基于可信度约束结构分析的区间因子法

构建了物理参数、几何参数和载荷同时具有不确定性的桁架结构有限元分析模型,提出了基于可信度约束的区间因子法的结构分析方法;定义了具有可信度约束的区间运算规则;利用区间因子的数学表述,推导出结构位移响应和单元应力响应的计算表达式.算例给出了区间参数结构的响应可能区间及其可信度的计算结果,表明该方法的可行性和有效性.     

混凝土坝振动参数区间逆分析

考虑模态观测数据的不确定性，引入不确定问题求解的区间分析思想，建立了利用先验约束条件的混凝土重力坝动态参数的区间反演模型；并采用约束变尺度方法求解该反演模型获得待求参数的区间范围。以某大坝空库情形为例，在振动观测数据不完全的条件下，对该方法进行了考察。结果表明，在只有一阶圆频率和几个固定点处有一阶振型观测数据的情况下，可以可靠地识别出坝体混凝土和基础岩石的动弹性模量所在区间范围，该方法具有一般性，可以应用于一般结构振动参数识别问题。     

基于改进区间逆响应面法的塔机有限元模型修正

有限元模型修正技术广泛应用于机械等领域。在工程实际中,由于多种因素的影响,实际结构（如塔式起重机,简称塔机）与有限元模型之间普遍存在不确定性误差,造成有限元分析结果失真,因此研究结构的不确定性有限元模型修正具有重要意义。由于塔机应用的广泛性和事故的高发性,在考虑参数不确定性的情况下,对塔机的有限元模型进行了修正。为提高模型修正效率,引入响应面模型来代替塔机的有限元模型,利用RBF神经网络具有对复杂问题高精度拟合的优点,提出了一种改进的区间逆响应面方法对塔机进行了不确定性修正。通过三自由度弹簧-质量系统证明了所提出方法的可行性,并对实际塔机结构进行了区间修正,改善了传统区间逆响应面方法的不足,结果具有很高的计算精度和计算效率。     

基于区间参数摄动法的黏弹性区间有限元研究

对线性静力区间有限元应力区间计算方法进行了评述,认为将含有区间参数的高斯点应力在区间参数均值处进行Taylor展开,计算得到的应力区间扩张不明显.将区间分析方法应用于黏弹性问题分析,推导了黏弹性问题的区间参数摄动法计算公式,研制了相应的黏弹性区间有限元计算程序.通过算例分析认为:采用区间参数摄动法进行黏弹性问题分析是可行的;随着位移均值的增加,位移离差也逐渐增大;位移区间最终随着位移均值的稳定而逐渐趋于稳定.     

基于区间分析的结构非概率可靠性优化设计

将结构体系及其所处复杂环境中的不确定参数描述为区间变量,在区间可靠性分析方法的基础上,发展出一种结构非概率可靠性优化模型,可给出满足一定可靠性要求的优化设计方案.结构非概率可靠性优化过程包含两个层面,外层根据问题特征选用不同的全局寻优能力较强的优化算法,内层根据响应对不确定性量的敏感程度可使用基于Taylor展开的区间分析方法和配点型区间分析方法代替优化过程以评估结构响应的上界和下界.这种优化方式既避免了两层嵌套优化,极大的降低了优化过程的计算量,又可充分利用现有成熟的优化算法,程序的可移植性强.模型中使用改进的两种不同的区间可靠性模型,分别为基于区间能度方法的＂1公式模型＂和基于图表法的＂2公式模型＂,实用性强.文中的两个数值算例表明了本文所提出方法的有效性.     

边坡稳定性分析的区间极限平衡法

边坡工程具有大量不确定性因素,需要采用不确定性方法对其进行分析。通过对边坡稳定分析中不确定性因素的分析,提出了一种使用区间理论来计算边坡工程稳定性的新方法。这种方法可以考虑稳定分析中所涉及到的计算力学参数的不确定性。把区间数学和极限平衡法相结合,建立了区间极限平衡方法,推导了区间安全系数的计算公式。实例研究表明,边坡稳定性区间分析方法是一种更合理的边坡稳定性评价方法。     

热传导温度场不确定性数值分析

基于单元分析的区间有限元法和矩阵摄动理论,建立了稳态热传导温度场不确定性分析的数值求解模型。空间上,采用八节点等参元技术进行离散,利用区间有限元法,分别建立不确定系统中确定性部分和不确定性部分的有限元数值模型,进而得到温度响应的区间范围。文中不仅考虑了非均质和参数分布的影响,而且也给出了相应的数值算例。数值结果证明了所建分析模型的有效性和可行性。     

盾构隧道管片衬砌力学行为区间不确定性分析

以琼州海峡盾构隧道为研究背景,基于梁-弹簧有限元模型,考虑初始设计阶段中相关参数的不确定性,将侧向土压力系数、地层抗力系数、接头等效抗弯刚度考虑为区间不确定性变量,建立了管片衬砌结构区间不确定性问题的数值求解模型,推导了影响度计算公式,可估计轴力、弯矩、安全系数的上下界.通过数值分析,探讨了各区间变量不确定性对管片衬砌结构力学行为的影响.数值结果表明:所取参数的不确定性对轴力影响较小,但对变形和弯矩影响较为明显;两种荷载模式对应的管片安全系数区间相差较大,在设计中应妥善考虑.研究结果有望为管片衬砌鲁棒优化设计提供参考.     

流体-结构相互作用中气动发散边界的区间分析方法

研究流体-结构相互作用问题中存在不确定性参数时的气动发散问题.使用区间变量描述不确定性参数,结合区间扩张理论和Taylor级数展开,提出了确定发散马赫数区间的非概率区间分析方法.该方法只需要知道不确定参数所在范围的界限,而不需要其他概率信息.以平板发散问题为例,将区间分析方法与概率方法的结果进行了比较,由非概率区间分析方法得到的发散马赫数区间比概率方法得到的要宽,由此可给出更为安全的设计信息,这表明区间分析方法是可行并有效的.     

区间有限元控制方程的求解方法

考虑了输入参数和荷载的有界不确定性，用区间变量来表示．将区间有限元分析同摄动方法、优化技术相结合，提出了求解区间有限元方程的区间参数摄动法和区间参数优化法，针对参数在较大范围内变化的情况，提出了参数分区求解的方法．通过数值算例进行了对比分析和讨论，说明了所提出方法的可行性和有效性．     

阿海重力坝倾斜层状地基力学参数敏感性分析

基于大型通用商业软件ADINA,研究了倾斜层状岩体地基的有限元模型,并以云南阿海水电站混凝土重力坝为背景,通过调整地基垂直层面和平行层面的力学参数,进行敏感性分析.研究结果表明,复杂层状地基的力学参数变化对坝体应力和变形有明显影响,随着坝基岩体垂直和平行层面变形模量的改变,坝体应力和变形相应改变.     

混凝土大坝反演分析模型

该文用实测的大坝变形观测资料，通过建立有限元模型进行计算分析，反演出坝体和基础的变形模量．并利用反馈得到的参数，再用于建立混合模型．该文为大型水利工程中的坝体结构的分析提出了一种新的可靠的有限元模型和方法，结果表明，该方法精度高、可靠性大、实用性强．     

基于实测温度的拱坝裂缝稳定性分析

温度荷载作为拱坝的主要荷载,对拱坝裂缝的出现和稳定有很大的影响．因此准确的再现施工期温度场是对拱坝裂缝进行稳定性分析的前提条件．采用自适应遗传算法对某拱坝大坝混凝土的绝热温升参数进行了参数反演,采用反演后的绝热温升参数进行施工期温度场仿真分析．采用带拉断的Mohr—Coulomb破坏准则判断混凝土的开裂．裂缝出现后,概化出两组主要裂缝,采用线弹性断裂力学分析裂缝的稳定性．由于裂缝稳定性分析要求裂缝附近有较密的网格,基于兼顾计算效率和精度的考虑,采用子模型法处理裂缝部位．     

拱坝软弱基础砼置换后坝体应力的计算方法

砼置后拱坝基础由砼垫座和基岩组成联合基础,确定它的当量弹模是用多拱梁法进行拱坝应力分析的先决条件。本文提出了一种在变位一致的条件下,配合使用平面有限无法确定联合基础当量弹模的算法。     

一种混凝土重力坝分区弹模反演新方法

建立了一种解决实际工程中测点数少于待反演参数个数的混凝土重力坝分区弹模反演问题的新方法。这种方法利用已知的补充信息作为反演问题的物理约束条件，建立参数反演的多目标优化数学模型，解决了反演结果的惟一性问题；并且使用改进的模拟退火算法这种全局最优算法来求解大坝的分区弹模。数值算例表明，这种方法对大坝反演问题具有较高的识别精度，反演结果可靠，可以应用于实际工程。     

Behavior of Plastic Concrete Diaphragm Walls in Three Gorges Project

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｓｅｃｏｎｄｓｔａｇｅｃｏｆｅｒｄａｍ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｕｐｓｔｒｅａｍａｎｄｄｏｗｎｓｔｒｅａｍｃｏｆｅｒｄａｍｓ，ｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｋｅｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎＴｈｒｅＧｏｒｇｅｓＰｒｏｊｅｃｔ．Ｔｈｅｃｏｆｅｒ...     

混凝土初始损伤细观结构特性数值试验研究

细观结构特性是混凝土材料最重要的特性之一,细观结构参数的改变直接影响混凝土弹性模量、抗拉抗压强度等宏观力学性能变化.首先采用混凝土随机骨料模型进行混凝土细观数值试验,将混凝土看成由骨料、水泥砂浆以及两者之间的界面过渡区(ITZ)组成的三相复合材料,并在水泥砂浆中引入不同孔径、孔隙率的孔隙,使用有限元分析软件MSC.Marc,通过数值试验研究了孔径、孔隙率对混凝土抗拉抗压强度和弹性模量的影响规律.试验结果表明:混凝土弹性模量在同一孔径下随着孔隙率的增长呈线性下降,在同一孔隙率下随着孔径增大呈对数下降;混凝土抗拉抗压强度随着孔隙率和孔径增大呈对数下降.其次,将数值试验结果与经验公式进行了对比,验证数值试验结果的正确性.最后,根据数值试验结果,建立了混凝土初始损伤与孔隙率和孔径之间的关系,描绘了细观尺寸下混凝土的初始损伤面,为建立混凝土细观结构参数和宏观力学特性之间的联系,改善混凝土的力学性质打下了基础.     

机械弹性车轮侧向刚度的影响因素分析

为深入研究机械弹性车轮侧向力学特性,基于理论及数值仿真的方法对车轮侧向刚度影响因素进行了分析.利用能量法建立了0轮单元侧向刚度理论模型,并得到影响车轮侧向刚度的主要因素.在简化机械弹性车轮结构的基础上,建立了车轮三维有限元模型,并验证了模型的有效性.针对不同垂向载荷、0轮几何结构参数以及橡胶层剪切模量,对机械弹性车轮进行了侧向刚度特性的仿真试验.计算结果表明:随着垂向载荷、橡胶层剪切模量的增大,车轮侧向刚度均增大;随着0轮断面高宽比的增大,车轮侧向刚度呈减小趋势.通过对车轮侧向刚度影响因素的理论及数值分析,可为优化车轮刚度特性及改进车轮结构等方面的研究提供参考.     

桥面构造及铺装层对正交异性钢桥面板力学性能的影响

为研究桥面细部构造和桥面铺装对正交异性钢桥面板力学性能的影响,确定合理的构造,以梯形及矩形截面形状的纵向加劲肋与多种缺口形式的横隔板相组合形成正交异性钢桥面板结构体系,并铺设不同厚度、不同弹性模量的沥青混凝土铺装层,建立相应的有限元实体模型进行加载,分析纵向加劲肋截面形状、横隔板缺口形式及铺装层弹性模量和厚度对正交异性钢桥面板力学性能的影响规律。结果表明:加劲肋上口间距越小,改善桥面板受力性能越明显,其中加劲肋B(梯形加劲肋侧板与底板采用圆弧连接)受力性能较好,且用料少;缺口Ⅰ、缺口Ⅲ的应力集中情况好于缺口Ⅱ,因此应合理选用缺口Ⅰ和缺口Ⅲ,但缺口Ⅲ需要优化;顶板与纵向加劲肋连接处应力高,为力学性能敏感区域;铺装层弹性模量增加,钢桥面板最大主应力减小,铺装层厚度增加,钢桥面板和沥青表面最大主应力均减小,因此铺装层弹性模量与厚度要综合设计,以使钢桥面板受力性能最优。