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基于联合有限元-离散元的混凝土重力坝破坏三维仿真模拟
被引量:
6
1
作者
申振东
许栋
+2 位作者
白玉川
及春宁
Ante Munjiza
《计算力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2017年第1期49-56,共8页
水利工程中混凝土重力坝在地震等作用下的三维破坏形式以及破坏过程对大坝安全影响重大。本文建立了固体材料的联合有限元-离散元(Combined Finite-Discrete Element)三维数学模型,并引入Single/Smeared断裂损伤模型,模拟混凝土材料的...
水利工程中混凝土重力坝在地震等作用下的三维破坏形式以及破坏过程对大坝安全影响重大。本文建立了固体材料的联合有限元-离散元(Combined Finite-Discrete Element)三维数学模型,并引入Single/Smeared断裂损伤模型,模拟混凝土材料的破坏。数学模型经验证后,用于地震作用下混凝土重力坝破坏的三维数值模拟,结果表明,联合有限元-离散元方法能够有效模拟坝体的破坏模式和破坏阈值条件,且具有将坝体连续变形与不连续断裂有机结合的优点。通过一系列数值模拟工况的对比,分析了模型网格分辨率对破坏条件、破坏模式以及程序计算效率的影响,研究结果能够为大坝的抗震设计提供有价值的参考。
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关键词
混凝土重力坝
联合有限元-离散元
Single/Smeared破坏模型
三维模拟
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职称材料
2UPR-RPU过约束并联机构刚度性能评价
被引量:
6
2
作者
杨超
叶伟
+2 位作者
张克涛
黄风立
张伟中
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第2期392-401,共10页
运用螺旋理论和应变能方法研究了具有2R1T三自由度的2UPR-RPU过约束并联机构的静弹性刚度性能,模型考虑了杆件和关节的柔度。首先,基于螺旋理论得到分支的约束螺旋系;其次,基于材料力学得到分支中杆件的应变能,通过映射分支约束螺旋系...
运用螺旋理论和应变能方法研究了具有2R1T三自由度的2UPR-RPU过约束并联机构的静弹性刚度性能,模型考虑了杆件和关节的柔度。首先,基于螺旋理论得到分支的约束螺旋系;其次,基于材料力学得到分支中杆件的应变能,通过映射分支约束螺旋系到铰空间得到关节的应变能,通过汇总杆件、关节的应变能和卡氏定理得到与约束螺旋系对应的分支紧凑刚度矩阵;最后,通过虚功原理得到机构的总体刚度矩阵。采用有限元商业软件建立了有限元模型,并与理论模型进行对比,验证了理论模型的正确性。定义弹性元件存储的应变能与总应变能之比作为应变能因子指标,给出了应变能因子指标在规则工作空间的四维切片分布图,从应变能的角度定量评价了各弹性元件对机构刚度性能的影响程度,给出了不同载荷作用下的全局应变能因子指标。本研究为定位对机构刚度性能影响最大的弹性元件提供了新的思路。
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关键词
并联机构
应变能
静弹性刚度模型
刚度性能评价
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职称材料
一种运动部分解耦的2R2T并联机构运动学与性能分析
被引量:
13
3
作者
叶伟
李秦川
张克涛
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第1期374-382,共9页
提出了一种新型四分支并联机构。采用李群理论对机构进行了自由度分析,该机构能输出两转动两移动运动,可由与机架相邻的移动副驱动。研究了机构的位置模型,推导得到了位置反解和正解的表达式,分析了机构的运动部分解耦特性。求解了机构...
提出了一种新型四分支并联机构。采用李群理论对机构进行了自由度分析,该机构能输出两转动两移动运动,可由与机架相邻的移动副驱动。研究了机构的位置模型,推导得到了位置反解和正解的表达式,分析了机构的运动部分解耦特性。求解了机构的雅可比矩阵,基于雅可比矩阵行列式讨论了其奇异位形。绘制了机构的工作空间及内部奇异分布,机构的奇异分布在工作空间边缘,具有很大的转动能力。机构在中间位置两个方向的转角范围分别可达-44°~60°和-35°~52°。对机构进行了运动/力传递性能分析,得到了工作空间内的性能分布情况,以全域传递指标为目标对机构进行了尺度优化。
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关键词
并联机构
李群理论
自由度
工作空间
尺度优化
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职称材料
题名
基于联合有限元-离散元的混凝土重力坝破坏三维仿真模拟
被引量:
6
1
作者
申振东
许栋
白玉川
及春宁
Ante Munjiza
机构
天津
大学
水利
工程
仿真与安全国家重点试验室
伦敦
玛丽
女王
大学
工程与
材料
科学
学院
出处
《计算力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2017年第1期49-56,共8页
基金
国家自然科学基金创新研究群体项目(51321065)
国家自然科学基金(51579175
+2 种基金
51009105)
NSFC-广东联合基金(第二期)超级计算科学应用研究专项
国家超级计算广州中心资助项目
文摘
水利工程中混凝土重力坝在地震等作用下的三维破坏形式以及破坏过程对大坝安全影响重大。本文建立了固体材料的联合有限元-离散元(Combined Finite-Discrete Element)三维数学模型,并引入Single/Smeared断裂损伤模型,模拟混凝土材料的破坏。数学模型经验证后,用于地震作用下混凝土重力坝破坏的三维数值模拟,结果表明,联合有限元-离散元方法能够有效模拟坝体的破坏模式和破坏阈值条件,且具有将坝体连续变形与不连续断裂有机结合的优点。通过一系列数值模拟工况的对比,分析了模型网格分辨率对破坏条件、破坏模式以及程序计算效率的影响,研究结果能够为大坝的抗震设计提供有价值的参考。
关键词
混凝土重力坝
联合有限元-离散元
Single/Smeared破坏模型
三维模拟
Keywords
concrete gravity dam
Combined Finite-Discrete Element Method
Single/Smeared crack model
three-dimensional simulation
分类号
TV313 [水利工程—水工结构工程]
O242.21 [理学—计算数学]
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职称材料
题名
2UPR-RPU过约束并联机构刚度性能评价
被引量:
6
2
作者
杨超
叶伟
张克涛
黄风立
张伟中
机构
嘉兴
学院
机电
工程
学院
浙江理工
大学
机械与自动控制
学院
伦敦玛丽女王大学工程与材料学院
出处
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第2期392-401,共10页
基金
国家自然科学基金项目(51705465)
浙江省基础公益研究计划项目(LGG19E050029、LGG19E050018)
文摘
运用螺旋理论和应变能方法研究了具有2R1T三自由度的2UPR-RPU过约束并联机构的静弹性刚度性能,模型考虑了杆件和关节的柔度。首先,基于螺旋理论得到分支的约束螺旋系;其次,基于材料力学得到分支中杆件的应变能,通过映射分支约束螺旋系到铰空间得到关节的应变能,通过汇总杆件、关节的应变能和卡氏定理得到与约束螺旋系对应的分支紧凑刚度矩阵;最后,通过虚功原理得到机构的总体刚度矩阵。采用有限元商业软件建立了有限元模型,并与理论模型进行对比,验证了理论模型的正确性。定义弹性元件存储的应变能与总应变能之比作为应变能因子指标,给出了应变能因子指标在规则工作空间的四维切片分布图,从应变能的角度定量评价了各弹性元件对机构刚度性能的影响程度,给出了不同载荷作用下的全局应变能因子指标。本研究为定位对机构刚度性能影响最大的弹性元件提供了新的思路。
关键词
并联机构
应变能
静弹性刚度模型
刚度性能评价
Keywords
parallel mechanism
strain energy
elastostatic stiffness modeling
stiffness performance evaluation
分类号
TH112 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
一种运动部分解耦的2R2T并联机构运动学与性能分析
被引量:
13
3
作者
叶伟
李秦川
张克涛
机构
浙江理工
大学
机械与自动控制
学院
伦敦玛丽女王大学工程与材料学院
出处
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第1期374-382,共9页
基金
国家杰出青年科学基金项目(51525504)
国家自然科学基金项目(51705465)
浙江理工大学科研启动基金项目(16022091-Y)
文摘
提出了一种新型四分支并联机构。采用李群理论对机构进行了自由度分析,该机构能输出两转动两移动运动,可由与机架相邻的移动副驱动。研究了机构的位置模型,推导得到了位置反解和正解的表达式,分析了机构的运动部分解耦特性。求解了机构的雅可比矩阵,基于雅可比矩阵行列式讨论了其奇异位形。绘制了机构的工作空间及内部奇异分布,机构的奇异分布在工作空间边缘,具有很大的转动能力。机构在中间位置两个方向的转角范围分别可达-44°~60°和-35°~52°。对机构进行了运动/力传递性能分析,得到了工作空间内的性能分布情况,以全域传递指标为目标对机构进行了尺度优化。
关键词
并联机构
李群理论
自由度
工作空间
尺度优化
Keywords
parallel mechanism
Lie Group theory
mobility
workspace
dimensional optimization
分类号
TH112 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于联合有限元-离散元的混凝土重力坝破坏三维仿真模拟
申振东
许栋
白玉川
及春宁
Ante Munjiza
《计算力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2017
6
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
2UPR-RPU过约束并联机构刚度性能评价
杨超
叶伟
张克涛
黄风立
张伟中
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
6
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
一种运动部分解耦的2R2T并联机构运动学与性能分析
叶伟
李秦川
张克涛
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
13
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职称材料
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