不同桥梁结构多尺度建模方法比选

基于有限元软件ANSYS建立一四跨连续箱梁桥的精细模型和多尺度模型,分别利用MPC多点约束法、RBE3表面约束法、CERIG表面约束法、建立约束方程法连接多尺度模型,对五种模型在自重、桥面铺装两种工况下进行静力分析和模态分析,验证各方法的精度和合理性.分析结果表明,在静力分析中MPC法对不同单元之间的位移变形协调的模拟...     

材料科学技术发展与社会相互作用的思考

通过材料科学领域的技术发展过程的回顾和展望，对材料技术发展与社会之间的相互作用进行了论述。其相互作用包括技术的社会整合以及社会调试。     

双线盾构隧道施工过程相互影响的数值研究

首先针对双线盾构隧道施工特点,建立了考虑切口水压、土体的扰动、盾尾释放位移、盾尾注浆体的硬化效应,能够进行动态模拟的三维弹塑性有限元模型.然后采用该模型进行双线盾构隧道施工过程的数值模拟分析,计算结果与现场监控量测数据做了对比分析,验证了作者所建立的双线盾构隧道施工过程数值模型的适用性,并总结得出近间距隧道的施工中,后建隧道对先建隧道的影响规律,以及后建隧道自身相对与单条隧道时的变化规律.通过对平行隧道盾构法施工不同参数的对比研究表明,隧道间距是控制两隧道相互影响的最主要因素,地层损失率次之,然后是土体弹性模量.而隧道埋深、切口水压、盾尾注浆压力对两隧道相互影响的作用较小.通过对重叠隧道盾构法施工不同参数的对比研究,分别得出了两种开挖类型的重叠隧道相互影响的规律.从减小隧道间相互影响出发,证明了下伏隧道先行开挖优于上覆隧道先行开挖的情况.     

A Comparison of Different Approaches in Numerical Modeling of Pavement Granular Material

Modeling pavement granular materials have played through an experimental or numerical approach to predict the a significant role in pavement design procedure. Modeling can be granular behavior during cyclic loading. Current design process in western Australia is based on linear elastic analysis of layers. The analysis is largely performed through a well-known program CIRCLY which is applied to model bound pavement material behavior. The KENLAYER is one of the common pavement software models used for pavement design in the United State which performs non-linear analysis for granular materials. Alternatively, a general finite element program such as ABAQUS can be used to model the complicated behavior ofmultilayer granular materials. This study is to compare results of numerical modeling with these three programs on a sample constructed pavement model. Moreover, a parametric study on the effects of Poisson ratio over the surface deflection of the flexible pavement has been conducted. It is found that increase in Poisson ratio of asphalt layer will increase the surface deflection while the increase in Poisson ratio of granular layers decreases the surface deflection.     

布料机布料臂架有限元建模与仿真研究

以国内首次研制成功的40 m大跨距布料机臂架结构为研究对象,采用参数化建模APDL方法和多单元连接技术,基于ANSYS软件平台实现复杂布料臂架系统的精确建模和拟实加载.根据各构件的结构特征、连接形式与承载特性,将布料臂架抽象成由杆、梁、板、壳、质量、弹簧及阻尼等力学要素,不同的力素对应不同的分析单元类型,不同的单元经连接后共同构成复杂空间刚架模型.参照相关设计规范和使用工况,结合多体动力学系统模拟结论,布料机最危险工况组合为:布料机前倾某角度放置、臂架呈全伸展状态、臂架位于某仰角、高位按最大受风面积承风(6级)、考虑附加动载荷等.计算考虑的主要负载有:臂架自重、皮带与托滚重、物料重、溜管及物料堆积重、风载、附加动载荷等.研究得出施加在布料臂架上的各载荷对其综合力学性能的影响情况和满负载下各臂节的变形量的分布规律,仿真表明臂架空载和满载时的最大挠度差约为0.103 m,满足大跨距布料臂架安全施工要求;输送物料重量和溜管料斗及物料堆积引起的附加重量对臂架的最大挠度和极限应力影响较缓,但对整机的抗倾覆性影响较大.     

A Fuzzy-Neural Network Method for Modeling Uncertainties in Soil-Structure Interaction Problems

Abstract:   Uncertainty often recurs in structural system characterization as well as in choosing the mechanical model and in calibrating it. When analyzing a structure founded in cohesionless soils, the uncertainty in system modeling comes from soil inherent variability, site conditions, construction tolerance, and failure mechanisms. In this research, a Fuzzy-Neural Network method to predict the behavior of structures built on complex cohesionless soils is proposed. The method is based on an Artificial-Neural Network (ANN) for modeling the soil-foundation interaction. Its learning process analyzes over 200 records of building foundations, tanks, and embankments settlements on sand and gravel. Once validated, ANN is introduced in the soil-foundation-sovrastructure interaction model. Using fuzzy sets to define vague and ambiguous variables, the Fuzzy-Neural Network method predicts the system behavior and quantifies the uncertainty of its response. A numerical example shows the method effectiveness in the case of uncertainty in soil parameters and gives suggestions for successive applications.     

二维多尺度颗粒材料受压性能数值模拟

颗粒材料的宏观力学行为是微观单个颗粒之间相互作用的结果。本文采用多尺度研究方法对已有试验进行了数值模拟,即在微观尺度下,采用离散元方法(DEM)对代表性结构单元(Representative Element Volume(REV))进行建模计算,在宏观尺度下采用有限单元法(FEM)进行求解。对FEM模型中高斯点处REV施加某一给定加载历史,采用均质计算方法获得REV全局应力张量,通过该应力张量推导FEM在每个高斯点的刚度矩阵,从而推导颗粒材料宏观数值本构响应。本文同时考虑了孔隙率,加载速度对压缩效率的影响。     

材料应变局部化分析中不同内尺度律参数间相互作用问题的讨论

梯度塑性和与速率相关的本构模型在动力学应变分析中会起到引入材料内尺度律的作用。利用这两种模型进行动力学软化与应变局部化分析均会使有限元计算的数值结果不再具有网格依赖性。讨论了这两种模型各自所具有的内尺度律效应，研究了两种模型综合使用条件下的内尺度律结果，给出了参数相互作用条件下内尺度律的计算方法。该方法具有一般性。利用该方法，进一步揭示了率相关与梯度塑性模型各自所具有的内尺度律的数学本质，并以数值算例说明了理论预测的正确性。     

垫层材料和厚度的交互作用对CFG桩复合地基承载力的影响

垫层材料和厚度的选取是复合地基设计中的一个关键问题。笔者首先利用Ansys软件构建CFG桩复合地基有限元模型,然后利用模拟分析结果研究垫层材料和厚度这2个因素对复合地基桩土应力比的交互作用。该试验结果将为CFG桩复合地基垫层设计相关规范的应用提供有益补充,使设计更经济、科学、合理。     

页岩气藏多尺度微观传质机理研究

页岩气藏微-纳米孔隙发育,天然气以游离和吸附态富集,与常规气藏比较、天然气富集特征、气体传质过程等都更为复杂。页岩气藏经压裂改造后形成人工裂缝-天然裂缝-基质多尺度传质路径,其微观传质过程涉及多种方式,对页岩气藏多尺度微观传质机理的研究将有助于提高页岩气藏开采效率。调研认为,气体传质过程包括有机孔隙和无机孔隙中气体的流动,扩散-渗流模型应考虑吸附-解吸附、滑脱效应、Knudsen扩散以及无机孔隙含水等因素的影响;根据其成藏特点,建立不同孔隙类型、不同尺度孔隙通道条件下气体传质数学模型,可为页岩气藏的开发设计提供依据。     

探索北京古都多尺度地理空间

北京在中国历史上多次成为都城,其依托的"地理空间"对于其起源和变迁有重要的影响作用.论文研究地理空间的脉络结构及其对于历史时期城市的重要影响作用,认知历史城市景观系统,明晰地理景观文物价值.以多尺度空间方法辨析地理与城市格局之间相互内在关联,探寻现存山脉河流之中的城市历史景观格局、时空演替和变化轨迹,揭示其城市空间结构...     

染料废水的物化处理

对某染料厂排放的碱性品红,酸性媒介藏青ＲＲＮ,酸性媒介红Ｓ－８０工业废水进行处理的结果表明,混合废水经过两级混凝沉淀处理,ＣＯＤｃｒ去除率可达６０％,色度去除率可达７７．５％,再经过滤及活性炭吸附,最终出水的各项水质指标均可达到国家二级排放标准,为染料废水处理提供了一条可行的处理方法,具有一定的环境,经济,社会效益。     

上海城市多尺度时空地理信息大数据库研究和应用

随着经济社会的快速发展和科学技术的不断进步,空间地理信息应用越来越广、作用越来越大。对于政府管理与领导决策来说,科学布局、统筹规划、合理利用国土空间、有效推进重大工程建设、保护资源、应急救援、城市管理等诸多方面都离不开地理信息服务。地理信息在描述地理分布、空间区位、趋势分析等方面生成的地图具有文字无法比拟的优势,具有良好的直观性和可视性,已成为政府科学管理和决策重要工具。扼要分析了地理数据库的概念和当前社会对地理信息服务的需求,据此研究了以地理要素符号化表达为核心地理数据库的构建和维护方法,通过地理信息语义表达等技术解决了多环境、多层次、多级别的地理信息在线应用等实际问题,极大地拓宽了地理信息的应用深度和广度。     

基于多尺度模型的钢管混凝土节点抗震性能分析

多尺度分析方法是结构分析领域一种新型的分析方法,可以有效地解决宏观模型难以解决的局部受力分析问题。目前建筑结构的抗震性能分析主要集中在对宏观模型的分析,但实际上由于结构模型的简化,宏观模型的分析很难反映局部的复杂受力、损伤以及破坏情况。通过对一钢框架分别采用宏观杆系模型和多尺度模型进行受力分析,验证多尺度界面连接方法合理性。采用有限元网格划分软件HYPERMESH对斜网格柱核心筒结构的某个钢管混凝土节点细观模型划分网格,然后导入到结构弹塑性分析软件Nosa CAD中和宏观模型进行组装。最后由Nosa CAD生成有限元分析软件ABAQUS计算模型,进行结构的整体抗震性能分析。通过宏观模型和多尺度模型的分析对比,表明多尺度模型可以很好地反映建筑结构微观部分的受力情况,并且计算运行时间是目前可接受的,两者的抗震性能分析结果差异不大。     

物化/三级生化/物化/超滤纳滤工艺处理垃圾渗滤液

秦皇岛张桥庄生活垃圾填埋场渗滤液处理站采用物化/三级生化/物化/超滤纳滤工艺处理垃圾渗滤液。设计处理水量为150m3/d,原水COD约为20000mg/L,BOD5约为2500mg/L,NH3-N1000mg/L。运行结果表明,系统对COD的去除率可达95%,出水COD100mg/L,符合《污水综合排放标准》(GB8978—1996)的一级标准。在该工艺的运行中,生物膜的培养和驯化是关键。     

基于多尺度结构整体模型的钢管混凝土节点抗震性能分析

提出了一套快速有效的多尺度计算操作流程,并采用通用有限元软件ABAQUS通过有限元精细化模型与宏观模型之间的界面连接方法分析研究,对一个复杂高层建筑结构植入钢管混凝土精细化节点模型进行弹塑性动力时程分析,多尺度模型和宏观模型计算结果的对比分析表明,多尺度节点对相邻结点位移的影响较小,对相邻杆件内力存在一定影响。多尺度计算能够在并不显著增加计算时间的情况下更为详细地反映复杂受力构件在整体结构中的抗震工作机理。