结构大变形的质点动力学分析

针对传统有限元在解决结构大变形时存在的问题,提出了一种新的解决办法——质点动力学方法,该方法把结构离散成为质点和与之相连的结构单元,质点遵循牛顿第二运动定律,由此求解质点的位移,从而得到结构的变形位移。     

基于有限质点法的结构倒塌破坏研究I：基本方法

动力荷载作用下的结构倒塌破坏问题一直是一个复杂而重要的研究课题。基于有限质点法对结构的倒塌破坏过程进行模拟和分析。有限质点法是基于向量式结构力学的数值分析方法，它将分析域离散为质点，质点间通过单元相连，质点间作用力的关系依靠单元变形描述，质点运动遵循牛顿第二定律，该方法通过描述质点的运动行为来追踪结构行为。给出了有限质点法的基本概念，以空间杆系结构为例建立质点的运动方程及其求解步骤。通过单元虚拟运动分离单元的刚体运动和纯变形，推导了空间梁系结构的计算公式。有限质点法计算结构非线性行为无需迭代求解非线性方程或特殊修正，计算构件断裂行为不受网格划分限制，与传统方法相比在结构复杂行为分析中具有优势。     

质点几何定理证明的机器实现

本文针对质点法生成的目标关系式的过程不简明,缺少明显几何意义的问题,提出了一种具有较高可读性算法的几何定理证明器MMP.首先,直接从消点公式推导目标关系式,该方法不再使用质点坐标而直接对质点进行运算;其次,利用三个模块架构证明器,形成了具有完全性的消点过程;最后,利用待定系数法判定结论语句.由于可以对点直接进行运算,该证明器的消点过程比原有质点法具有明显的几何意义和较高运算效率.     

基于有限质点法的多次跳跃和动态断裂

通过有限质点法(FPM)对空间桁架进行几何和材料非线性以及构件断裂在内的后屈曲分析。由于有限质点法可将空间桁架模拟为有限的质点,而每个质点都被认为在动态平衡之内,静态和动态分析可以在分析步骤上统一。在有限质点法(FPM)中将质点彼此分离更利于构件断裂的模拟。用部分内部作用力编写的虚拟运动的过程可精确计算没有迭代修正和刚度矩阵计算的几何非线性。通过描绘一个完整的包括弹性和非弹性屈曲、屈服、后屈曲、卸荷和重复荷载在内的应力-应变关系来说明材料非线性。有限质点法(FPM)的断裂指标和断裂模型可以模拟构件断裂。使用当前的方法可在两个传统的空间桁架的后屈曲范围内观察到多次跳跃和动态断裂的现象。通过比较数值模拟结果和节能方面的研究,对相应结果进行了验证。     

离心模型试验物质运动非惯性系效应

离心机作为岩土工程学科开展缩尺模型试验的主要装置,随着试验能力的不断提高,在涉及物质高速运动的爆炸、滑坡等方面的应用越来越广泛.首先,严格地推导了运动坐标系中物质运动加速度的一般表达式.其次,针对匀速转动的离心机,基于Newton第二定律建立了质点在模型箱中运动的控制方程,获得了自由质点相对运动的解析解,指出控制质点相...     

不同距离条件下爆破引起的质点振动频幅分析

论文基于隧道开挖施工爆破震动安全监测,通过质点振动速度峰值及其主振频率分析,论述了不同距离条件下爆破引起的质点振动频幅特性,较为详尽地解释与探讨了爆破震动测试结果,并在分析质点振动速度峰值与距离及环境条件关系的基础上,得出较远距离条件下(220 m～325 m)的质点振动速度峰值的主振频率集中在以35Hz为中心的25～45Hz范围值的结论,同时指出近爆破点区域的爆破地震波衰减速度明显大于较远区域,以及介质特性与距离是加速爆破地震波衰减的主要因素,分析结果也再次证实质点振动速度峰值及其主振频率与爆破规模和环境条件密切相关.     

刚体平动和刚体定轴转动中力学问题的对比研究

刚体转动一直是普通物理学中的重点和难点。质点运动的相关知识学生都比较熟悉,但是刚体的转动却是首次接触。由于对质点运动的描述和对刚体转动的描述有一定的相似性,而且质点运动和刚体转动的一些定律和定理也有很大的相似程度,因此可以在已有的质点运动知识的基础上,来理解刚体转动的相关知识。     

质点群沉降规律及其在流体非均一系分离技术中的应用(一)

本文系统地阐述了质点群沉降临界直线和曲线或半径(当曲线为圆周时)、质点的沉降区和非沉降区以及用质点沉降区所占体积比来表示的各类分离器的分离效率等概念,并应用这些概念和数学分析的方法,对各类分离器的理论分离效率公式作了系统的推导和论证。     

桩基缺陷反射波存在的特征

本文从波是介质质点的作用运动出发，阐述波形态与力过程、力形态的关系以及反射波是不同阻抗界面处介质质点运动突变产生作用力而形成，并且根据介质质点在波作用过程中的受力情况，进一步论述介质质点的运动状态，即在波作用过程中质点是把其能量几乎完全传递给其所要传递的质点，运动迅速趋于静止，而并非在其位置附近作往复振动，从而说明介质质点运动、作用的单向性，而后结合实践阐述桩体缺陷不同程度、不同变化形状的反射波形特征。     

基于Kanai-Tajimi谱的高架交界墩横桥向地震动响应分析

为分析柱式交界墩横桥向随机地震下的复杂动力响应特性,研究了基于Kanai-Tajimi(K-T)随机地震动激励下的桥墩动力响应的精确解。首先将桥墩按照框架形式离散成多质点结构,主桥及引桥对桥墩的作用按照支座竖向受力原则等效成2质点结构,进而建立桥墩多质点的地震动方程。利用K-T谱滤波微分方程,将交界墩基于K-T随机地震动精确转化为基于白噪声激励下非经典阻尼结构的地震动,利用复模态方法,获得交界墩各质点处的位移、速度的简明解析解,为此类桥墩的工程设计提供了新途径。     

Large deformation simulations of geomaterials using moving particle semi-implicit method

Numerical simulation tools are required to describe large deformations of geomaterials for evaluating the risk of geo-disasters. This study focused on moving particle semi-implicit (MPS) method, which is a Lagrangian gridless particle method, and investigated its performance and stability to simulate large deformation of geomaterials. A calculation method was developed using geomaterials modeled as Bingham fluids to improve the original MPS method and enhance its stability. Two numerical tests showed that results from the improved MPS method was in good agreement with the theoretical value. Furthermore, numerical simulations were calibrated by laboratory experiments. It showed that the simulation results matched well with the experimentally observed free-surface configurations for flowing sand. In addition, the model could generally predict the time-history of the impact force. The MPS method could be a useful tool to evaluate large deformation of geomaterials.     

碳化钙气压法砌块含水率快速测定的影响因素

研究了砌块样品粒径、碳化钙密封试剂粒径对碳化钙气压法砌块含水率快速测定(BMTCP)时的反应平衡时间、容器平衡压力的影响.采用不同的取样方法,对不同类型的砌块比较了碳化钙气压法砌块含水率快速测定方法与传统烘干法的差异.并利用碳化钙气压法研究了不同类型的加气砌块含水率分布.研究表明,砌块样品粒径对反应平衡时间与容器平衡压力有显著的影响;碳化钙密封试剂粒径对反应平衡时间有一定影响,对容器平衡压力影响很小;碳化钙气压法可有效测定砌块不同深度处的含水率;干燥环境条件下加气砌块内部含水率呈非线性梯度分布,砂加气砌块的干燥速度比粉煤灰加气砌块快.     

应用CFD方法模拟室内气溶胶的传输与沉积

本文对采用基于CFD模型的气溶胶传输与沉降的研究进行了综述,详细介绍了适用于室内气溶胶传输与沉积模拟的数值方法,对比了采用欧拉法以及拉格朗日法的数学模型以及各学者对其进行的假设与修正。同时,给出了各个研究者采用上述模型进行室内气溶胶模拟的实例并对其进行讨论,得出了不同模拟方法研究气溶胶传输及沉降的优势以及存在的问题。     

Application of coupled multi-body dynamics–discrete element method for optimization of particle damper for cable vibration attenuation

With the application of the particle damping technology to cable vibration attenuation, the rootless cable damper overcomes the limit in installation height of existing dampers. Damping is achieved through energy dissipation by collisions and friction. In this paper, a coupled multi-body dynamics–discrete element method is proposed to simulate the damping of the damper–cable system under a harmonic excitation. The analyses are done by combining the discrete element method in EDEM and multi-body dynamics in ADAMS. The simulation results demonstrate the damping efficiency of rootless particle damper under different excitations and reveal the influence of the design parameters on its performance, including the filling ratio, particle size, coefficient of restitution, and coefficient of friction.     

胶凝材料体系颗粒群特征分析理论与方法研究进展

在归纳分析颗料群特征研究方法和理蜜的基础上，重点介绍了近年来发展起来的有关颗粒群特征参数，检测新方法、建模理论与方法以及颗粒群特征性能关系的研究成果，并展望了颗粒群分析领域的发展趋势。     

Design of maximum density aggregate grading

An aggregate grading that yields maximum solid density and maximum particle interlock is highly desirable for both bound mixtures, such as asphalt concrete and plain and reinforced concrete, and for unbound mixtures such as those used in base courses. Maximum particle interlock leads to high strength. Whereas minimum voids in a certain material composition is conducive to high strength and low compression. Aggregate grading may be obtained, for instance, from the ASTM, which is based on experience or may be designed according to Lees’ method. In the present work five different types of aggregates were used, each with a variety of chosen grading. It was found that Lees’ method produced the lowest porosity of all types of aggregates as well as for the various employed gradings. Lees’ rational method of aggregate grading, however, is a very lengthy and time-consuming procedure. Therefore, programming of Lees’ method is an essential step to make such an excellent method available to practicing engineers. A program named ‘ was developed and has incorporated 58 design graphs of the Lees’ method. is a comprehensive program for Lees’ rational method; it conducts interpolation for intermediate points within the design graphs as well as between graphs of different properties.     

斜管沉淀墙高效性的理论分析

介绍了沉淀墙的沉淀原理,借助常用的分离粒径法和特性参数法从理论上分析了斜管沉淀墙的高效性原理;并与传统异向流斜管沉淀水力计算公式进行了比较,分析了沉淀墙的负荷公式及提高其负荷的途径.结果表明,斜管沉淀墙通过合理增加净高度,其负荷可达异向流斜管沉淀的两倍,并减少了占地面积、节省了投资.     

一种考虑流体状态方程的土体CFD-DEM耦合数值方法

在离散元（DEM）商业软件PFC^2D的基础上,通过将描述流体体变-压力非线性关系的Tait状态方程（EOS）引入计算流体动力学（CFD）,建立模拟弱可压缩流体的CFD-DEM耦合计算模块。首先,推导CFD-DEM的控制方程：包括流体-颗粒相互作用力方程、流体运动方程、Tait状态方程和颗粒运动方程。接着,通过PFC^2D自定义FISH语言和C++语言将离散化的CFD-DEM控制方程嵌入商业软件PFC^2D中。最后,通过单颗粒水下自由沉降运动和一维单面排水固结试验的模拟验证该耦合模块的可行性。模拟结果表明单颗粒自由沉降速度和Stokes理论解接近,一维单面排水固结试验中孔压消散和固结度随着无因次时间因数T_v的变化均与太沙基固结理论符合较好。从而使得用离散元法全耦合分析土体不排水条件下的力学特性成为可能。     

氧化锌粉末粒度测试与表征

以ZnO粉末作为粒度分析对象,对几种不同方法测试结果进行了比较、分析。除球形颗粒外,对于其他不规则形貌的颗粒,采用不同测试方法所得结果不同,且没有可比性。每种测试方法都有自身的优势和局限性,应根据所需信息侧重点选择粒度分析方法。     

高效滤纸测试方法的研究

通过钠焰法、油雾法、DOP法、最易透过粒径法等滤纸测试方法的对比,阐明滤纸测试方法发展的趋势。