考虑双对数模型下非达西渗流的软土一维大应变固结分析 被引量：2

1

作者 李兆帅 曹文贵 +3 位作者 崔鹏陆 徐赞 李慧鑫 胡闽 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第3期102-109,共8页

鉴于目前半对数模型难以较好地描述大应变软土的非线性压缩和渗透关系的现状,引入适用于软土大应变的双对数压缩渗透模型,建立了考虑非达西渗流的饱和软土地基一维大应变固结方程,并给出了有限差分数值解,通过与室内试验和解析解对比,... 鉴于目前半对数模型难以较好地描述大应变软土的非线性压缩和渗透关系的现状,引入适用于软土大应变的双对数压缩渗透模型,建立了考虑非达西渗流的饱和软土地基一维大应变固结方程,并给出了有限差分数值解,通过与室内试验和解析解对比,验证了解答的可靠性。在此基础上,分析了渗流参数、双对数压缩和渗流非线性关系参数和外荷载对固结性状的影响。结果表明:压缩指数I_(c)一定时,渗透参数越大,土层固结越慢;渗透参数一定时,压缩指数I_(c)越大,土层固结越慢;外荷载q_(u)越大,土层的沉降量就越大,超静孔隙水压力消散越快,土层的固结速率也越快;最后,对大、小应变固结理论下差分解对比分析,发现土体发生较大应变时,小应变固结理论将不再适用,此时应采用大应变固结理论开展计算。 展开更多

关键词 软土 双对数模型 大应变固结 非达西渗流 有限差分法

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两种Lagrangian大变形比奥固结有限元法及其与小变形法的比较 被引量：33

2

作者 何开胜 沈珠江 彭新宣 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期30-34,共5页

从非线性连续介质力学出发,采用Jaumann应力率和Biot平面固结理论,用同一程序结构和土性参数计算比较了饱和土体大变形Lagrangian法(TL和UL法)与小变形法的沉降和孔压差异。计算结果表明,当应变较小时,三种方法计算的变形和孔压值相同;... 从非线性连续介质力学出发,采用Jaumann应力率和Biot平面固结理论,用同一程序结构和土性参数计算比较了饱和土体大变形Lagrangian法(TL和UL法)与小变形法的沉降和孔压差异。计算结果表明,当应变较小时,三种方法计算的变形和孔压值相同;当应变很大时,大变形法和小变形法计算的沉降和孔压差异很大。因此,大小变形法分析结果的比较应采用总应力法。文中还指出,大变形分析地基最终沉降小于小变形法。 展开更多

关键词 大变形 拉格朗日法 固结 有限元 地基基础

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基于有限差分与离散元耦合的支挡结构数值计算方法 被引量：14

3

作者 张华 陆阳 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1402-1407,共6页

土体与支挡结构的变形与稳定是岩土工程界关注的一个重要问题。作为探讨,介绍了运用快速拉格朗日有限差分与颗粒离散单元外部耦合的方法,对处于系统中的不同部位,分别应用二维刚性颗粒离散单元与允许大应变的有限差分网格,模拟离散体与... 土体与支挡结构的变形与稳定是岩土工程界关注的一个重要问题。作为探讨,介绍了运用快速拉格朗日有限差分与颗粒离散单元外部耦合的方法,对处于系统中的不同部位,分别应用二维刚性颗粒离散单元与允许大应变的有限差分网格,模拟离散体与结构物的相互作用,连续域与非连续域的平滑过渡则通过计算过程中满足两域对应边界的相容条件与平衡条件实现。就耦合的实现途径进行了说明,并将其应用于衡重式挡墙与墙后填土相互作用的分析,对比计算结果与现场实测数据,证明采用的方法能较有效地再现土与支挡结构的力学变形规律。 展开更多

关键词 有限差分 颗粒离散元 耦合 大应变 相互作用

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STACER伸展变形的一种计算方法 被引量：6

4

作者 于春宇 张丛发 +1 位作者 张朋 王士敏 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期1398-1405,共8页

STACER是一种航天器上广泛应用的伸展机构,其储能部件由薄壁钢带经冷加工涡卷最终成型为螺旋管状.由于伸展长度可达装载高度的几十倍,钢带在展开过程中呈现为大挠度、大应变形变,机构伸展力的计算必然涉及强非线性问题;同时,钢带的构型... STACER是一种航天器上广泛应用的伸展机构,其储能部件由薄壁钢带经冷加工涡卷最终成型为螺旋管状.由于伸展长度可达装载高度的几十倍,钢带在展开过程中呈现为大挠度、大应变形变,机构伸展力的计算必然涉及强非线性问题;同时,钢带的构型、边界条件在伸展过程中不断变化,这些因素又增加了问题的难度,致使常用的商业软件已无法直接处理此类问题.此研究工作应用变分方法的思想,以研究钢带变形的几何特性为基础,构造出钢带构型恰当的可能函数空间,并利用形状函数随伸展长度的变化规律求出钢带的主应变以及变形能,再利用势能极小原理,确定出钢带的真实构型以及相应的变形能,最终利用变形能和虚功原理得出伸展力.这一方法既可以简化计算又可以得到钢带形状函数、伸展力的近似解析式,为伸展力影响因素的定量分析提供了条件. 展开更多

关键词 伸展机构 薄壁钢带 大应变大挠度 变分方法

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分层真空预压软土地基一维大变形固结模型及试验研究 被引量：9

5

作者 朱斌 陈若曦 +1 位作者 陈云敏 詹良通 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1927-1931,1936,共6页

基于以有效应力为控制变量的一维大变形固结方程,考虑固结过程中孔隙比及渗透系数随时间的变化,建立了分层真空预压多层软土地基的一维大变形固结分析模型,并利用差分法进行了数值求解.分析表明,分层真空预压软土地基能够大幅提高软土... 基于以有效应力为控制变量的一维大变形固结方程,考虑固结过程中孔隙比及渗透系数随时间的变化,建立了分层真空预压多层软土地基的一维大变形固结分析模型,并利用差分法进行了数值求解.分析表明,分层真空预压软土地基能够大幅提高软土地基的固结速率,软土的初始孔隙比及初始渗透系数对分层真空预压软土地基的固结速率有较大的影响.与模型试验结果的对比表明,该模型较合理地反映了分层真空预压下土体的变形和固结性状. 展开更多

关键词 真空预压 大变形固结 多层地基 有限差分法 模型试验

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考虑地下水浸没作用的固结沉降计算方法 被引量：5

6

作者 李婉 陈正汉 董志良 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期2173-2177,共5页

研究了地下水浸没对附加应力减小的作用,同时分析了附加应力变化对最终沉降量的影响,给出了考虑地下水浸没作用的大、小应变条件下的固结沉降计算公式,并对几种工况下的计算结果进行了对比分析。结果表明,考虑地下水浸没作用对地基固结... 研究了地下水浸没对附加应力减小的作用,同时分析了附加应力变化对最终沉降量的影响,给出了考虑地下水浸没作用的大、小应变条件下的固结沉降计算公式,并对几种工况下的计算结果进行了对比分析。结果表明,考虑地下水浸没作用对地基固结沉降的影响随荷载和土压缩性以及土层厚度的增加而增大,采用大变形固结理论计算固结沉降较符合实际情况。 展开更多

关键词 堆载预压 地下水浸没作用 固结沉降 大变形固结理论

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基于不同客观本构关系的路基大变形固结分析 被引量：5

7

作者 丁洲祥 龚晓南 +1 位作者 谢永利 李韬 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1485-1489,1500,共6页

针对路基大变形固结分析中常用的Jaumann率型本构关系不能考虑邻域变形之影响的缺点,将Truesdell率型本构关系引入到大变形固结理论。采用虚功原理和Galerkin加权残值法,推导了基于不同客观本构关系的大变形固结有限元方程。编制相应的... 针对路基大变形固结分析中常用的Jaumann率型本构关系不能考虑邻域变形之影响的缺点,将Truesdell率型本构关系引入到大变形固结理论。采用虚功原理和Galerkin加权残值法,推导了基于不同客观本构关系的大变形固结有限元方程。编制相应的平面应变有限元程序对路基大变形固结性状进行分析,主要讨论了Truesdell率型、Jaumann率型、简化Jaumann率型等3种大变形本构关系对路基固结性状的影响。算例分析结果表明:基于常用的Jaumann率型本构关系的大变形固结分析得到的路基沉降量、侧向位移和孔压等均偏大于基于Truesdell率型本构关系时的相应结果。小变形本构矩阵不能反映客观性要求,将导致计算结果产生较大偏差。对常见问题而言,Jaumann率型和Truesdell率型本构关系对计算结果的影响并不很大,传统分析方法在变形较小时仍具有较高精度。 展开更多

关键词 路基工程 大变形固结 有限元法 本构关系 客观性原理

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考虑起始水力坡降的软土大变形非线性固结分析 被引量：9

8

作者 李传勋 董兴泉 +1 位作者 金丹丹 谢康和 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期377-384,共8页

软黏土中渗流存在起始水力坡降的现象已逐渐为人们所认识,但变荷载下考虑起始坡降的软土大变形非线性固结理论还很鲜见。考虑土中渗流存在的起始水力坡降及非线性压缩渗透特性,在拉格朗日坐标系中建立变荷载下以超静孔压为变量的软土大... 软黏土中渗流存在起始水力坡降的现象已逐渐为人们所认识,但变荷载下考虑起始坡降的软土大变形非线性固结理论还很鲜见。考虑土中渗流存在的起始水力坡降及非线性压缩渗透特性,在拉格朗日坐标系中建立变荷载下以超静孔压为变量的软土大变形非线性固结模型并给出其有限差分解。在此基础上,通过与达西定律下大变形固结半解析解对比分析,验证了解的可靠性。最后着重分析起始水力坡降对软土大、小变形固结性状影响的差异。结果表明,无论采用小变形假定还是采用大变形假定,考虑起始坡降后超静孔压的消散速率及最终沉降量均比达西定律下小。大、小变形假定下起始坡降均会引起超静孔压不能完全消散的现象,且大变形假定下超静孔压残留值要小于其小变形假定下的残留值,致使大变形假定下土层最终沉降量要比其小变形假定下大。起始水力坡降和几何变形假定均会影响固结性状,且起始坡降值无疑影响更明显,故在软黏土中渗流存在的起始水力坡降在固结计算中不容忽视。 展开更多

关键词 软土 起始水力坡降 大变形固结 有限差分法 非线性固结

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非饱和土中球形孔扩张的弹塑性分析 被引量：30

9

作者 胡伟 刘明振 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1292-1297,共6页

在考虑土体体积变化的前提下,应用圆孔扩张理论,结合修正剑桥模型推导出了非饱和土中球形孔扩张后,土体中应力、位移分布的解析解;并分析了超固结比对结果的影响。其结论可为非饱和土地区的沉桩、静力触探等岩土工程问题提供理论依据。

关键词 圆孔扩张理论 修正剑桥模型 相关联流动法则 超固结比 大变形

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饱和软土大应变自重固结非线性分析 被引量：10

10

作者 龚文惠 赵旭东 +2 位作者 邱金伟 李逸 杨晗 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期2099-2107,2118,共10页

饱和软土的自重固结涉及许多复杂的非线性问题,而现有分析方法一般基于线性假设,将固结控制方程简化,在沉降变形较大的情况下并不合理。基于Gibson大变形固结方程,推导在单面排水和双面排水条件下的边界条件,综合考虑饱和软土的自重特... 饱和软土的自重固结涉及许多复杂的非线性问题,而现有分析方法一般基于线性假设,将固结控制方程简化,在沉降变形较大的情况下并不合理。基于Gibson大变形固结方程,推导在单面排水和双面排水条件下的边界条件,综合考虑饱和软土的自重特性与非线性压缩、渗透关系,采用稳定性较好的Crank-Nicolson型差分格式离散并求解非线性控制方程,并从孔隙比、沉降、孔隙水流速3个方面将数值解与CS2固结数值模型进行对比验证。结合工程实例,研究土层不同初始厚度和初始孔隙比对自重固结的影响。结果表明:初始厚度与初始孔隙比较大土层最终沉降也较大。与传统方法相比,该方法所得出的数值解精度较高,实现了高度非线性固结方程的快速求解,其成果更能广泛运用于实际工程的分析之中。 展开更多

关键词 饱和软土 自重固结 大应变 非线性 有限差分法

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弹塑性大应变双重非线性问题分析的再生核质点法研究 被引量：2

11

作者 赵光明 宋顺成 杨显杰 《塑性工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期124-128,共5页

再生核质点法是一种新型无网格方法,只需质点信息而无需划分网格,在大变形大应变分析中能够方便适应计算中网格畸变。在大应变情况下引入Jaumann应力率和应变速率来表征材料的弹塑性本构关系,并将再生核质点法的插值方法引入虚位移原理... 再生核质点法是一种新型无网格方法,只需质点信息而无需划分网格,在大变形大应变分析中能够方便适应计算中网格畸变。在大应变情况下引入Jaumann应力率和应变速率来表征材料的弹塑性本构关系,并将再生核质点法的插值方法引入虚位移原理,推导了弹塑性大应变再生核质点法计算控制方程,给出了方程计算格式。通过对具体算例的分析研究表明了,此方法对弹塑性大应变分析的有效性。 展开更多

关键词 无网格法 再生核质点法 弹塑性 大应变 非线性

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双层砂井地基大变形固结方程差分解 被引量：4

12

作者 张明 赵有明 +1 位作者 刘国楠 胡荣华 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1666-1674,共9页

基于砂井地基轴对称大变形固结控制方程,综合考虑双层砂井地基软土的压缩性与渗透性非线性幂函数变化、分级加荷、径向与竖向同时渗流排水、初始超静孔压几种分布模式等实际条件,采用交替方向隐式(ADI)差分法编程求解了建立的双层砂井... 基于砂井地基轴对称大变形固结控制方程,综合考虑双层砂井地基软土的压缩性与渗透性非线性幂函数变化、分级加荷、径向与竖向同时渗流排水、初始超静孔压几种分布模式等实际条件,采用交替方向隐式(ADI)差分法编程求解了建立的双层砂井地基大变形固结控制方程,通过算例分析验证了建立的方程与差分解法及编制程序的合理性。将本文方法应用于围海造陆工程吹填淤泥与海相沉积淤泥组成的双层砂井地基固结计算,预测的固结沉降过程较经典固结理论更接近于实测值,对双层砂井地基固结沉降过程预测进行了有益的探讨。 展开更多

关键词 土力学 双层砂井地基 大变形 分级加荷 差分法 固结

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静压桩挤土扩孔的有限元数值模拟研究 被引量：8

13

作者 计宏 卢文晓 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2009年第6期722-725,共4页

对于静压桩沉桩挤土效应的研究,通常应用圆孔扩张理论,但是截面形状仅限于圆形截面。为了扩展其他截面形式的研究,文中将有限元方法运用于沉桩扩孔的模拟,用从初始半径a0的小孔扩张到2a0的过程来等效0-R的小孔扩张过程,和已有理论分析... 对于静压桩沉桩挤土效应的研究,通常应用圆孔扩张理论,但是截面形状仅限于圆形截面。为了扩展其他截面形式的研究,文中将有限元方法运用于沉桩扩孔的模拟,用从初始半径a0的小孔扩张到2a0的过程来等效0-R的小孔扩张过程,和已有理论分析所取的结果进行比较分析,证明FEM对圆孔扩张也是有效的。与圆孔扩张理论相比,可以推广进行其他截面形式的桩扩孔的分析研究,从而扩大了其应用范围。 展开更多

关键词 静压桩 大变形 圆孔扩张理论 有限元

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绿泥石片岩隧洞大变形特征及控制措施--以滇中引水工程香炉山隧洞为例 被引量：5

14

作者 刘海明 成远登 +3 位作者 吴永红 张雨霆 丁文云 王忠伟 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2022年第12期42-48,55,共8页

为进一步掌握深埋软岩隧洞开挖过程中大变形规律,依托在建滇中引水工程香炉山隧洞绿泥石片岩段,运用有限差分软件FLAC^(3D),对比分析软岩隧洞更为适用的本构模型;并采用预留核心土台阶开挖法(工况1)、单侧壁导坑法(工况2)和中隔壁开挖法... 为进一步掌握深埋软岩隧洞开挖过程中大变形规律,依托在建滇中引水工程香炉山隧洞绿泥石片岩段,运用有限差分软件FLAC^(3D),对比分析软岩隧洞更为适用的本构模型;并采用预留核心土台阶开挖法(工况1)、单侧壁导坑法(工况2)和中隔壁开挖法(工况3)对大变形的控制效果进行对比分析。结果表明:采用Hoek-Brown(H-B)应变软化模型得到拱顶最大沉降大于理想弹塑性模型的计算结果,与实际沉降误差为9.3%;工况1及工况3对拱顶沉降的控制相较于工况2减少了20%左右,工况3对拱腰及拱墙的收敛变形相较于工况1和工况2得到明显控制。从大变形控制效果和塑性区分布来看,采用中隔壁开挖法可有效减小隧洞绿泥石片岩段的变形。 展开更多

关键词 绿泥石片岩 应变软化模型 高地应力 大变形 数值模拟 开挖工法

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多层超软土大变形固结的有限差分解 被引量：2

15

作者 文海家 张永兴 柳源 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期101-104,共4页

对一维大变形固结方程及固结系数进行了讨论 ,在此基础上建立了以位移为控制变量物质描述下单向大变形固结方程的有限差分法方程 ,对其初始条件和边界条件进行有限差分离散 ,对不同超软土层间的边界进行连续性处理 ,最后形成了多层超软... 对一维大变形固结方程及固结系数进行了讨论 ,在此基础上建立了以位移为控制变量物质描述下单向大变形固结方程的有限差分法方程 ,对其初始条件和边界条件进行有限差分离散 ,对不同超软土层间的边界进行连续性处理 ,最后形成了多层超软土大变形固结有限差分解的非线性方程组 ,并对其采用迭代法求解 ,在此基础上编制调试了计算程序LSCFDM作算例分析 。 展开更多

关键词 超软土地基 大变形固结 有限差分法 迭代法 计算程序

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考虑起始坡降双层地基的大应变非线性固结 被引量：5

16

作者 李传勋 董兴泉 +1 位作者 金丹丹 王玉林 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1877-1884,共8页

天然软土成层分布特性及土中渗流存在起始水力坡降的现象已被人们熟知。但变荷载下能同时考虑黏土中起始水力坡降、软土非线性压缩渗透特性及大应变特性的双层地基固结理论还鲜见报道。在拉格朗日坐标系中建立以超静孔压为变量的双层软... 天然软土成层分布特性及土中渗流存在起始水力坡降的现象已被人们熟知。但变荷载下能同时考虑黏土中起始水力坡降、软土非线性压缩渗透特性及大应变特性的双层地基固结理论还鲜见报道。在拉格朗日坐标系中建立以超静孔压为变量的双层软土地基大应变非线性固结模型并给出其有限差分解。通过与考虑起始水力坡降的单层地基大应变非线性固结数值计算结果对比,验证了差分解的可靠性。着重分析了上、下土层起始坡降无量纲参数R_1、R_2对双层地基固结性状的影响,分析在大应变与小应变假定下双层地基超静孔压消散及固结沉降变形的异同。结果表明:上层土无量纲参数R_1对双层地基固结性状的影响程度较下层土无量纲参数R_2显著;大应变假定下双层地基渗流前锋的下移速度要快于小应变假定下的移动速度;大应变假定下考虑起始水力坡降的双层软土地基超静孔压消散速率要比小应变假定下快,且大应变假定下考虑起始水力坡降的双层地基最终沉降量要比小应变假定下大。 展开更多

关键词 双层地基 起始水力坡降 大变形固结 非线性固结 有限差分

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超大变形应变测量方法的研究 被引量：5

17

作者 张川 郭楠 《中国测试》 北大核心 2014年第S1期90-93,共4页

针对具有超大应变的新材料在航空航天技术中的应用,传统的应变片因其固有的测量原理已不能满足需求,提出一种基于数字图像的测量方法对超大应变材料进行精确测量。对塑料试件进行单向拉伸应变测量,结果显示该方法能实时、动态、全场地... 针对具有超大应变的新材料在航空航天技术中的应用,传统的应变片因其固有的测量原理已不能满足需求,提出一种基于数字图像的测量方法对超大应变材料进行精确测量。对塑料试件进行单向拉伸应变测量,结果显示该方法能实时、动态、全场地测量大于500%的应变分布,该方法为全场超大应变材料的测量提供一种有效手段,对材料性能测试具有重要的意义。 展开更多

关键词 超大应变 数字图像相关法 全场测量

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大口径厚壁埋弧直缝焊管内应力检测研究 被引量：4

18

作者 张慎伟 张其林 陈国栋 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 2007年第1期77-79,共3页

以广州新电视塔钢结构工程用大口径厚壁埋弧直缝焊管为对象,采用一种应用广泛且精度较好的检测方法—盲孔法,对厚壁直缝焊管内外表面的残余应力进行了检测。检测结果表明,该方法可以有效地测出钢管内部残余应力的大小与分布,可为结构设... 以广州新电视塔钢结构工程用大口径厚壁埋弧直缝焊管为对象,采用一种应用广泛且精度较好的检测方法—盲孔法,对厚壁直缝焊管内外表面的残余应力进行了检测。检测结果表明,该方法可以有效地测出钢管内部残余应力的大小与分布,可为结构设计提供理论依据。 展开更多

关键词 大口径厚壁直缝焊管 残余应力检测 盲孔法 应变释放系数

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Jaumann率型一维大变形本构关系的双曲线模型 被引量：1

19

作者 丁洲祥 朱合华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第S1期35-39,共5页

鉴于 Jaumann 率型本构关系难以得到应力应变全量之间的严格解析形式,采用有限元法研究了一维大变形过程中Kirchhoff 应力和 Green 应变之间的变化规律。首先,基于虚功原理推导了完全拉格朗日描述的大变形有限元方程,然后提出了模拟大... 鉴于 Jaumann 率型本构关系难以得到应力应变全量之间的严格解析形式,采用有限元法研究了一维大变形过程中Kirchhoff 应力和 Green 应变之间的变化规律。首先,基于虚功原理推导了完全拉格朗日描述的大变形有限元方程,然后提出了模拟大变形本构关系的双曲线模型和割线模量处理方法。算例分析结果表明,双曲线模型能够较好地拟合大变形本构关系。大变形计算本构关系应当考虑初始孔隙比的影响。 展开更多

关键词 Jaumann率型本构方程 大应变有限元法 双曲线模型 割线模量法

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参数激励的幅值不是很小时Mathieu方程的一种解法 被引量：4

20

作者 袁镒吾 张伟 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2000年第3期128-132,共5页

用改进的变形参数法求得了激励的幅值不是小量时 Mathieu方程的周期解及过渡曲线。

关键词 MATHIEU方程 参数激励 过渡曲线 周期解 大幅度激励

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