play a critical role in determining the power factor and Joule heating power,whereas relative permeability of the magnetic core shows no significant influence on them. 展开更多
关键词 numerical simulation channel induction furnace Joule heating power factor
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