数值模拟方法在构造变形研究中的应用

构造变形数值模拟方法可以综合利用地质、地球物理、地球化学等方法的研究成果,建立和模拟不受时空限制的各种地质模型,是现代地球科学研究的重要方法之一。文章以造山带、盆地及褶皱的模拟为重点,综述了数值模拟方法在构造变形研究中的应用,总结了在地质构造变形研究中进行数值模拟的2大类方法,分析评价了几种通用数值模拟软件的特点及其在构造变形研究中的应用;从地质模型的建立、力学模型的建立、计算模型的建立、模拟结果的分析与评价等方面,分析讨论了进行构造变形数值模拟时应注意的问题。     

空间效应对深基坑变形的影响分析

对采基坑进行变形监测,并采用有限元方法,应用大型有限元软件ADINA,对其进行数值模拟分析,将实洲变形值与模拟值进行对比分析深基坑变形规律,从而分析基坑的空间效应特性。并初步研究坑角效应对变形的影响。     

加载方式对装配整体式剪力墙结构竖向变形影响模拟分析

准确掌握高层装配整体式剪力墙结构的竖向变形规律对保障施工质量与结构安全具有重要意义。为获得较为精确的装配整体式剪力墙结构竖向变形规律,本文以太原市某高层装配整体式剪力墙结构为例,基于BIM三维模型及施工进度模拟,基于装配式结构施工特点提出了精确荷载加载方式,考虑一次性加载和精确荷载加载方式两种不同加载方式的影响,利用ETABS软件对装配整体式剪力墙结构不同荷载加载模型的施工全过程荷载及竖向变形进行模拟,将模拟结果进行比对分析。结果表明：加载方式对装配整体式剪力墙结构竖向变形计算结果影响较大;考虑装配式结构施工特点的精确荷载加载方式模拟所得竖向变形峰值约为一次性加载竖向变形峰值的61%;相比预制构件,现浇构件变形结果受加载方式影响更大,而预制和现浇构件竖向变形的相互作用将加剧加载方式对结构变形的影响;ETABS竖向变形模拟值可为结构标高预补偿施工方案的确定提供参考,有助于弥补结构施工后变形,优化施工效果。     

油田注采诱发地表变形规律及控制方法研究

根据大庆油田南二区大地三维形变测量结果,研究地层压力变化引起地面垂向变形的规律,并提出地表垂向变形计算的数学模型,通过有限元法对大地垂向变形情况进行了数值模拟,数值模拟结果和测量结果对比,显示了模拟方法的可靠性.最后基于数值模拟和现场测量,提出了控制油田地表垂向变形的方法.图3,表5,参8.     

基于有限体积模拟的模锻优化设计

在锻造等金属大变形的工艺设计中,相关参数的确定很大程度上依赖于经验公式,而有限元法在金属大变形过程数值模拟中有明显的局限性,且模拟结果难以验证.本文基于有限体积法模拟了一典型开式模锻过程,并在通用经验值允许的范围内,根据模拟结果调整工艺设计中的参数设置,有效避免了一种锻件常见缺陷.通过分析变形过程特定时段的变形区形状、分流面的变化及变形力分布曲线,结合相关塑性理论验证了模拟结果的正确性,实现了工艺优化设计.研究证明理论预测与数值模拟相"拟合"的方法可以代替实验用于指导生产实践.     

相似理论在塑性成形的实验模拟和计算机模拟中的应用

本文根据相似理论,提出了塑性成形实验模拟和计算机模拟的相似准则,讨论了应变不相等的近似模拟的条件,分析了分别用小变形理论和有限变形理论进行塑性成形计算机模拟时相似准则的差别.     

金属热变形时动态组织变化的模拟

在考虑变形历史对组织变化以及组织变化对变形影响的基础上，建立了金属变形组织变化模拟模块，模拟结果和实验相符合。     

AZ31温轧过程变形区温度模拟

AZ31镁合金薄板温轧过程中引起变形区温度波动的因素较多,因此变形区温度的精确预测是保证轧制工艺及产品质量的关键.本文利用有限元数值模拟软件针对AZ31镁合金薄板温轧过程变形区温度进行了数值模拟,给出了轧辊及轧件的物性参数及模拟的初始条件和边界条件,确定了影响变形区温度的5个关键因素为轧辊温度、轧件温度、轧件厚度、轧制速度及压下率.通过5水平的模拟正交实验方法获取模拟数据,回归了变形区温度数学模型,最后通过一组温轧模拟实验数据测试了数学模型计算精度.     

热连轧H型钢轧制变形数值模拟

应用大型有限元软件ANSYS/LS-DYNA,采用热力耦合大变形模拟方法对H型钢9道次热连轧过程进行了数值模拟.以某钢铁有限公司现场的轧制条件、工艺参数为基础,对连轧模拟参数进行了设置,模拟分析了热连轧H型钢变形过程中稳定部位的应力、应变分布以及金属流动规律,为连轧H型钢的均匀变形、改进产品质量提供了基础.     

土岩复合地层深基坑变形时空效应分析

地铁车站深基坑施工难度大,自身变形风险高,受扰动的周边地表沉降风险和建筑物破坏风险突出,而基坑变形的时空效应又是识别和控制上述风险的基础信息数据。为此,以某市地铁车站深基坑工程施工为例,研究土岩复合地层深基坑变形时空效应的特征与规律,为控制基坑自身风险和周边环境风险提供依据。首先,分析该基坑的地质条件及其土岩复合地层条件下的基坑变形模式;然后,利用Midas GTS NX有限元模拟软件,对该基坑土方开挖进行模拟,利用模拟位移云图描绘该基坑变形的动态演变过程和时空效应特殊性;利用现场监测数据分析和验证数值模拟结果,进一步总结和分析土岩复合地层深基坑变形时空效应的特殊性。     

恒定磁场下的磁性液滴变形数值模拟

采用商业数值软件Fluent模拟研究磁液滴在恒定磁场中的运动变形情况.模拟考查磁液滴在空气中处于悬浮状态时,受到水平方向的恒磁场作用,进而发生运动变形行为.研究结果表明:磁通密度越大,对液滴造成的影响越大,液滴更加容易发生移动变形行为;另外,磁液滴尺寸越大,越容易受到磁场的影响发生变形;磁液滴发生变形存在最低磁通密度,即临界磁通密度,该参数随液滴直径的增加而减少;当液滴尺寸无限小,无论施加何种强度的磁通密度均无法实现液滴的变形;当液滴直径达到5.4 mm以上时,即便不存在磁场作用,在无外界能量维系的前提下,液滴本身也会发生变形,无法保持液滴球形的完整性.     

一种基于动态纹理的运动场景可视化方法

为实现大规模角色运动场景的高真实感快速仿真,提出了一种基于动态纹理的可视化方法. 使用基于关节点旋转角的动作迁移方法,获取角色的运动动作;使用基于曲线式骨骼的变形方法,实现运动角色变形;将角色运动过程,通过渲染到纹理技术,生成内容可以实时更新的动态纹理;将角色的动态纹理应用到Billboard上,替代运动角色,实现快速绘制;使用GPGPU(General Purpose on GPU)技术加速角色变形和绘制,进一步提高仿真速度. 对于包含1万个角色的大规模场景,可以实现30FPS的实时渲染,实验结果表明该可视化方法能够快速仿真大规模角色的运动场景.     

Betti功互换定理的推广及应用

本文把弹性力学的Betti功互换定理推广到弹塑性、粘弹塑性和弹性体运动状态,利用虚位移和虚速度的原理,导出了各种情况下的Betti广义互换方程。并以纯弯曲悬臂梁,压杆稳定和薄板振动问题为例。说明了广义互换定理的应用。     

岩石弹塑性损伤耦合本构模型

在不可逆热力学框架内，推导了岩石材料弹塑性损伤耦合的本构模型，该模型的参数均可由通常应力－应变关系曲线确定     

三维弹塑性有限形变问题的边界元法

本文给出了在UL描述下,弹塑性有限形变问题的边界元法和一些具体的分析方法.由两个算例证明此方法是正确的.     

基于ANSYS的捆丝有限元分析

介绍了钢丝捆钢机的工作原理，利用ANSYS软件对捆丝在导槽中的受力、变形情况进行了分析。得到了捆丝在导槽中与轴承的支反力和变形，可以推出捆丝在导槽中的摩擦力，为进一步分析捆丝送丝力计算提供理论指导。     

硬壳坝有限元分析

硬壳坝由多种材料构成,用传统的计算方法其结果无法准确的反映坝体各部位的应力、变形情况.采用有限元法(ANSYS)计算了某一硬壳坝实例,得出了硬壳坝的坝身应力分布及硬壳与填渣交界面上的应力变形等结果.通过改变填渣弹模进行计算,得出填渣弹模对坝体应力变形的一些影响规律,为设计提供参考,具有较大的实用价值.     

基于ANSYS的捆丝有限元分析

介绍了钢丝捆钢机的工作原理,利用ANSYS软件对捆丝在导槽中的受力、变形情况进行了分析.得到了捆丝在导槽中与轴承的支反力和变形,可以推出捆丝在导槽中的摩擦力,为进一步分析捆丝送丝力计算提供理论指导.     

高效实用的板带变形求解方法

针对轧件弹塑性变形与轧辊弹性变形计算分离的弊端,用轧制力分布系数将这2个模型结合起来,并解决了此2个模型之间的耦合问题.理论计算结果在1 700 mm热连轧机组样品进行验证,理论和实践两者符合较好.