基于模拟退火算法的高强钢Yoshida-Uemori材料模型参数反演分析

针对Yoshida-Uemori模型参数难于确定的问题,以DP600双相高强钢为例,提出将图解法与有限元模拟反演技术相结合,应用工程优化数学思想,借助于模拟退火算法最小化有限元计算值与物理试验真实值之差,兼顾结果精度与求解效率。通过使用不同初始值反演分析可以发现,此求解方法对于初始值具有良好的适应性,可极大提升反演结果的容错率,更适于实际应用。并通过V型弯曲试验验证了经由该方法测定的Y-U模型参数可直接用于有限元回弹仿真模拟中。     

位移反分析的模式搜索支持向量机方法及其应用

针对现有位移反分析方法所存在的反分析模型复杂、计算量大、分析过程人为干预多、求解难度高等问题,提出采用模式搜索算法优化支持向量机,建立一种位移反分析的模式搜索支持向量机方法(PSA-SVM)。以湖南某矿山一个地下矿房为例,应用所建方法对其围岩力学特性参数进行反演,并对该矿房围岩稳定性进行数值模拟计算,分析矿房回采后对地面沉降的影响;并将模拟计算结果与长期监测结果进行比较分析。结果表明:这种位移反分析的模式搜索支持向量机方法的反演结果与实际值吻合良好,完全能够满足工程应用的要求;此外,该方法还具有模型建立简捷、参数调节明确且结果为全局最优等特点,是一种优异的位移反分析方法。     

阿舍勒铜矿软弱围岩巷道支护施工实践

通过对松散破碎围岩的破坏特征的力学分析,借鉴煤矿锚网喷支护经验,设计确定支护丁艺参数．进行钢拱架锚网喷联合支护对松散破碎围岩巷道的试验研究,以探索在软围岩条件下的支护形式。     

某新建铁路九霄山隧道地应力及岩爆的预测和评价

九霄山隧道位于武陵山脉的中段西南侧,洞身围岩属坚硬完整—较坚硬完整岩石,洞身稳定性好,隧道进出口及断层带、裂隙带、浅埋部位的强—弱风化变粒岩稳定性较差。地应力及岩爆测试表明：K33+930—K34+520、K35+090—K36+850、K37+200—K38+190段硬质岩地段属高应力区,开挖过程中可能发生岩爆;K36+850—K37+200段属极高应力区,开挖过程中有岩爆发生。岩性变形辨别发现：隧道埋深大于210.5 m时,洞身为极高应力区,有发生软岩大变形可能;隧道埋深在114.5～210.5 m时,洞身为高应力区,软质岩地段基坑可能有隆起现象,成形性较差。     

多丝埋弧焊工艺条件对热源参数的影响

为获得多丝埋弧焊的不同电流、电压情况下的热源模型参数,对双椭球热源模型进行了改写.采用有限元的方法,考虑了双丝焊的电弧偏转,对多丝埋弧焊的温度场与热循环进行了计算.结合有限元模拟结果和试验测量结果,通过模式搜索法对不同工艺参数条件下的双椭球模型参数进行了反演计算,获得了双椭球热源模型参数的变化规律.对特定工艺情况以及三...     

激光冲击强化TC4钛合金强化层弹塑性本构参数反演分析

目的 获取TC4钛合金激光冲击强化层的弹塑性本构模型参数，结合纳米压痕试验和有限元模拟技术，进行激光冲击强化TC4钛合金的材料参数反演计算。方法 首先，在TC4钛合金试样侧面沿强化层深度方向进行纳米压痕测试，获得距表面不同距离处的载荷-压入深度曲线。进而，基于幂律应变硬化模型，通过无量纲方程和有限元模拟反演得到激光冲击强化TC4钛合金梯度强化层的弹塑性参数。最后，将反演获得的弹塑性本构模型材料参数用于有限元模拟，将模拟结果与试验结果进行对比，验证参数反演结果的合理性。结果 强化层表面的弹性模量和纳米硬度较母材分别提高了11%和30%，强化层内的应变硬化指数和屈服强度沿深度方向分别递增和递减。模拟的载荷-压入深度曲线与试验曲线吻合较好，最大压入载荷、弹性模量和纳米硬度的模拟误差分别小于1%、7%和3%，证实了参数反演结果的合理性。结论 通过无量纲方程反演算法得到的强化层本构参数有较强的可信度。激光冲击强化可有效提升TC4钛合金的表面力学性能，强化层的本构参数呈梯度分布，表面的抗塑性变形能力大幅提升。     

5052铝合金冲压成形过程中韧性断裂的仿真研究

对5052铝合金进行单向拉伸试验,使用试验曲线拟合Voce模型参数。观察拉伸试样断口形貌,并使用光学显微镜测量拉伸试样断口的最小厚度。结合单向拉伸仿真和试验结果,求解得到Cockcroft-Latham韧性断裂准则中的材料参数。将Voce模型和Cockcroft-Latham韧性断裂准则引入球头胀形仿真,并进行试验对比。结果表明:采用该拟合的Voce模型和Cockcroft-Latham韧性断裂准则预测所得零件开裂位置和裂口形状与试验结果吻合,采用的基于有限元仿真与简单试验相结合的材料参数反求方法具有求解方便、计算精度高的优点。     

激光焊接圆锥体热源模型及参数研究

激光焊过程中包含了一系列复杂的物理、化学反应现象.为合理描述激光焊温度场,采用圆锥体热源模型,用有限元分析软件ANSYS对激光焊温度场进行计算模拟,得到相应的温度场分布及焊缝熔深、熔宽.计算结果表明,所用圆锥体热源模型能较好符合试验结果,有效反映实际激光焊过程.同时根据试验测得的焊缝形状,结合数值模拟,用反演方法给出了模型参数的计算公式.该公式可以实现一定焊接工艺条件下确定激光焊接圆锥体热源模型的参数,并方便进行激光焊温度场模拟和焊缝宽度的预测.     

复合材料层合板分层损伤动态检测方法

针对复合材料层合板在加工、服役过程中经常发生分层损伤的问题,提出了基于曲率模态参数的损伤评价方法。运用有限元理论对层合板不同损伤状态下的振动特性进行数值模拟;再基于计算所得参数,运用中心差分法分别计算其均布载荷的曲面值曲率和振型曲率;最后将此曲率参数与未损伤模型参数作差分以辨别损伤。数值计算结果表明,运用均布载荷的曲面值曲率和振型曲率均可有效识别损伤位置和损伤数量,且损伤所处层的位置会影响损伤识别指标的大小。     

隐伏溶洞对隧道围岩稳定性的数值模拟研究

为分析隐伏溶洞对隧道围岩稳定性的影响,本文以辽宁某在建隧道为工程背景,采用MIDAS/GTS NX有限元数值模拟方法对不同溶洞跨度、不同隧道与溶洞之间距离进行数值模拟研究,分析了不同工况下隧道的拱顶、拱底、边墙的位移变化情况,并对隧道周围岩体的拉压应力分布进行了分析.结果表明:隧道拱顶沉降位移、拱底隆起位移、左边墙收敛...     

基于MIDAS/GTS NX的偏压隧道施工阶段围岩稳定性数值模拟研究

文章结合辽宁某隧道的工程实际,采用MIDAS/GTS NX有限元方法对不同侧覆土厚度下偏压隧道围岩拱顶沉降的时空演化规律进行研究,研究结果表明:当侧覆土厚度较小时,隧道最大沉降位移发生在左拱肩位置处,当侧覆土厚度较大时,偏压隧道的最大沉降位移由左侧拱肩处逐渐向拱顶转移,隧道的整体位移逐渐由倾斜方向转变为竖直方向,近似呈...     

ELASTO-PLASTIC STIFFNESS MATRIX OF ROCK MASS ELEMENT WITH SOFT CLAY STRATA AND ITS APPLICATION

The fault element is used to handle soft clay strata in a rock mass.The formulas or clasto-plastic stiffnessmatrix for the fault element are derived using the constitutive relationship between plastic increment stress andstrain.A numerical example of a circular tunnel with soft clay strata in the rock medium are examined.     

高层建筑深基础周围岩体在不同加载速率的细观特性研究

为研究高层建筑深基础周围岩体在加载机制下的细观力学特性,文章以辽宁某在建房建项目为工程背景,采用颗粒流数值模拟方法对该深基础围岩(砂岩)在不同加载速率下进行单轴压缩试验研究。结果表明:随着加载速率的逐渐增大,砂岩的单轴抗压强度、弹性模量、峰值径向应变和轴向应变均呈逐渐增大的趋势;相同加载速率下,试样表现出显著的拉伸破坏模式。随着加载速率的逐渐增大,砂岩破坏时随产生的裂隙数呈逐渐减小变化趋势,加载速率由0.5 mm/s增大至2.5 mm/s,拉伸裂隙减幅为9.65%,剪切裂隙减幅为17.05%,表明加载速率对剪切裂隙的影响更加显著。     

地下连续采矿过程中顶板岩体卸荷的力学响应(英文)

以铜坑矿92#矿体连续采矿顶板诱导崩落采场为研究对象,建立模拟的卸荷计算流程。依据影响区域理论的卸荷带划分方法,基于开挖卸荷过程中岩体力学参数变化规律,利用有限元软件MIDAS/GTS对地下连续采矿过程进行卸荷分析,并与常规分析进行对比。结果表明:卸荷分析的顶板最大拉应力、下沉位移以及等效塑性应变分别达到1.5MPa、20cm和1.5%;常规分析的顶板最大拉应力、下沉位移以及等效塑性应变分别为1.0MPa,13cm和0.9%;卸荷分析值均比常规分析值大,更接近实际情况;连续采矿开采的最大步距为48m,在开采两步距以后,应当对顶板进行诱导处理。     

Three-dimensional upper bound limit analysis of underground cavities using nonlinear Baker failure criterion

A generalized nonlinear Baker failure criterion is employed with the upper bound limit analysis to study the surrounding rock stability of underground cavities. A three-dimensional (3D) failure mode is established by extending the two-dimensional (2D) failure mode, which offers an upper bound expression of the surrounding rock pressure. This method is validated with a series of examples before the influence of four parameters of scale parameter, curvature parameter, shift parameter and lateral pressure coefficient, on the surrounding rock pressure is analyzed. According to these results, failure ranges of the underground cavities are determined. The following conclusions are reached: (1) the proposed approach is more accurate to predict surrounding rock pressure than the Mohr−Coulomb failure criterion; (2) the surrounding rock with large scale parameter, curvature parameter, shift parameter, and lateral pressure coefficient can lead to a more stable underground cavity; (3) the failure range in 3D mode can be predicted according to the upper bound solutions.     

统一强度理论及其在巷道围岩弹塑性分析中的应用

应用统一强度理论对岩石在三轴压缩载荷下的强度特性进行了理论分析 ,并将分析结果与已有实验结果作了对比。研究表明 ,统一强度理论能较全面地反映岩石的各种强度特征。另外 ,还应用统一强度理论对静水压力条件下的圆形巷道围岩进行了弹塑性分析 ,分析表明 ,与Mohr Coulomb强度理论结果相比 ,巷道轴向应力和强度理论中的参数b对巷道围岩塑性区半径、应力分布及径向位移等均有影响     

安徽池州西山钼矿地物化特征及矿床成因分析

安徽省池州市西山钼矿区域构造位于贵池背向斜带之灌口—潘桥向斜南东翼中段,北东向高坦深断裂与北北东向马头断裂交汇处.矿区内主矿体主要赋存在岩体与围岩接触带及外侧围岩(强绢英岩化带)中,受岩体与围岩接触带及北东向含矿裂隙带控制,具有良好的钼矿成矿条件.文章对研究区的地质、地球物理及地球化学特征进行多元化信息归纳,同时分析矿...     

两柱掩护式支架四连杆负载特性研究

立柱和平衡缸作为液压支架的主要驱动部件,其工作压力的大小直接关系到支架的受载状况.基于顶梁的承载特性,通过分析液压支架与围岩在不同情况下的耦合状态,进一步研究了液压支架四连杆的力学响应特性.基于Denavit-Hartenberg(D-H)理论建立了液压支架的运动学模型和动力学模型,通过MATLAB软件分析了液压支架在...     

基于胞映射理论的岩体动力系统可预测尺度模型

岩体混沌动力系统演化过程的可预测尺度是非线性预测理论研究的重要内容。在利用传统的理论和方法分析实际问题时 ,常常由于观测资料不足而无法计算岩体动力系统的可预测尺度。为了解决这一问题 ,基于胞映射理论提出了一种新的岩体动力系统可预测尺度的计算模型。该模型基于系统的非线性动力学方程和随机过程理论 ,将点到点的映射转化成胞到胞的映射 ,以系统演化达到极限状态概率分布前的时段作为系统的可预测尺度 ,消除了初值观测误差和系统离散化对系统造成的影响 ,从而可以更精确地描述系统的混沌性本质。实例的应用也表明了这一点