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基于线性接触模型的颗粒材料细–宏观弹性常数相关关系研究 被引量:92
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作者 徐小敏 凌道盛 +1 位作者 陈云敏 黄博 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期991-998,共8页
细观参数的正确选取是离散元模拟成功的关键,然而,目前细观参数的选取具有一定的人为性和不确定性,导致分析结果的不可比性。利用颗粒材料单元体宏观力学参数和颗粒细观参数间的相关性,通过室内三轴试验的PFC3D模拟和结果的回归分析,基... 细观参数的正确选取是离散元模拟成功的关键,然而,目前细观参数的选取具有一定的人为性和不确定性,导致分析结果的不可比性。利用颗粒材料单元体宏观力学参数和颗粒细观参数间的相关性,通过室内三轴试验的PFC3D模拟和结果的回归分析,基于线性接触模型建立了颗粒材料初始杨氏模量、初始泊松比等宏观弹性常数与颗粒法向刚度、颗粒刚度比等细观弹性常数间的经验公式。研究结果表明:对于线性接触模型,颗粒材料的初始杨氏模量和剪切模量约与围压的1/10次方成正比,并约与颗粒粒径的0.9次方成反比。初始泊松比则约与颗粒刚度比的1/14次方成正比,而与颗粒粒径几乎无关。常见砂土的颗粒刚度比为2.0~20.7。 展开更多
关键词 线性接触模型 细观弹性常数 宏观弹性常数 颗粒刚度比 颗粒粒径 相关关系
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非线性接触力学模型在地基-基础相互作用弹性分析中的应用 被引量:5
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作者 范静海 栾茂田 +1 位作者 黎勇 叶祥记 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第z2期154-159,共6页
针对多体相互作用体系的非连续变形分析问题和接触问题,采用 Mohr-Coulomb 屈服准则和关联流动法则以及接触界面上的非线性应力分布模式,考虑接触界面特性提出了非线性接触力元模型,以结点位移和界面相互接触应力同时作为独立未知变量,... 针对多体相互作用体系的非连续变形分析问题和接触问题,采用 Mohr-Coulomb 屈服准则和关联流动法则以及接触界面上的非线性应力分布模式,考虑接触界面特性提出了非线性接触力元模型,以结点位移和界面相互接触应力同时作为独立未知变量,建立了离散系统的总体控制方程。进而,通过数值求解能够直接确定变形体内的应力与变形、界面上的接触应力与离散体的位移与运动。将这种以接触力元为基础的多体系统分析方法具体应用于基础与地基相互作用分析,通过数值计算与分析探讨了地基与基础的相对刚度、荷载大小及其偏心距、地基与基础间界面力学参数对接触界面的应力分布和地基变形的影响,所得结果为工程中考虑基础与地基相互作用影响的设计与分析提供了参考依据。 展开更多
关键词 地基与基础的相互作用 线性接触力元模型 接触界面 基底应力
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考虑土与结构非线性接触特性的格形地下连续墙围护结构力学性状研究 被引量:19
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作者 郭盼盼 龚晓南 汪亦显 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1201-1209,I0004,I0005,共11页
格形地下连续墙(简称"格形墙")作为一种相对新型的无内支撑式基坑围护结构,其力学性状研究滞后于工程实践。基于将双曲线接触模型嵌入到商用软件中的二次开发,开展了砂土中格形墙围护结构的受力变形特性有限元分析。墙土间的... 格形地下连续墙(简称"格形墙")作为一种相对新型的无内支撑式基坑围护结构,其力学性状研究滞后于工程实践。基于将双曲线接触模型嵌入到商用软件中的二次开发,开展了砂土中格形墙围护结构的受力变形特性有限元分析。墙土间的接触采用线性和非线性两种本构模型,砂土的应力应变关系采用基于UMAT子程序自定义的亚塑性本构模型模拟。与已有离心模型试验结果的对比验证了本文有限元模型的有效性。研究结果表明,考虑墙土间非线性接触特性得到的格形墙围护结构的力学性状更为准确,其内在机理为双曲线接触模型能够反映出墙体底部与土体间接触面剪应力的非均匀分布特性以及关键节点的剪应力集中现象。作用于墙体上的土压力未达到极限状态,且具有明显的空间分布特性。墙体水平位移模式为悬臂式,墙顶竖向位移模式为前墙沉降后墙隆起的整体旋转式。前后墙两中隔墙中间位置的弯矩分布规律类似。研究成果对于格形墙围护结构的设计优化具有积极作用。 展开更多
关键词 格形地下连续墙 基坑 线性接触模型 数值模拟 力学特性
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模拟矿岩散体的PFC细观参数标定方法 被引量:18
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作者 刘欢 任凤玉 +1 位作者 何荣兴 李广辉 《金属矿山》 CAS 北大核心 2018年第1期37-41,共5页
为了将PFC接触本构模型中细观参数与矿岩散体的物理力学性质相比配,依据PFC接触本构模型以及矿岩散体本身的特点,提出采用抗转动线性接触模型或将抗转动线性接触模型、线性接触模型和赫兹接触模型组合应用并分别赋予不同性质的散体颗粒... 为了将PFC接触本构模型中细观参数与矿岩散体的物理力学性质相比配,依据PFC接触本构模型以及矿岩散体本身的特点,提出采用抗转动线性接触模型或将抗转动线性接触模型、线性接触模型和赫兹接触模型组合应用并分别赋予不同性质的散体颗粒。分析了标定矿岩散体物理力学性质的方法及其优缺点,推荐采用与测定条件相符合的自然安息角数值试验来标定PFC细观参数。借助自然安息角数值试验,研究了抗转动线性接触模型中摩擦系数和抗转动系数对散体自然安息角的影响。研究表明:随着摩擦系数和抗转动系数的增加,自然安息角均呈现出先增大后趋于稳定的趋势。模拟结果中自然安息角的变化范围为22°~50°,与实际松散矿岩自然安息角相符。 展开更多
关键词 PFC 抗转动线性接触模型 松散矿岩 自然安息角
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弧齿锥齿轮啮合过程动态应力分析 被引量:6
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作者 聂帅强 魏冰阳 邓效忠 《机械设计与制造》 北大核心 2013年第6期116-118,共3页
介绍了利用ANSYS对弧齿锥齿轮进行瞬态啮合的前置处理、划分网格、使加约束的方法。基于目前弧齿锥齿轮的应力分析研究现状。对齿面啮合质量进行了齿面接触分析(TCA),并且利用在CAE方面有很强能的ANSYS软件对弧齿锥齿轮进行啮合状态下... 介绍了利用ANSYS对弧齿锥齿轮进行瞬态啮合的前置处理、划分网格、使加约束的方法。基于目前弧齿锥齿轮的应力分析研究现状。对齿面啮合质量进行了齿面接触分析(TCA),并且利用在CAE方面有很强能的ANSYS软件对弧齿锥齿轮进行啮合状态下的动态仿真[5-7],得到较为准确的齿面接触应力和齿根弯曲应力。建立了弧齿锥齿轮三维有限元非线性接触模型,对弧齿锥齿轮在一定的转速和负载转矩下进行了动态啮合仿真,得到了一个啮合周期下的齿轮齿面接触应力和齿根弯曲应力的变化规律。进行了轮齿加载接触分析(LTCA),得到了轮齿啮合传动中的齿面接触应力、弯曲应力变化过程。该方法可以进一步为弧齿锥齿轮强度分析和疲劳寿命计算提供理论依据。 展开更多
关键词 分析系统 轮齿接触分析 线性接触模型 齿轮的接触应力
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含多个间隙铰的舵机传动系统动力学特性研究 被引量:5
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作者 万琦 刘更 +2 位作者 宋春雨 马尚君 佟瑞庭 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期994-1000,共7页
为了满足舵机传动系统中铰链小间隙、大力载和大接触区域的特点,建立了一种适用于大面积接触碰撞过程且考虑非线性变刚度系数和轴承轴向尺寸的法向接触力模型。通过在不同间隙尺寸、恢复因数、初始碰撞速度和轴承轴向尺寸等各种工况下... 为了满足舵机传动系统中铰链小间隙、大力载和大接触区域的特点,建立了一种适用于大面积接触碰撞过程且考虑非线性变刚度系数和轴承轴向尺寸的法向接触力模型。通过在不同间隙尺寸、恢复因数、初始碰撞速度和轴承轴向尺寸等各种工况下的仿真分析,验证模型的适用范围。进一步通过ADAMS软件中用户自定义子程序接口,将该接触力模型通过编译、链接嵌入舵机传动系统的动力学模型中,仿真结果表明:多个间隙铰下的系统动态响应并非单个间隙下响应的简单叠加,其相互耦合作用加剧了系统的振荡及非线性特性。该研究为含间隙铰飞行器的结构优化及控制策略设计提供理论参考。 展开更多
关键词 舵机传动系统 间隙铰 线性接触模型 动力学相互作用
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丰满大坝静动力特性分析 被引量:5
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作者 迟世春 胡志强 林皋 《世界地震工程》 CSCD 2001年第3期91-97,共7页
采用非线性接触面单元模型,分析了带缝丰满大坝的静、动力特性.实践了一种有效的接触面静、动力迭代算法.研究表明,丰满坝在AB缝端插入钢筋棒和下游面采用钢筋网加固处理,是很强的并缝措施,可使坝的静、动力特性与整体坝接近.... 采用非线性接触面单元模型,分析了带缝丰满大坝的静、动力特性.实践了一种有效的接触面静、动力迭代算法.研究表明,丰满坝在AB缝端插入钢筋棒和下游面采用钢筋网加固处理,是很强的并缝措施,可使坝的静、动力特性与整体坝接近.只是等应力缝跨缝不连续.地震时大坝坝头、缝顶端的结合部及坝镭部位产生了瞬时拉应力集中.且超过规范标准。但这种高应力集中区范围很小,且衰减很快.考虑到经过处理,认为这种局部应力集中,不至于对坝的抗震安全构成威胁,但须加以重视。 展开更多
关键词 丰满坝 动力持性 并缝 应用集中 线性接触面单元模型 局部应力集中 抗震性能
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不同速度列车脱轨撞击盾构隧道的动力损伤特性 被引量:4
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作者 孙明辉 晏启祥 +3 位作者 李彬嘉 吴政隆 张建辉 邓志鑫 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期83-91,共9页
为研究不同速度列车脱轨撞击盾构隧道的动力损伤特性,基于撞击动力学以及混凝土塑性损伤理论,建立列车—隧道—围岩的非线性接触动力有限元模型,分析120,200,300 km·h-1这3种列车脱轨速度下,列车撞击盾构隧道时的撞击力特征以及隧... 为研究不同速度列车脱轨撞击盾构隧道的动力损伤特性,基于撞击动力学以及混凝土塑性损伤理论,建立列车—隧道—围岩的非线性接触动力有限元模型,分析120,200,300 km·h-1这3种列车脱轨速度下,列车撞击盾构隧道时的撞击力特征以及隧道衬砌的损伤演化和分布规律。结果表明:3种速度列车脱轨时的撞击力变化规律一致;随着列车脱轨速度的增加,撞击力分量峰值均呈非线性增大;将撞击过程分为初始撞击、撞击耗能和稳定撞击3个阶段,隧道衬砌管片拉、压损伤值均在初始撞击阶段达到峰值,之后损伤的发展主要表现为损伤面积的不断扩大;衬砌管片外表面的损伤发展略滞后于内表面;压缩损伤的分布基本呈现出沿隧道轴向大于环向的"梭形"形态,而拉伸损伤的分布则更加广泛,损伤较大值(大于0.9)产生区域也更加分散;与压缩损伤相比,拉伸损伤更易导致衬砌发生大范围破坏;在较低脱轨速度下隧道衬砌即会产生较为严重的损伤,而损伤面积则随着列车脱轨速度的增加显著增大。 展开更多
关键词 盾构隧道 列车撞击 撞击荷载 结构损伤 线性接触动力有限元模型
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未知时变环境下机器人自校正阻抗控制研究 被引量:3
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作者 曾献文 翟敬梅 《机械设计与制造》 北大核心 2021年第6期291-295,共5页
针对未知、时变环境下机器人力位控制需求,基于非线性接触动力学模型进行了阻抗控制的位置自校正修正算法研究。通过建立基于Hunt-Crossley非线性接触动力学模型的阻抗控制系统,构建了在刚性或柔顺作业环境下机器人末端位置与接触力之... 针对未知、时变环境下机器人力位控制需求,基于非线性接触动力学模型进行了阻抗控制的位置自校正修正算法研究。通过建立基于Hunt-Crossley非线性接触动力学模型的阻抗控制系统,构建了在刚性或柔顺作业环境下机器人末端位置与接触力之间的动态关系;在自校正控制系统中引入自扰动递推最小二乘辨识算法,以接触力误差最小为设计指标,设计了阻抗控制的位置自校正修正算法,在预测控制同时进行接触动力学参数在线跟踪辨识,解决了在材料力学特性未知或存在时变的环境下,力跟踪的实时性和准确性问题;仿真实验模拟了环境力学特性参数事先未知且在不同作业区域间存在差异的应用场景,结果表明,该算法能够实时进行阻抗控制的自适应位置调整,保证了力位跟踪控制的快速响应性和收敛性,稳态力跟踪误差控制在2%以内,环境力学特性发生变化时的控制调整时间仅约7个采样周期,相较对比算法减少约70%。 展开更多
关键词 未知时变环境 力位控制 线性接触动力学模型 阻抗控制 参数辨识 自校正控制
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