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一种兼顾仿真效率和精度的车辆-轨道非线性空间耦合动力学模型
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作者 王伟 雷晓燕 +1 位作者 罗锟 陈鹏 《振动与冲击》 北大核心 2025年第4期10-20,共11页
车辆-轨道非线性空间耦合动力学精细化模型常常需要耗费更多的机时,如何解决分析精度与计算效率的矛盾,是车辆-轨道非线性空间耦合动力学数值分析中的难点。首先,建立了精细化的车辆-轨道非线性空间耦合动力学模型,构建了在用迹线法搜... 车辆-轨道非线性空间耦合动力学精细化模型常常需要耗费更多的机时,如何解决分析精度与计算效率的矛盾,是车辆-轨道非线性空间耦合动力学数值分析中的难点。首先,建立了精细化的车辆-轨道非线性空间耦合动力学模型,构建了在用迹线法搜索轮轨空间接触点中引入轮轨准弹性修正的、更为精细的轮轨接触几何关系,并将迹线法融入到交叉迭代中求解车辆-轨道非线性空间耦合动力学方程,实现了同步进行轮轨接触点搜索与车辆-轨道非线性空间耦合动力学方程求解,提高了模型分析精度和数值计算效率;然后,为验证理论模型的正确性,与相关文献结果进行了对比计算,验证了模型和算法的有效性;最后,分析了模型的四类简化形式对系统响应的影响。研究表明:采用集中支撑的弹性元件模拟钢轨扣件,无法真实反映两侧扣件对钢轨侧滚振动的协同约束作用,将导致计算结果失真,采用分离支撑的弹性元件模拟钢轨扣件更为合理;轨道结构底座板参振对系统响应的影响显著,在模型中应给予考虑;底座板超出轨道板的部分对系统响应的影响较小,所产生的误差在可接受范围内;轨道子系统模型A能兼顾仿真效率和计算精度,适合用作车辆-三层轨道非线性空间耦合系统振动精细化分析模型。 展开更多
关键词 车辆-轨道非线性空间耦合力学 高速铁路 交叉迭代 准弹性修正 有限元模型
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水动力-应力-化学溶蚀耦合作用下劣化灰岩能量演化规律与损伤本构模型
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作者 杨忠平 侯善萌 +2 位作者 张益铭 高宇豪 刘新荣 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第4期759-768,共10页
库水位常年周期性波动,导致消落带基岩处于水动力冲蚀的干湿循环状态,加之覆岩的自重作用,促使基岩强度的劣化。为研究水动力-应力-化学溶蚀耦合条件下岩体劣化规律,在现场调查基础上,开展了该耦合条件下灰岩试样劣化试验,阐明了此条件... 库水位常年周期性波动,导致消落带基岩处于水动力冲蚀的干湿循环状态,加之覆岩的自重作用,促使基岩强度的劣化。为研究水动力-应力-化学溶蚀耦合条件下岩体劣化规律,在现场调查基础上,开展了该耦合条件下灰岩试样劣化试验,阐明了此条件下灰岩能量演化规律并提出了损伤本构模型。结果表明:根据能率-位移曲线,将岩石破坏过程划分为易损区压密、微裂隙闭合、弹性变形、微裂隙扩展及峰后破坏5个阶段;随着劣化应力的增加,部分耗散能提前释放,耗散能与弹性能相等时的应变逐渐减小;随着干湿循环次数的增加,其破坏时总能量对应力的敏感性增强;揭示了水动力-应力-化学溶蚀耦合机理;提出了水动力-应力-化学溶蚀耦合作用下考虑压密阶段劣化灰岩的损伤本构模型,预测精度较高,可为库区灾害预测防治提供一定的理论指导。 展开更多
关键词 水动力-应力-化学溶蚀耦合 单轴压缩 能量演化 WEIBULL分布 本构模型
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木质素磺酸钙对分散土水力-力学特性影响
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作者 张晓飞 李佳超 +2 位作者 陈新炜 邓红艳 周红波 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第2期170-177,201,共9页
传统的土壤改性剂(如石灰、水泥、石膏和粉煤灰等)对土壤水力-力学特性有一定的改善,但对环境有一定的破坏作用.以一种生物环境友好型材料—木质素磺酸钙(以下简称木素)作为改性剂,开展了针孔试验、碎块试验、钠离子交换百分比试验、界... 传统的土壤改性剂(如石灰、水泥、石膏和粉煤灰等)对土壤水力-力学特性有一定的改善,但对环境有一定的破坏作用.以一种生物环境友好型材料—木质素磺酸钙(以下简称木素)作为改性剂,开展了针孔试验、碎块试验、钠离子交换百分比试验、界限含水率试验、无侧限抗压强度试验、直接剪切试验、渗透试验和核磁孔隙度试验,研究了木素掺量、干密度、含水率对天然分散土的分散性和水力-力学特性的影响.结果表明:木素掺量为3%和4%时,改性土样呈非分散性,且干密度越大,分散性越差;随着木素的掺入,土样的液限、塑限、塑性指数降低;木素掺量为2%,对土样的无侧限抗压强度、抗剪强度及渗透性改善效果最好,而木素掺量过大时,土样的水力-力学特性变差;T_(2)谱呈现双峰结构,随着木素掺量的增加,主峰逐渐向右移动,土样的小孔隙孔径变大,大孔径孔隙数量增多. 展开更多
关键词 分散性土 木质素磺酸钙 改性土 水力-力学特性 孔隙演化特征
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永磁电机半直驱刮板输送机机-电耦合动力学行为
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作者 葛世荣 舒子龙 +3 位作者 鲍久圣 王世博 王小龙 张磊 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期65-80,共16页
针对刮板输送机传统异步电机驱动系统传动效率低、工作能耗高以及永磁直驱系统径向尺寸大难以适应综采工作面安装空间及过载工况等问题,设计了一种新型永磁电机半直驱系统,利用MATLAB/Simulink仿真软件与台架试验研究了永磁半直驱刮板... 针对刮板输送机传统异步电机驱动系统传动效率低、工作能耗高以及永磁直驱系统径向尺寸大难以适应综采工作面安装空间及过载工况等问题,设计了一种新型永磁电机半直驱系统,利用MATLAB/Simulink仿真软件与台架试验研究了永磁半直驱刮板输送机的机-电耦合动力学行为。首先,基于永磁电机驱动技术,以SGZ1000/2000型刮板输送机为例,设计了一种永磁电机半直驱系统,并完成了驱动系统关键参数设计。其次,推导齿轮传动系统动力学模型,基于状态空间方程建模法搭建永磁电机半直驱刮板输送机的机-电耦合动力学仿真模型,通过仿真试验研究了永磁电机半直驱刮板输送机在多种工况下的机-电耦合动力学行为;结果表明:永磁电机半直驱系统在空载启动定常落煤、非定常落煤以及故障后满载启动3种工况下,能够实现零速重载运行、输出转速与电磁转矩的快速响应以及动态调节;在启动瞬间与负载突变下,链条速度、加速度与张力会发生明显波动,其中:在机头与机尾链轮处的波动峰值最大;随着链条传递波动峰值会发生衰减,距离机头与机尾链轮越远,波动峰值越小。再次,利用永磁电机半直驱系统试验台,开展空载启动落煤与满载启动模拟试验,得到了永磁电机半直驱系统的动态特性,试验结果与机-电耦合动力学模型的仿真结果基本一致。最后,基于台架试验性能参数,通过对比永磁电机半直驱系统与传统异步电机驱动系统的驱动性能后得到:永磁电机半直驱系统在全负载点的驱动效率均优于传统异步电机驱动系统,至少提升了16.3%以上,可显著提高矿山运输装备的节电率,有助于推进矿山朝着绿色低碳方向发展。 展开更多
关键词 刮板输送机 永磁电机半直驱 齿轮传动 矢量控制 -耦合力学
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γ辐射-热耦合老化对氟橡胶F2311力学和辐解释气行为的影响
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作者 张祎茜 豆睿扬 +3 位作者 刘强 黄玮 晏顺坪 陈洪兵 《辐射研究与辐射工艺学报》 2025年第1期40-48,共9页
在国防、航天和核电等领域的装备中,服役用高分子材料的工作环境十分复杂,对材料的耐辐射性能及热稳定性提出了很高的要求。因此,研究高分子材料在辐射-热耦合环境下的老化行为具有十分重要的意义。本工作开展了F2311氟橡胶材料在36~70... 在国防、航天和核电等领域的装备中,服役用高分子材料的工作环境十分复杂,对材料的耐辐射性能及热稳定性提出了很高的要求。因此,研究高分子材料在辐射-热耦合环境下的老化行为具有十分重要的意义。本工作开展了F2311氟橡胶材料在36~70℃温度范围和20 kGy、100 kGy、200 kGy的γ射线吸收剂量下的辐射-热耦合老化试验,研究了温度和吸收剂量对F2311力学性能的影响,通过气体红外揭示了F2311材料辐射释放气体的种类,并获得了其动力学规律。实验结果表明:γ辐射-热耦合导致F2311材料力学性能快速损伤退化,并引起材料辐解产气,包括腐蚀性的卤化氢产物。气体红外分析能够快速识别气体产物并进行定量分析,有利于装备可靠性的追踪监测。本研究有望为氟橡胶多因素耦合老化和相容性研究提供认识基础。 展开更多
关键词 氟橡胶 辐射-耦合老化 力学性能 释气行为 老化相容性
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薄膜天线航天器刚-柔-热耦合动力学建模与复合控制研究
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作者 陈呈 刘翔 《应用数学和力学》 北大核心 2025年第3期283-297,共15页
大型空间薄膜天线在深空探测、天基预警、对地观测等领域具有广阔的应用前景.由于薄膜天线具有大、轻、柔的显著特征,其动力学与控制问题十分复杂且突出.与此同时,由于天线工作性能的需求,天线在轨运行时必须保持极高的指向精度和形面精... 大型空间薄膜天线在深空探测、天基预警、对地观测等领域具有广阔的应用前景.由于薄膜天线具有大、轻、柔的显著特征,其动力学与控制问题十分复杂且突出.与此同时,由于天线工作性能的需求,天线在轨运行时必须保持极高的指向精度和形面精度.这就要求我们对薄膜航天器进行精细的动力学分析与有效的主动控制设计.该文针对一类平面张拉式薄膜天线进行刚-柔-热耦合动力学建模与复合控制问题的研究.首先,基于非线性有限元方法建立了薄膜天线结构的非线性动力学模型,并对该模型进行了模型降阶.然后,基于非线性降阶模型并考虑空间热环境的影响,采用混合坐标法建立了航天器的刚-柔-热耦合动力学模型.最后,采用合力合成控制方法结合拉索作动的非线性振动控制策略,对航天器的姿态运动和非线性振动进行了同步、复合控制. 展开更多
关键词 薄膜天线 --耦合力学建模 非线性振动 复合控制
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考虑水-热-力耦合作用下堤防粉质黏土力学特征变化研究
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作者 陈旋明 《江西水利科技》 2025年第1期9-14,共6页
为研究番禺丹山河堤防粉质黏土的力学特性,基于水-热-力耦合方程,采用了COMSOL离散元计算模块开展了土样的多场耦合力学试验模拟,在验证了数值计算结果可靠性的基础上,基于模拟结果开展了土样力学特征探讨。研究表明:不论是温度场或是... 为研究番禺丹山河堤防粉质黏土的力学特性,基于水-热-力耦合方程,采用了COMSOL离散元计算模块开展了土样的多场耦合力学试验模拟,在验证了数值计算结果可靠性的基础上,基于模拟结果开展了土样力学特征探讨。研究表明:不论是温度场或是渗透水压场,均不会改变试样应变发展特征;温度梯次递增,试样承载能力呈先增后减变化,转折点温度为100℃;渗透水压增大,承载能力减弱,在水压超过20kPa后降低更显著。含砂量愈多,试样弹性变形能力降低,而承载能力增强。研究可为水-热-力多场耦合下土壤力学特征及数值计算设计提供参考。 展开更多
关键词 丹山河 堤防 粉质黏土 力学 --耦合
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砂轮-钢轨耦合作用对打磨小车打磨力动态特性影响
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作者 刘涛 崔大宾 +1 位作者 付耀东 李立 《铁道学报》 北大核心 2025年第2期55-63,共9页
砂轮是钢轨打磨的执行元件,砂轮与钢轨的耦合作用将直接影响打磨力的动态特性,进而改变钢轨打磨效果。为探究砂轮-钢轨耦合作用及其对打磨小车动态打磨力的影响关系,基于接触力学理论建立砂轮-钢轨耦合力学模型,并将其用于打磨小车多刚... 砂轮是钢轨打磨的执行元件,砂轮与钢轨的耦合作用将直接影响打磨力的动态特性,进而改变钢轨打磨效果。为探究砂轮-钢轨耦合作用及其对打磨小车动态打磨力的影响关系,基于接触力学理论建立砂轮-钢轨耦合力学模型,并将其用于打磨小车多刚体动力学模型之中。以地铁曲线路况为研究对象,分析轮对振动、曲线半径、超高、车辆运行速度对打磨力的影响。结果表明:砂轮-钢轨接触区近似为矩形接触斑,中间应力分布均匀,仅在接触边缘存在应力集中;在打磨小车系统中,轨道不平顺所激发的轮对振动对砂轮打磨力的影响显著,曲线半径对打磨力波动影响不明显;运行速度和超高对砂轮打磨力的波动呈现正相关。研究结果对打磨方案的制定具有重要的工程指导作用。 展开更多
关键词 砂轮-钢轨耦合 非Hertz接触 钢轨打磨 打磨小车 系统动力学
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高速动车组柔性车体-座椅-人体系统耦合振动特性
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作者 高建敏 王谢堂 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第1期167-181,共15页
针对高速轻量化动车组与人体之间动力耦合振动特性研究不充分的问题,基于多体动力学理论和刚柔耦合理论,建立考虑动车组柔性车体与座椅及坐姿人体耦合振动响应的高速动车组柔性车体-座椅-人体耦合动力学模型,研究高速铁路随机轨道不平... 针对高速轻量化动车组与人体之间动力耦合振动特性研究不充分的问题,基于多体动力学理论和刚柔耦合理论,建立考虑动车组柔性车体与座椅及坐姿人体耦合振动响应的高速动车组柔性车体-座椅-人体耦合动力学模型,研究高速铁路随机轨道不平顺激励下人体生物力学特性对高速轻量化动车组振动特性的影响,以及车体柔性振动作用下不同座位处人体的动力响应特征。结果表明:人体生物力学特性会增大车体某些柔性模态频率;满座工况下,基于人车耦合动力学模型得出的5 Hz频率以上的共振峰频率和横向共振峰幅值较传统车辆动力学模型的大,而垂向共振峰幅值则较传统车辆动力学模型的小;车体振动响应的1阶峰值频率明显降低,而幅值则略有增加;人体在一定程度上起到阻尼吸振的作用,在300 km·h^(-1)行车速度和满座工况下,人体可明显抑制车体5 Hz频率以上的高频垂向振动,而弹性车体的振动则会激发人体垂向5.25 Hz和横向2.13 Hz频率左右的固有模态,使人体在该频域下的振动能量有所增加。因此,若以车体地板振动加速度代替人体响应评估高速动车组的振动舒适性,会与真实的人体振动程度存在一定偏差。 展开更多
关键词 高速动车组-座椅-人体耦合力学模型 人体生物力学特性 耦合振动特性 轻量化车体 坐姿人体
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津潍黄河桥静态线形平顺性及车-线-桥耦合动力学特性研究 被引量:1
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作者 袁伟 龙许友 +1 位作者 谢剑 周丽 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第14期259-266,共8页
为确保新建高速铁路大跨度桥梁建成投入运营后的安全性和舒适性,有必要提前开展大跨桥静动力学仿真研究。以主跨600 m的津潍铁路东营黄河公铁大桥为研究对象,基于车-线-桥动力相互作用原理构建了车-线-桥耦合系统动力学模型,分析了温度... 为确保新建高速铁路大跨度桥梁建成投入运营后的安全性和舒适性,有必要提前开展大跨桥静动力学仿真研究。以主跨600 m的津潍铁路东营黄河公铁大桥为研究对象,基于车-线-桥动力相互作用原理构建了车-线-桥耦合系统动力学模型,分析了温度荷载、公铁路车辆荷载、混凝土收缩徐变作用下的大跨桥线形变化特点,从桥梁轨面线形曲率半径和车-线-桥系统动力响应两方面综合评估了大跨桥线路平顺性。研究结果表明:公铁路车辆荷载作用下桥面变形量最大达到596 mm,计算挠跨比为1/1006,满足规范中1/500设计挠跨比的要求;拉索降温15℃工况下桥梁轨面线形最小曲率半径为23784 m,满足规范中350 km/h车速下23630 m的理论最小竖曲线半径限值要求;单线或双线列车行驶通过对桥梁竖向动力性能的影响差异显著,对列车运行安全性影响差异较小,但会对行车舒适性有一定影响差异;随着列车运行速度从200 km/h提高至350 km/h,车-线-桥系统动力响应会显著增大,桥梁竖向位移、桥梁竖向加速度、轮轨垂向力、脱轨系数、轮重减载率、车体垂向加速度、垂向ISO 2631指标、UIC 513指标的增量尤为显著,但各指标均满足规范要求;温度荷载引起的附加变形会显著提高轮轨垂向力和轮重减载率指标,使列车运行安全性及舒适性有所降低,并会使桥梁动力响应有所提高,但各指标仍满足规范要求。 展开更多
关键词 高速铁路 大跨度桥梁 -线-耦合力学 线形平顺性 行车安全舒适性 附加变形
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超导钉扎高速磁浮车-轨耦合动力学建模与仿真
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作者 邓自刚 王珊 +3 位作者 徐焱 李海涛 周徐呈 张卫华 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期56-68,共13页
为探究超导钉扎磁浮车辆高速运行动态特性,建立车-轨耦合空间模型,开展不同车速下的动力学仿真。结合有限元方法获得磁轨关系数学模型;基于牛顿-欧拉法建立车辆模型,引入截短梁描述建立永磁轨道模型;以磁轨关系为纽带获得超导钉扎磁浮车... 为探究超导钉扎磁浮车辆高速运行动态特性,建立车-轨耦合空间模型,开展不同车速下的动力学仿真。结合有限元方法获得磁轨关系数学模型;基于牛顿-欧拉法建立车辆模型,引入截短梁描述建立永磁轨道模型;以磁轨关系为纽带获得超导钉扎磁浮车-轨空间耦合动力学模型;利用Matlab对模型进行仿真,分析轨道振动、电机法向力和轨道不平顺等对超导钉扎磁浮车辆-轨道系统动态响应的影响。结果表明:磁浮车辆系统的振动受轨道不平顺和车速的影响较大,受轨道振动的影响可忽略不计;在速度为620 km/h时,车体、悬浮架的最大振动加速度分别保持在0.5、8 m/s^(2)以下,具有较好的乘坐舒适性。建立的模型可为超导钉扎磁浮交通线路设计与参数优化等研究提供帮助。 展开更多
关键词 超导钉扎磁浮 高速磁浮 -轨空间耦合力学 建模与仿真
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多孔Ti-6Al-4V合金在模拟体液中的力-电化学有限元分析
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作者 战楠 宋振兴 张晓川 《材料科学与工艺》 北大核心 2025年第2期35-42,共8页
多孔Ti-6Al-4V合金植入人体内将长期处于体液腐蚀环境中,且不可避免地承受人体自重和运动产生的载荷,易引发应力腐蚀,增加无菌失败和严重并发症的风险。为了明确载荷水平及孔隙特性对多孔Ti-6Al-4V合金应力腐蚀性能的影响,本文通过数值... 多孔Ti-6Al-4V合金植入人体内将长期处于体液腐蚀环境中,且不可避免地承受人体自重和运动产生的载荷,易引发应力腐蚀,增加无菌失败和严重并发症的风险。为了明确载荷水平及孔隙特性对多孔Ti-6Al-4V合金应力腐蚀性能的影响,本文通过数值仿真方法研究其力-电化学响应规律。基于应力腐蚀理论,将由孔隙特性引发的结构应力耦合到电极反应的平衡电位和交换电流密度表达式,建立了力-电化学耦合有限元模型,通过数值仿真方法分析了植入物试样承受弯曲载荷时,应力、电流密度以及电极腐蚀厚度等的力-电化学响应规律。结果表明:随着承载水平增加,应力集中明显的孔隙边缘区域腐蚀更为剧烈,最大腐蚀厚度均出现在孔梁边缘处。与无应力试样相比,超过屈服应力试样的5年腐蚀厚度增加了22%。孔隙尺寸显著影响应力分布、电化学腐蚀速率及最终的电极腐蚀厚度,随着孔隙的增大,电极5年腐蚀厚度逐渐减小,且大孔应力腐蚀速率低于小孔。 展开更多
关键词 钛合金 多孔材料 应力腐蚀 -化学耦合 应力集中
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穿越大落差积水矿坑隧道渗流-应力耦合作用下变形特征研究
13
作者 郭鑫 《国防交通工程与技术》 2025年第1期14-18,80,共6页
为探明穿越大落差积水矿坑的隧道洞口仰坡在渗流作用下的稳定性及变形特征,以西部某隧道为工程背景,首先对隧道在渗流作用下及渗流-应力作用下的解析方程进行分析,其次开展了室内试验对隧道岩土体物理力学参数进行测定,在理论与试验基础... 为探明穿越大落差积水矿坑的隧道洞口仰坡在渗流作用下的稳定性及变形特征,以西部某隧道为工程背景,首先对隧道在渗流作用下及渗流-应力作用下的解析方程进行分析,其次开展了室内试验对隧道岩土体物理力学参数进行测定,在理论与试验基础上,采用FLAC3D数值模拟软件建立了隧道渗流数值模型,通过设计两种危险渗流工况对隧道围岩及仰坡变形进行计算分析。研究结果表明:只考虑应力场的影响时,拱顶的变形量最大,仰拱的变形量最小,应力场对隧道顶部的影响较大;只考虑渗流场的影响时,在不同孔隙水压的渗流下,拱顶和拱肩的变形量最大,仰拱变形量最小。在两场耦合的作用下,两积水坑水位不同,对隧道不同部位的影响程度也不相同,因此在开挖隧道时,需要考虑如何阻断其渗流作用、减少渗流对隧道的影响。 展开更多
关键词 隧道工程 -耦合 围岩变形 仰坡滑移 力学试验 数值模拟
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一种化学-力学耦合连续介质理论与数值格式 被引量:6
14
作者 杨庆生 马连华 刘宝胜 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期422-431,共10页
对化学驱动的连续介质化学-力学耦合系统进行研究,从热力学定律和化学势角度出发,推导了等温过程的化学-力学耦合本构关系和控制方程,利用变分方法建立了化学-力学耦合系统的能量泛函,得到化学-力学耦合控制方程的等效积分形式和相应的... 对化学驱动的连续介质化学-力学耦合系统进行研究,从热力学定律和化学势角度出发,推导了等温过程的化学-力学耦合本构关系和控制方程,利用变分方法建立了化学-力学耦合系统的能量泛函,得到化学-力学耦合控制方程的等效积分形式和相应的有限元列式.结合算例,对连续介质的化学-力学耦合行为进行了数值计算,数值结果反映了化学与力学系统的相互耦合作用,即浓度变化能引起介质的变形,同样力学作用也能引起浓度重分布.从全新的角度建立了描述连续介质的化学-力学耦合行为的基本理论和数值方法,能够较好地反映一类连续介质的化学-力学耦合行为. 展开更多
关键词 连续介质 化学-力学耦合 本构方程 变分原理 有限元
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热-水力-力学-传质耦合过程模型及工程土障数值模拟 被引量:12
15
作者 武文华 李锡夔 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期188-192,共5页
提出了一个非饱和多孔介质中的热 -水力 -力学 -传质耦合过程模型。利用文献 [1]中提出的热 -水力 -力学本构模型 ,对工程土障系统进行数值模拟。数值模拟结果显示了环境条件对废物场中的热量产生和传输过程对工程土障中水力 -力学行为... 提出了一个非饱和多孔介质中的热 -水力 -力学 -传质耦合过程模型。利用文献 [1]中提出的热 -水力 -力学本构模型 ,对工程土障系统进行数值模拟。数值模拟结果显示了环境条件对废物场中的热量产生和传输过程对工程土障中水力 -力学行为的影响以及可能在工程土障中产生塑性应变 ,导致土障破坏。污染物浓度分布的数值结果显示了温度与降水过程对污染物随地下水向土障周边自然环境渗透的倾向。 展开更多
关键词 -水力-力学-传质模型 污染物 输运 非饱和土 有限元
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化学-力学耦合作用下混凝土内钢筋蚀坑的演化及分布规律 被引量:4
16
作者 徐亦冬 钱春香 孙家瑛 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期492-497,共6页
基于概率与统计知识,对化学-力学耦合作用下钢筋蚀坑的演化及其分布进行研究.结果表明氯盐侵蚀下钢筋蚀坑的演化可分为3个阶段:微观非稳态点蚀形核、细观亚稳态蚀坑、宏观稳态蚀坑.单一氯盐腐蚀作用下形成的宏观稳态蚀坑深度相对较小,... 基于概率与统计知识,对化学-力学耦合作用下钢筋蚀坑的演化及其分布进行研究.结果表明氯盐侵蚀下钢筋蚀坑的演化可分为3个阶段:微观非稳态点蚀形核、细观亚稳态蚀坑、宏观稳态蚀坑.单一氯盐腐蚀作用下形成的宏观稳态蚀坑深度相对较小,而拉应力的引入将加剧钢筋表面化学/物理性质的不均匀,从而导致宏观稳态蚀坑深度较大.在氯盐及其与拉应力耦合作用下,钢筋蚀坑分布均优先满足韦伯分布.在一定的锈蚀环境下,尺度参数与锈蚀率之间呈良好的线性关系,但形状参数则与锈蚀率基本无关.据此建立了基于韦伯分布的蚀坑预测模型,预测值与实测数据符合较好. 展开更多
关键词 化学-力学耦合 钢筋锈蚀 蚀坑演化 蚀坑分布
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对流-导热耦合作用下保温层对寒区水工隧洞衬砌结构力学特性的影响 被引量:1
17
作者 李晓哲 李康斌 +1 位作者 姜海波 李佳雨桐 《水力发电》 CAS 2024年第2期35-41,57,共8页
以新疆布伦口水电站引水隧洞为例,考虑对流-导热作用,通过现场监测成果和有限元仿真计算,分析引水隧洞在不同位置铺设不同厚度的保温层对衬砌结构热-力耦合特性的影响。结果表明,表面铺设时,保温层厚度与衬砌的冻胀力呈负相关,且当厚度... 以新疆布伦口水电站引水隧洞为例,考虑对流-导热作用,通过现场监测成果和有限元仿真计算,分析引水隧洞在不同位置铺设不同厚度的保温层对衬砌结构热-力耦合特性的影响。结果表明,表面铺设时,保温层厚度与衬砌的冻胀力呈负相关,且当厚度在0.06 m以上时,二次衬砌的冻胀力变为压应力;保温层厚度与衬砌的横向位移呈正相关,与纵向位移呈负相关。夹层铺设时,保温层厚度与二次衬砌的冻胀力呈正相关,与一次衬砌的冻胀力呈负相关;随着保温层厚度的增加,二次衬砌的最大主应力变为拉应力,不利于二次衬砌的安全稳定;随着保温层厚度的增加,一次、二次衬砌的横向位移差值增大近4倍,纵向位移差值增大10倍以上。 展开更多
关键词 寒区 水工隧洞 保温层 衬砌结构 温度变化 对流-导热耦合 力学特性 影响
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非饱和多孔介质中混合元法的化学-热-渗流-力学耦合的本构模拟 被引量:6
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作者 刘泽佳 李锡夔 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期397-402,共6页
在文献[1]中建立的多孔介质中化学-热-渗流-力学(CTHM)本构模型基础上,针对文献[2]建立的非饱和多孔介质中热-渗流-力学耦合分析的混合有限元方法,发展了非饱和多孔介质中混合元的化学-热-渗流-力学(CTHM)耦合本构模拟算法。采用非关联... 在文献[1]中建立的多孔介质中化学-热-渗流-力学(CTHM)本构模型基础上,针对文献[2]建立的非饱和多孔介质中热-渗流-力学耦合分析的混合有限元方法,发展了非饱和多孔介质中混合元的化学-热-渗流-力学(CTHM)耦合本构模拟算法。采用非关联流动多重屈服准则模拟非饱和多孔介质的材料非线性行为。推导了u-pw-pa-T形式的包含了耦合率本构方程积分的向后欧拉映射算法和一致性弹塑性切线模量矩阵(单元刚度矩阵)的混合元一致性算法。本文给出了临界状态线(CSL)和状态边界面(SBS)两个屈服准则的一致性算法。数值结果显示了本文所发展的混合元耦合本构模拟算法在模拟由热、化学、力学荷载共同引起的多孔介质中化学-热-渗流-力学(CTHM)耦合行为的能力和有效性。 展开更多
关键词 非饱和土 混合元 化学--渗流-力学耦合分析 本构模拟
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水泥基材料的化学-力学耦合作用 被引量:4
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作者 张研 宋智通 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期697-702,共6页
水泥石良好的粘结性能和力学性能决定水泥基材料和结构的耐久性。通过试验和理论研究,发现水泥石中含钙水化物质,特别是氢氧化钙Ca(OH)2和水化硅酸钙C-S-H在化学腐蚀作用下的流失是一个复杂的过程。假定水泥基材料为宏观均匀材料,引入... 水泥石良好的粘结性能和力学性能决定水泥基材料和结构的耐久性。通过试验和理论研究,发现水泥石中含钙水化物质,特别是氢氧化钙Ca(OH)2和水化硅酸钙C-S-H在化学腐蚀作用下的流失是一个复杂的过程。假定水泥基材料为宏观均匀材料,引入考虑两种水化物不同扩散过程的化学扩散模型。提出了新的化学-力学损伤本构模型,描述水泥基材料在不同化学腐蚀下的应力应变关系。综合应用提出的水泥基材料的化学-力学损伤本构关系和化学扩散模型,可以较好地反映水泥石具有时间效应的力学特性。 展开更多
关键词 水泥石 化学-力学耦合 本构关系 化学扩散
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连续胶体材料化学-力学耦合有限元理论及其在ABAQUS中UEL程序实现 被引量:3
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作者 魏巍 杨庆生 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期785-790,共6页
基于哈密顿原理,得到水凝胶的化学-力学耦合控制方程的等效积分形式和有限元形式。在整体坐标系下推导出用形函数表示的化学-力学耦合应变矩阵和单元刚度矩阵,并且得到在局部坐标系下的离散化形式。结合ABAQUS软件,编制了用户单元子程序... 基于哈密顿原理,得到水凝胶的化学-力学耦合控制方程的等效积分形式和有限元形式。在整体坐标系下推导出用形函数表示的化学-力学耦合应变矩阵和单元刚度矩阵,并且得到在局部坐标系下的离散化形式。结合ABAQUS软件,编制了用户单元子程序UEL,通过数值算例验证了所开发单元的正确性,为在ABAQUS软件中实现各种耦合问题的有限元UEL编程提供了参考依据。 展开更多
关键词 化学-力学耦合 耦合有限元法 高斯积分法 ABAQUS 用户自定义单元(UEL)
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