基于滑动裂纹模型的岩石损伤统计本构模型

采用滑动裂纹模型模拟岩石体内存在的缺陷,建立了基于断裂力学机理的岩石微元强度理论,并根据连续损伤力学和统计损伤理论,提出考虑损伤阈值的岩石损伤统计本构模型。根据脆性岩石的常规三轴试验结果对其进行比较验证,应力—应变曲线的理论结果与试验结果基本吻合。     

钝感炸药与平板装药的分析研究

目的　介绍高钝感炸药与平板装药 .方法　对 DO-XX炸药的爆速和爆压进行计算 ,对平板装药的爆速进行测试 .结果　分析研究了炸药装药的安全特性 .结论　可以满足工程设计的要求 .     

粘弹性材料中动态扩展裂纹尖端场的分析

为了研究粘性效应作用下的动态扩展裂纹尖端渐近场,建立了粘弹性材料动态扩展裂纹的力学模型.在稳态蠕变阶段,弹性变形和粘性变形同时在裂纹尖端场中占主导地位,应力和应变具有相同的奇异量级,即(σ,ε)∝r-1/(n-1).通过渐近分析求得了裂纹尖端应力、应变和位移分离变量形式的渐近控制方程;采用靶法求得了Ⅰ型Ⅱ型动态扩展裂纹尖端的应力、应变的数值解.数值计算表明:裂尖场变化主要受材料的蠕变指数和马赫数的控制.通过对裂纹尖端场的渐近分析,为动态扩展裂纹的断裂判据提供参考依据.     

疲劳裂纹扩展的非平衡统计模型

为了研究金属中微观结构对疲劳短裂纹扩展性能的影响 ,在宏观与微观相结合的疲劳断裂非平衡统计理论中 ,考虑了材料微观结构因素 ,从而能够合理地解释有关疲劳短裂纹及长裂纹的实验结果 .建立的非平衡统计理论模型把位错机理同裂纹扩展联系起来进行模拟 ,得到了包括疲劳短裂纹及长裂纹的整个金属疲劳寿命内的普适裂纹扩展速率公式 ,并和他人的理论结果进行了比较 .     

扇形铅粘弹性阻尼器的设计及数值仿真分析

为改善框架结构及底框结构的抗震性能,提出一种新型扇形铅粘弹性阻尼器对梁柱节点进行耗能减震加固。介绍了扇形铅粘弹性阻尼器的构造、工作原理及特点,设计了三组铅芯个数和直径不同的扇形铅粘弹性阻尼器,采用ABAQUS有限元分析软件对其进行了剪切位移和转角位移加载的数值仿真分析,研究了阻尼器的滞回性能,加载方式、铅芯个数和直径对其耗能性能的影响,以及阻尼器耗能核心部件应力分布特点、骨架曲线和力学模型。结果表明:该阻尼器滞回曲线饱满,具有良好的耗能能力,铅芯个数和直径对其耗能性能影响较大,耗能核心部件应力分布均匀,构造合理,力学模型可采用双线性模型进行描述。     

三点弯曲梁中折裂纹应力强度因子的有限元分析

用奇异等参元研究了三点弯曲梁中偏置折裂纹的应力强度因子.计算表明,用相应斜裂纹来代替折裂纹计算应力强度因子是更合理的.对β=25.5°的斜裂纹首次得出了拟合公式.本文还就缝端单元尺寸与过渡单元尺寸的选取以及联接单元的划分等影响计算结果精度的重要问题作了讨论.     

一种二维弹塑性裂纹有限元模型的分析

利用非线性有限元软件ABAQUS,以较少的单元建立了模拟循环载荷下裂尖参数变化的二维弹塑性有限元模型,通过应力、位移及塑性区尺寸等裂尖参数的有限元计算值与力学公式计算的理论值的比较,分析了不同单元类型对裂尖参数的影响,为解决有应力集中的二维弹塑性有限元问题提供了一种高效准确的模型.     

表面裂纹蠕变分析的蠕变线弹簧模型

利用弹塑性断裂力学的工程估算法及等时应力应变的概念，在弹塑性线弹簧模型的基础上提出了一个三维裂纹蠕变断裂力学分析的蠕变线弹簧模型方法，并建立了有关基本方程，计算了国产２Ｃｒ－１Ｍｏ钢表面裂纹板的高温（５６５℃）蠕变断裂力学参量，从而为进一步研究三维表面裂纹蠕变扩展及寿命预报提供了基础。     

有表面微裂纹的金属薄膜力学性能的有限元分析

研究在PI基体上的铜金属薄膜表面I型裂纹对薄膜力学性能的影响.以断裂力学基本理论和有限单元法进行数值计算相结合对计算模型分析研究.分析了表面微裂纹对PI基体上的铜薄膜的屈服和后继塑性行为的影响,特别是研究了裂纹深度对最大塑性应变和等效塑性应力的影响,同时考察了薄膜材料硬化指数和载荷对最大塑性应变的影响.随着裂纹深度的增加,裂纹尖端塑性区增大;但当裂纹深度接近和超过薄膜厚的一半时,最大应力值变小,塑性区变大,塑性应变增大.这是因为薄膜承载能力变小,主要是由基体承受载荷.     

卫星移动信道的统计模型及其性能分析

基于Ｒｉｃｅ和对数正态联合分布的统计模型,推导出了阴影卫星移动信道中的衰落率和衰落持续时间的最新表达式,并将计算结果同测量数据进行了比较,显示出较好的吻合性．     

弹粘塑性Ⅰ型裂纹试样动力响应的有限元分析

本文计算了在平面应变条件下,承受突然施加的轴向拉伸荷载的中心裂纹试样的瞬态的应力场和位移场。我们用有限单元法解动力学基本方程,采用Perzyna粘塑性本构方程。     

含多裂纹结构的断裂可靠性分析

基于随机有限元法和可靠性设计理论,建立了一种含多裂纹结构的断裂可靠性分析模型。首先,根据最小二乘法则建立应力强度因子的表达式,然后将影响结构断裂的不确定因素视为随机变量,通过一阶二次矩法和随机有限元法求出每条裂纹的可靠度指标,最后将含多裂纹结构看作一个由所有裂纹组成的串联系统,求出各裂纹之间的相关系数,并得出多裂纹结构失效概率的Ditlevsen界限值。数值算例表明,本方法具有较强的适用性。     

有限体积法的弹性结构动力学随机分析

为了研究随机载荷对弹性结构动响应随机性的影响,基于有限体积法(FVM)发展了一种求解弹性结构随机动响应统计特性的计算方法.基于FVM的控制方程推导出响应量对基本随机变量偏导的显式求解方程,接着将响应量在随机变量的均值点处进行泰勒展开,并在展开式两端同时取均值或方差可求得响应量的均值和方差;最终,考虑炸药的装药量和爆距作...     

任意多边形网格剖分的潜水层水流模型

为了提高潜水含水层水流数值模型网格剖分的灵活性,利用多点通量近似方法,建立适用于任意多边形网格剖分的潜水层水流数值模型. 通过4个案例验证模型的有效性,将新模型与通用软件MODFLOW的模拟结果进行对比. 结果显示,新模型计算结果与MODFLOW的结果有良好的一致性. 在具有复杂边界形状的案例中,新模型的均方根误差均小于对应的MODFLOW的均方根误差,说明使用任意多边形网格剖分的新模型表现优于MODFLOW模型. 研究结果表明,新模型有潜力应用于具有复杂边界形状的潜水层的水流过程模拟.     

考虑动态摩阻的水柱分离弥合水锤Godunov模型

长距离输水管道水力瞬变过程中水体压强达到汽化压强时,将会发生水柱分离现象,水柱弥合将产生异常高压,导致管路振动、变形甚至爆管事故。已有的水柱分离弥合水锤数学模型主要采用特征线法(Method of characteristics, MOC)计算,并且很少考虑动态摩阻引起的能量衰减。为提高水柱分离弥合水锤现象的计算精确度和稳定性,基于有限体积法二阶Godunov格式,建立了考虑动态摩阻的离散气体空穴模型(Discrete gas cavity model, DGCM)。为实现管道边界和内部单元的统一计算,提出虚拟边界的处理方法。将该模型模拟结果与实验数据以及已有的稳态摩阻模型的计算结果进行比较,并对网格数、压力修正系数等参数敏感性进行分析。结果表明,本模型能够准确模拟出纯水锤、水柱分离弥合水锤两种情况下瞬变压力,与实验数据基本一致;考虑动态摩阻的瞬态压力计算值与实验数据更吻合;与MOC相比,当库朗数小于1.0时,有限体积法二阶Godunov模型计算结果更准确、更稳定;尤其是,压力修正系数取值0.9及较密网格时数学模型能更为准确地再现实验结果。     

求解低温下纺织材料热湿传递模型的有限体积法

针对一类已有的纺织材料热湿传递模型,提出了求解该模型的有限体积法,证明了解的存在唯一性、稳定性及收敛性.首先,给出了低温条件下单层纺织材料热湿传递数学模型,该模型为一个线性偏微分方程组,其边界条件为第三类边界条件.然后,构造了该模型求解的有限体积格式,在证明其数值解的存在唯一性的基础上,利用Gronwall不等式从理论...     

基于有限体积法的地表径流与土壤水流耦合分析

为了考虑强降雨条件下地表径流对土体入渗的影响,将地表径流模型同土壤水流模型进行耦合分析. 采用Navier-Stokes方程模拟地表径流,采用Richards方程模拟土壤水流,2种方程均采用有限体积法求解. 在相同计算条件下,将耦合模型数值模拟结果与SEEP/W计算结果进行对比,以验证耦合模型的正确性,根据耦合模型计算边坡在强降雨条件下的入渗情况. 研究发现,在地表径流条件下,边坡坡顶和坡底水头相差较大,坡顶和坡底入渗深度存在明显差异,说明地表径流对土体的入渗有着较大的提高. 研究表明,随着地表径流的增强,土坡入渗强度提高.     

基于广义双参数最弱链统计模型分析纤维断裂强度与尺寸的相关性

为探究纤维断裂强度与尺寸之间的相关性,通过一种改进的广义双参数最弱链统计模型分别对不同标距尺寸下聚丙烯腈基碳纤维和黄麻纤维的断裂强度数据进行统一处理. 通过引入指数参量β,表征缺陷实际空间分布与理想均匀空间分布条件的偏离程度,将纤维断裂强度和尺寸作为统计参量,得到的纤维失效函数综合反映纤维断裂强度和尺寸对失效概率的影响,较好地描述了纤维断裂强度和尺寸之间的相关性.     

基于GAST模型的突发水污染事故中污染物输移模拟

突发水污染事故后,高效准确模拟预测是快速采取有效防控措施和制定应急预案的基础。采用基于非均匀网格的图形处理器(graphics processing unit,GPU)加速的水动力及污染物输移数值模型(GPU accelerated surface water flow and associated transport,GAST)对暴雨山洪或溃坝洪水引起的突发水污染事故中污染物输移规律进行了模拟预测。模型采用Godunov格式的有限体积法求解二维浅水方程和污染物输移方程,采用一种基于HLLC(Harten-Lax-Van Leer-contact)的近似黎曼求解器计算单元网格界面通量,采用二阶高精度格式（monotonic upstream-centred scheme for conservation laws,MUSCL）限坡线性重建和龙格-库塔时间积分法实现了二阶精度,同时采用GPU加速计算技术提高模型计算效率。算例结果表明：采用非均匀网格技术局部细化地形复杂区域生成精细网格,地势平坦区域粗化网格,大幅度减少了计算域网格数量,并且在保证模拟精度的同时,提升了模型计算效率。该模型可...