穿黄隧洞纵向变形三维有限元分析 被引量：4

1

作者 谢小玲 苏海东 林绍忠 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2010年第7期60-64,共5页

穿黄隧洞深埋于河床摆幅大、冲淤变化剧烈的黄河河道,地处7度地震区,是一个由数百个环拼装联结的非连续变形柔性结构。河床冲淤变化以及地震荷载对隧洞纵向变形以及纵向变形缝的影响问题,是隧洞方案是否可行的关键技术问题之一。为此,... 穿黄隧洞深埋于河床摆幅大、冲淤变化剧烈的黄河河道,地处7度地震区,是一个由数百个环拼装联结的非连续变形柔性结构。河床冲淤变化以及地震荷载对隧洞纵向变形以及纵向变形缝的影响问题,是隧洞方案是否可行的关键技术问题之一。为此,采用自编的考虑接触的三维非线性有限元分析程序,计算隧洞结构纵向变形、变形缝张开度、错动位移等。针对隧洞模型计算范围大,接触面多等特点,通过采取多项措施控制计算规模,保证计算精度,结合程序的方程组快速求解方法,解决了穿黄隧洞纵向变形这一技术难题。计算结果表明,在最不利荷载组合作用下,隧洞变形缝的张开度、错动位移和相应跨缝螺栓应力以及混凝土应力均在设计控制的范围内,满足设计要求。 展开更多

关键词 穿黄隧洞 纵向变形 接触非线性 三维有限元

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基于矩阵特殊运算的高阶流形单元分析 被引量：12

2

作者 林绍忠 祁勇峰 苏海东 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2006年第3期36-39,共4页

在数值流形法的单元分析中广泛采用单纯形积分进行精确积分,然而在高阶数值流形法中采用单纯形积分并不容易,因为要求被积函数为显式多项式函数。采用Kronecker积、Hadamard积和拉直等矩阵特殊运算进行高阶流形单元分析,使得单元矩阵的... 在数值流形法的单元分析中广泛采用单纯形积分进行精确积分,然而在高阶数值流形法中采用单纯形积分并不容易,因为要求被积函数为显式多项式函数。采用Kronecker积、Hadamard积和拉直等矩阵特殊运算进行高阶流形单元分析,使得单元矩阵的推导过程简单且被积函数易表示为多项式形式。在此基础上,开发了三维弹性连续体静力分析的高阶数值流形法程序。通过实例验证了公式和程序的正确性。 展开更多

关键词 数值流形法 高阶覆盖函数 单元分析 矩阵特殊运算 单纯形积分

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用数值流形法分析温度场及温度应力 被引量：10

3

作者 林绍忠 明峥嵘 祁勇峰 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2007年第5期72-75,共4页

应用有限元法进行大体积混凝土结构的温度应力仿真分析时,为获得满意的计算精度,往往需要剖分比较密集的网格,计算工作量大。鉴于数值流形法具有自适应分析和网格剖分方便等优点,推导了基于高阶流形法的温度场及温度应力计算公式,公式... 应用有限元法进行大体积混凝土结构的温度应力仿真分析时,为获得满意的计算精度,往往需要剖分比较密集的网格,计算工作量大。鉴于数值流形法具有自适应分析和网格剖分方便等优点,推导了基于高阶流形法的温度场及温度应力计算公式,公式中的被积函数均是多项式基底的乘积,可以直接采用单纯形积分法进行精确积分。在此基础上,开发了相应计算程序,为大体积混凝土结构的温度应力仿真计算开辟了新的途径。算例表明,在粗网格情况下,通过提高覆盖函数的阶数,数值流形法可迅速提高计算精度。 展开更多

关键词 温度场 温度应力 仿真计算 大体积混凝土结构 数值流形法

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Windows环境下块体理论工程分析软件的初步开发 被引量：2

4

作者 张奇华 刘祖德 邬爱清 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2004年第1期60-62,共3页

简要分析了国内外块体理论研究与工程计算分析程序的发展状况,采用VisualBasic语言、OpenGL与API技术,进行了Windows软件开发,并增加了最新研究成果。初步开发的工程分析软件具有赤平投影、包括凹形块体在内的块体形态分析、块体稳定性... 简要分析了国内外块体理论研究与工程计算分析程序的发展状况,采用VisualBasic语言、OpenGL与API技术,进行了Windows软件开发,并增加了最新研究成果。初步开发的工程分析软件具有赤平投影、包括凹形块体在内的块体形态分析、块体稳定性分析与锚固支护建议、洞室内最大块体形态分析、随机块体分析等工程应用中必备的功能。软件通过人机交互界面或文件形式进行数据输入、计算结果图形化显示、并与AutoCAD或PostScript等通用图形软件接口,可方便地实现软件的操作使用。目前的软件已在一些工程中得到应用。 展开更多

关键词 块体理论 块体稳定性 凹形块体 VISUAL BASIC语言

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适用于数值流形法分析的混凝土徐变递推公式 被引量：3

5

作者 林绍忠 明峥嵘 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2010年第7期56-59,共4页

目前大体积混凝土结构温度应力仿真计算主要采用有限元法。对于复杂结构,有限元法仿真计算存在计算规模大、前处理难度大等问题。数值流形法具有网格剖分和自适应分析方便等优点,可为温度应力仿真计算提供有力的分析手段。混凝土徐变可... 目前大体积混凝土结构温度应力仿真计算主要采用有限元法。对于复杂结构,有限元法仿真计算存在计算规模大、前处理难度大等问题。数值流形法具有网格剖分和自适应分析方便等优点,可为温度应力仿真计算提供有力的分析手段。混凝土徐变可以松驰温度应力,在温度应力仿真计算中一般都要考虑徐变的影响。有限元法中采用的徐变递推公式是基于数值积分点的应力状态,但数值流形法的单元应力呈多项式函数分布,这种递推公式已不适用。为此,推导了适合于数值流形法的徐变递推公式及等效荷载计算公式,并编制了数值流形法仿真计算程序,通过数值算例验证了公式的正确性。 展开更多

关键词 数值流形法 混凝土结构 徐变递推公式 温度应力 仿真计算

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数值流形法中覆盖函数的改进形式及其应用 被引量：10

6

作者 林绍忠 祁勇峰 苏海东 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2006年第6期55-58,共4页

采用高阶覆盖函数可以提高数值流形法的计算精度,但常用的基于全局坐标的高阶函数会导致刚度矩阵病态,并且影响物体边界上占据部分数学网格的小单元的计算精度。在其他研究者建议的基于局部坐标的覆盖函数基础上,提出了改进的局部覆盖函... 采用高阶覆盖函数可以提高数值流形法的计算精度,但常用的基于全局坐标的高阶函数会导致刚度矩阵病态,并且影响物体边界上占据部分数学网格的小单元的计算精度。在其他研究者建议的基于局部坐标的覆盖函数基础上,提出了改进的局部覆盖函数,使刚度矩阵的性态得到有效改善,并提高了边界上小单元的应力精度;建立了局部覆盖函数与全局覆盖函数间的关系式,方便了公式推导。 展开更多

关键词 数值流形法 局部覆盖函数 刚度矩阵 条件数

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高阶数值流形方法的初应力公式 被引量：5

7

作者 苏海东 崔建华 谢小玲 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期270-274,共5页

高阶数值流形方法和高阶DDA方法可以显著提高结构变形的计算精度,但目前涉及几何非线性问题的研究成果大都计算精度差甚至不收敛,这是由高阶初应力公式的不准确或不正确引起的。本文介绍数值流形方法的大变形计算格式,基于平面三角形数... 高阶数值流形方法和高阶DDA方法可以显著提高结构变形的计算精度,但目前涉及几何非线性问题的研究成果大都计算精度差甚至不收敛,这是由高阶初应力公式的不准确或不正确引起的。本文介绍数值流形方法的大变形计算格式,基于平面三角形数学网格和多项式覆盖函数,提出高阶流形法的两种初应力处理方法,首次导出了高阶初应力的准确公式。该公式在分步计算的初应力累加中考虑了大变形结构的构形变化,并将初应力表示成多项式函数形式以满足单纯形积分的要求。文中给出的悬臂梁大变形数值算例与理论解的对比结果证明了方法的正确性。本文的方法和公式也适用于三维四面体数学网格,稍加修改后将可应用于高阶DDA方法和常规的有限元方法。 展开更多

关键词 数值流形方法 高阶多项式覆盖函数 大变形 初应力 单纯形积分

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粗粒料力学特性的DDA数值模拟 被引量：16

8

作者 郭培玺 林绍忠 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2008年第1期58-60,69,共4页

采用非连续变形分析方法(DDA)研究粗粒料的力学特性。研究了二维粗粒料颗粒的随机生成方法,按照粗粒料级配曲线随机生成松散分布的颗粒,应用DDA模拟重力作用下颗粒在承模筒内的下落过程并形成相互接触的堆积体,以此建立粗粒料数值模拟... 采用非连续变形分析方法(DDA)研究粗粒料的力学特性。研究了二维粗粒料颗粒的随机生成方法,按照粗粒料级配曲线随机生成松散分布的颗粒,应用DDA模拟重力作用下颗粒在承模筒内的下落过程并形成相互接触的堆积体,以此建立粗粒料数值模拟试验模型。参照粗粒料室内三轴试验的加载过程,应用DDA进行粗粒料力学特性的数值模拟试验,所得应力应变曲线与三轴试验曲线基本吻合,说明DDA数值模拟应用于粗粒料力学特性的研究是可行的。文中还给出了反映颗粒相互作用的若干组构要素的分布情况。 展开更多

关键词 粗粒料 随机分布 力学将性 数值分析 DDA

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粗粒料颗粒随机分布的数值模拟 被引量：5

9

作者 郭培玺 林绍忠 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2007年第4期50-52,56,共4页

数值模拟试验不受时间、场地及试件尺寸等限制,是粗粒料室内力学试验和现场力学试验的有效补充。为了建立粗粒料数值模拟试验模型,研究了二维粗粒料颗粒的随机生成方法。首先按照粗粒料级配曲线随机生成松散分布的颗粒,然后应用DDA(disc... 数值模拟试验不受时间、场地及试件尺寸等限制,是粗粒料室内力学试验和现场力学试验的有效补充。为了建立粗粒料数值模拟试验模型,研究了二维粗粒料颗粒的随机生成方法。首先按照粗粒料级配曲线随机生成松散分布的颗粒,然后应用DDA(discontinuous deformation analysis)模拟重力作用下颗粒在承模筒内的堆积分布,形成相互接触、结构稳定的颗粒聚合体,为粗粒料力学特性的数值模拟试验奠定基础。 展开更多

关键词 粗粒料 随机分布 数值模拟 DDA

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数值流形法独立覆盖区域的一种自动选取方法 被引量：3

10

作者 林绍忠 苏海东 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2014年第12期88-91,共4页

部分重叠覆盖的数值流形法是一种以独立覆盖为主的分析方式。为了在常规尺寸单元的数学网格中自动选取独立覆盖区域,应用图的着色方法将数学网格的单元分为若干个独立集。在此基础上,以独立覆盖区域最多为原则,选择用于定义独立覆盖的单... 部分重叠覆盖的数值流形法是一种以独立覆盖为主的分析方式。为了在常规尺寸单元的数学网格中自动选取独立覆盖区域,应用图的着色方法将数学网格的单元分为若干个独立集。在此基础上,以独立覆盖区域最多为原则,选择用于定义独立覆盖的单元(其所有结点覆盖合并为一个覆盖),其余单元作为重叠区域以保持连续性,不属于独立覆盖单元的结点作为常规的结点覆盖。通过算例,揭示了重叠覆盖间的线性相关仅存在于数学网格边界上的结点覆盖,覆盖合并可以减少整体刚度矩阵零特征值的数目,甚至完全避免线性相关。 展开更多

关键词 数值流形法 广义有限元法 独立覆盖 自动选择 图着色 线性相关

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单纯形积分的递推公式 被引量：13

11

作者 林绍忠 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2005年第3期32-34,共3页

石根华提出的单纯形积分是一种精确积分,被广泛应用于非连续变形分析和数值流形法中。基于Kronecker积、Hadamard积和拉直等矩阵特殊运算,将单项式函数在单纯形上的积分表示为矩阵形式,提出了单纯形积分的递推公式。与石根华的单纯形积... 石根华提出的单纯形积分是一种精确积分,被广泛应用于非连续变形分析和数值流形法中。基于Kronecker积、Hadamard积和拉直等矩阵特殊运算,将单项式函数在单纯形上的积分表示为矩阵形式,提出了单纯形积分的递推公式。与石根华的单纯形积分公式相比,递推公式计算量大为减少,而且在计算高阶函数积分的同时,还附带获得所有低阶函数的积分。 展开更多

关键词 单项式函数 单纯形积分 递推公式 矩阵特殊运算

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基于DDA的膨胀土边坡破坏过程模拟 被引量：6

12

作者 邱宽红 林绍忠 黄斌 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2009年第11期58-61,共4页

采用非连续变形分析方法DDA模拟膨胀土边坡的破坏过程。根据膨胀土边坡浅层破坏特征和Mohr-Cou-lomb准则,设置了3组潜在剪切破坏面,它们互相切割形成块体系统。基于试验数据,假定了土体变形参数和抗剪强度参数与含水量的关系。土体的吸... 采用非连续变形分析方法DDA模拟膨胀土边坡的破坏过程。根据膨胀土边坡浅层破坏特征和Mohr-Cou-lomb准则,设置了3组潜在剪切破坏面,它们互相切割形成块体系统。基于试验数据,假定了土体变形参数和抗剪强度参数与含水量的关系。土体的吸湿膨胀作用按初应变考虑。计算结果表明,膨胀土边坡在吸湿膨胀和强度降低后发生浅层顺坡向滑动破坏,与工程实际破坏现象吻合。建立的计算模型,为进一步研究膨胀土边坡的稳定性和加固措施奠定了基础。 展开更多

关键词 DDA 膨胀土 边坡稳定 浅层滑坡

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