广义塑性理论上限法及其在边坡工程中的应用

现行的极限分析上界法，尽管求解结果合理，但理论上却存在一些矛盾，应用基于广义塑性力学的极限分析上界法，就可消除这些矛盾。本文介绍了基于广义塑性力学的极限分析上界法，并把它应用到边坡工程中，得出了一些有益的结论。     

广义塑性理论上限法及其在边坡工程中的应用

现行的极限分析上界法,尽管求解结果合理,但理论上却存在一些矛盾,应用基于广义塑性力学的极限分析上界法,就可消除这些矛盾。本文介绍了基于广义塑性力学的极限分析上界法,并把它应用到边坡工程中,得出了一些有益的结论。     

广义塑性力学多重屈服面模型隐式积分算法及其ABAQUS二次开发

 进行采用非关联流动法则的多重屈服面本构模型隐式积分算法的实现。基于广义塑性力学建模理论,模型采用由试验拟合确定的屈服面,通过大型有限元软件ABAQUS提供的用户子材料接口,采用FORTRAN语言,实现广义塑性力学的双屈服面模型的完全隐式应力积分算法。利用所开发的UMAT程序,进行黏土常规三轴数值模拟计算,通过数值模拟结果与试验结果的比较,验证模型和程序的有效性和准确性。     

关于岩土材料极限公司上界法的讨论

基于传统塑性理论的极限分析上界法,在概念上存在着许多自相矛盾之处,如果采用广义塑性理论来分析,则可完全克服这些矛盾,并可求得与传统塑性理论的极限分析界法一致的结果。     

对岩土塑性理论中两个基本问题的讨论

本文重点介绍近年来作者与国内岩土工作者所作的一些工作，也是作者对岩土塑性的一些认识。岩土塑性中的两个基本问题：一是岩土塑性基本理论；二是如何确立岩土屈服条件。本文介绍这两方面的研究进展，力求提高岩土塑性计算的准确度。     

基于广义扩展有限元法的裂纹追踪分析

广义扩展有限元法(GXFEM)是结合广义有限元法(GFEM)与扩展有限元法(XFEM)形成的一种新型数值分析方法。由于广义扩展有限元法同时继承了广义有限元法和扩展有限元法的优点,与其他数值方法相比具有独特的优势。本文阐述了广义扩展有限元法的基本原理和数值实现方法,编制了相关计算程序,实现其裂纹扩展的追踪分析。     

钢板筒仓侧壁压力的非线性有限元分析

钢板筒仓已有超过70年的使用历史。Janssen公式的提出,使钢板筒仓的设计有了理论基础,但难以适应各种复杂的筒仓结构和形状。基于大型有限元软件MSC.MARC,通过借助MARC提供的用户自定义材料功能,开发了关联流动和非关联流动弹塑性本构模型,利用MARC自带的接触功能,对筒仓侧壁的应力进行了分析,并将结果与Janssen公式进行对比。分析结果表明,非线性有限元计算可以准确获得筒仓侧壁的压力分布且具有较好的灵活性。     

多种材料结构体系塑性极限分析的弹性补偿有限元法

弹性补偿有限元法是一种简单、高效的结构塑性极限分析方法,目前仅用于采用单一材料的结构体系中。在经典弹性补偿有限元法中引入承载比概念,并据此对算法进行了改进,既保留了算法通过结构广义应力场不断平均化获得下限荷载的基本优化思想,又融入了平均化过程按各种材料的广义强度成比例调整的新思想,结构破坏时每种材料同时趋于各自的广义强度,使算法适用于对采用多种材料的结构体系做塑性极限分析。经典算例的对比分析表明,改进算法的分析结果是收敛的、准确的和稳定的。对复杂钢框架结构的极限荷载和破坏模式分析也表明,改进算法可用于采用多种材料的实际工程结构的安全评价中。     

对岩土塑性理论中两个基本问题的讨论

本文重点介绍近年来作者与国内岩土工作者所作的一些工作,也是作者对岩土塑性的一些认识。岩土塑性中的两个基本问题:一是岩土塑性基本理论;二是如何确立岩土屈服条件。本文介绍这两方面的研究进展,力求提高岩土塑性计算的准确度。     

基于广义塑性铰线法的压弯钢构件极限承载力计算

采用广义塑性铰线法对H形截面钢构件绕强轴压弯区段板件组的极限状态进行了分析,并选用合理假定求解受压翼缘屈曲后达到的极限承载力;分析了表征极限状态截面的应力分布,并研究了周边板件约束与受压翼缘板件厚实程度对屈曲翼缘发展塑性的影响;采用考虑板件屈曲相关的等效荷载法分析了构件截面极限状态应力分布,针对广义塑性铰线法相对于传统塑性铰线法的适用性拓展及其应用现状,分析其存在的问题并做出解答;将计算结果与试验结果及有限元结果进行了对比。结果表明:基于广义塑性铰线法可准确预判构件绕强轴压弯的极限承载力。     

位移反分析的有限元线法及其工程应用

有限元线法作为一种半解析的数值方法，具有网格剖分简单，计算精度高等优点。将有限元线法应用于岩土工程位移反分析，提出基于有限元线法的位移反分析方法。工程实例显示了该方法的可行性。     

有限元并行EBE方法及应用

结构开裂和破坏过程的三维有限元分析,对大规模数值计算提出了很高的要求。基于Jacobi预处理共轭梯度法,推导了适用于分布存储并行机的有限元并行方法。在数据交换方面,采用一种按需收集、按需散发的数据交换技术,使得该方法适合于分布内存的并行机,可极大降低数据交换量,提高并行计算效率。同时,可避免形成整体刚度矩阵,显著减少内存需求,并可自动实现计算任务的分配。编制了有限元并行计算程序,采用悬臂梁算例对其进行了验证,并和普通有限元方法进行了对比,然后应用于拱坝的有限元数值分析和基于网格加密技术的四点弯曲梁开裂过程的数值模拟中。指出该方法和区域分解方法的并行实现在本质上是相同的,但EBE方法更具有工程实用意义。计算结果表明,对复杂的三维结构,该方法是一种很有效的并行计算方法。     

土坡稳定的有限元塑性极限分析上限法研究

系统地介绍了结构塑性极限分析的原理和方法。借助有限单元法和线性规划，运用塑性极限分析的上限法可求解土坡的极限承载力和安全系数，同时分析了该法的困难所在。以一经典土坡的稳定性作为算例，讨论了屈服条件近似对精度的影响和边坡土体容重对极限荷载的影响，论证了本方法的正确性。算例表明该方法具有较高的精度。     

基于六节点三角形单元和线性规划模型的上限有限元研究

目前三节点三角形单元常用于极限分析上限有限元,该低阶单元在模拟岩土体失稳破坏时形成的剪切带和塑性区时精度较低。为此,在已有研究成果的基础上,将二阶的六节点三角形单元引入上限有限元,且在单元公共边设置速度间断线并建立线性规划模型,进一步将该单元的应用扩展到服从莫尔–库仑屈服准则的土体。通过对上限有限元进行理论推导并编制程序,利用典型算例研究屈服准则线性化和速度间断线辅助变量线性化对计算结果的影响,并与三节点三角形单元所得结果进行对比分析。研究表明,同等单元数目条件下六节点三角形单元应用于上限有限元能提高计算精度,不过对于某些破坏区域约束不太强烈模型而言,当速度间断线作用显著发挥时,采用三节点三角形单元也可获得良好的解答。     

节理岩体自适应有限无分析方法及其工程应用

基于Ｇｏｏｄｍａｎ节理单元的应力精度分析,本文提出了一种将节理视为内部应力边界的节理岩体自适应有限元分析方法,并且使用四边形单元和网格再生成法,实现了承受压剪作用的单一裂纹试件和一边坡工程问题的网格加密型（ｈ型）自适应分析。     

基于有限元的水闸结构分析研究

以某开敞式水闸工程为例,采用ABAQUS软件建立三维有限元数值模型,通过完建、设计和校核三种工况对该水闸进行有限元分析,得到结构的应力和位移值。对比不同工况的计算结果,该水闸结构的位移变化主要以沉降为主,最大沉降量与沉降差满足要求,压应力都在规范允许范围,但底板和交通桥的局部出现的拉应力超出规范允许值,需要对其提高配筋率,增加水闸结构整体稳定性。与传统计算法相比,能够较好地反映工程的实际情况,对提高水闸结构设计的效率和精度具有一定意义。     

基于三角形网格的虚多边形有限元法

 为了在虚多边形区域内构造形函数并改善常应变三角形单元的计算精度,提出一种以三角形网格为背景网格的虚多边形有限元法。针对典型弹性力学问题及工程实例,给出常应变三角形单元及虚多边形有限元的数值算例。结果表明,相较于常应变三角形单元,虚多边形有限元无须增加总的自由度数,便可获得更好的计算精度,并且位移边界条件的施加与传统有限元法一样简单。     

飞机库钢结构平移门门扇的静力和动力有限元分析

利用ANSYS分析软件对天津飞机库钢结构平移门门扇的应力、变形和振动模态进行结构计算分析.在保证结构刚度和强度的同时,降低结构重量,门扇的最大弯曲应力低于材料的屈服应力,且抗震性能良好.     

有限元法、无单元法及自然单元法之比较研究

无单元法与有限元法的根本区别在于形函数的构造方法不同，因而得到的形函数形式也不同，但可统一于单位分解。另外，采用Galerkin法对偏微分方程求解时需要对弱形式在求解域内积分，研究表明有限元法和无单元法中对弱形式的积分可统一于单位分解积分方法。无单元法解决了有限元法中前处理复杂以及难以有效处理的诸如裂纹扩展和大变形等问题；然而自身也存在着计算量大、边界条件和不连续的场变量及其导数处理上的困难。自然单元法是新近出现的一种求解PDE的数值方法，它兼有无单元的特性和有限元的优点，可以认为是介于两者之间的一种极具发展前途的数值方法。     

广义有限元法对动态裂纹扩展的数值模拟

介绍了一种分析平面动态裂纹扩展的有效方法，无需网格重新划分。利用Shepard公式、可视准则、标准有限单元的形函数，构造出在裂纹处不连续的单位分解函数。利用白定义函数基，构建在覆盖上的局部逼近空间。结合这两者，可形成非连续的广义形函数，进而引入位移的不连续性，它与标准有限元法可很好衔接。利用推广的Newmark方法求解动态非线性的裂纹扩展问题；利用基于能量平衡原理的虚拟扩展区域积分方法求解动态应力强度因子，在求解该区域积分时，引入了一个新的辅助函数，改善了数值精度与稳定性。