非结构网格上浅水方程的LU-SGS隐式算法

针对浅水数值模拟的特点,建立了可以在非结构网格上求解浅水方程的LU-SGS隐式算法.对复杂地形的底坡项进行了修正,并利用淹没节点法处理移动边界问题.利用算例对此隐式算法进行了模拟验证,并与Roe显式算法进行了比较.结果表明,隐式算法可以有效地缩短计算时间,具有良好的计算和收敛效果.长江口实际潮流模拟结果也证明了此隐式算法处理实际浅水问题的能力.     

爆炸荷载作用下钢筋混凝土框架结构的连续倒塌分析

近年来,鉴于建筑结构连续倒塌分析的复杂性,迄今为止,尚未得出一种可用于工程实际的足够精确的结构连续倒塌分析方法.运用通用有限元显式动力分析软件LS-DYNA,建立了某2跨3层框架结构的三维有限元模型.研究了初始损伤、结构的初始条件等因素对爆炸荷载作用下钢筋混凝土框架结构连续倒塌过程的影响.并将分析结果与传统的结构倒塌分析方法的分析结果进行了对比,进一步提出了一种改进的钢筋混凝土结构连续倒塌分析的方法,对建筑结构抗连续倒塌设计具有一定的指导作用.     

波动数值模拟的常加速度显式算法

给出了一种将隐式时域逐步积分算法转换为显式时域逐步积分算法的方法,避免了求解耦联方程组,提高了计算效率.对于暂态波源作用下的弹性半空间,利用有限单元法划分网格、建立结构动力方程,并应用Fortran语言对中心差分算法和平均常加速度显式算法编程,求解脉冲荷载作用下的出平面运动.2种算法计算结果对比表明,常加速度显式算法可以较好地应用于工程波动数值模拟中.     

锆板轧制模拟的显式动力与隐式静力有限元法比较

针对用作核燃料元件金属包壳的锆合金板建立三维有限元模型,分别运用显式动力与隐式静力有限元法实现了轧制加工的数值模拟.对两种模拟方法下轧制后工件的几何尺寸、接触面上的轧制压力分布等计算结果进行了分析与比较.研究结果表明:通过选取合理的质量放大因子,显式算法的计算效率远高于隐式算法;而隐式静力方法的计算结果比显式动力方法更加平滑;在轧板中部和远离接触表面处,两种方法所得轧制后工件的尺寸吻合得很好;并且两种方法所得稳定轧制阶段的工件表面接触压力分布总体上较为吻合.所做工作可为核燃料元件轧制数值模拟方法的合理选取提供参考.     

二维非结构网格Euler方程高效解法

在非结构网格上应用多重网格技术加速 Euler 方程的收敛,在多重网格中通过聚合法进行粗网格生成,并对粗网格中的多边形网格做了等价面处理.在空间离散上采用 Roe 格式,在时间推进上分别采用了显式和隐式算法.通过对 NA-CA0012 翼型和 RAE2822 翼型的流场模拟,比较了显式多重网格法和隐式多重网格法的计算效率.     

高强钢平端板连接滞回性能模拟方法

为了满足高强钢平端板连接的滞回性能精细化分析和简化分析需求,分别基于实体单元和零长度单元进行了模拟方法研究.基于实体单元进行了隐式分析和显式分析模拟.在隐式分析滞回模拟中存在无法收敛问题;在显式分析模型中改进加载步设置规则,采用每个幅值设置单独加载步的方法,解决了同一加载步有多个加载幅值时的误差过大问题.针对零长度单元,提出了修正四折线模型以考虑对于高强钢平端板连接转动能力预测不可忽略的螺栓弯曲变形和梁翼缘转动两个因素;通过卸载刚度损伤指标取值体现高强钢连接和普通钢连接损伤退化规律的差异性并建立了基于Pinching4模型的简化分析模型.同时,平端板连接的数值模拟表明简化分析模型能较好地模拟滞回曲线中的滑移效应和捏拢效应.     

一类双曲型方程两种差分格式的对比研究

文章研究了双曲型方程的显式差分格式与隐式差分格式,并进行了数值模拟.数值实验结果表明步长比s为1/3时,两种差分格式都稳定,但显格式的计算效率高且数值解的最大误差小;步长比s为3/2时,显格式不稳定而隐格式稳定,该结论恰好与双曲型方程的显、隐格式稳定性的理论结果相一致;在步长比相同的情况下,对时间和空间区间分割越细密,数值解的最大误差越小.     

基于显式Wilson-θ法的动载荷识别研究

推导出多自由度动力学方程的Wilson-θ数值算法显式表达形式,进而提出了一种显式Wilson-θ 的动载荷识别算法.该算法避免了Wilson-θ算法的隐式迭代形式的迭代误差,在拥有显式算法特性的同时具备隐式算法的特性.当θ取合适的值时,该算法是无条件稳定的.通过悬臂梁的算例和实验对算法的识别效果进行了验证,并与传统的状态空间法的识别结果进行了对比.结果表明:该算法不仅能够对矩形载荷、谐波载荷和随机载荷进行准确地识别,并且比状态空间法的识别精度更高.     

解偏微分方程的线性多步法的傅立叶分析

讨论了如何将显式、隐式线性多步法转化为显式、隐式的向量单步形式,对它们进行了傅立叶分析, 给出了它们的可解性假设条件.     

地震作用下边坡及滑坡稳定性及破坏过程分析

基于土动力学基本理论、显式有限元及大变形计算方法，本文提出了一种适用于边坡及滑坡在地震条件下的稳定性及失稳破坏过程的分析方法。通过本研究期望为边坡工程抗震及地震诱发滑坡次生地质灾害防治工作提供理论指导。首先使用显式有限差分、隐式有限元及显式有限元法三种方法分别计算了静力条件下的边坡安全系数，将三种方法计算结果进行了对比分析。之后使用本文方法及五种天然地震波分别计算了边坡的地震安全系数并分析了地震动特性对边坡稳定性的影响。最后结合一个工程实例分析了地震条件下滑坡的稳定性及破坏过程。     

Triple-layer Absorptive Structures for Shock Wave Blast Protection

Ｔｈｅｓｕｒｖｉｖａｂｉｌｉｔｙｏｆａｍｉｓｓｉｌｅｓｉｌｏａｇａｉｎｓｔａｂｌａｓｔｗａｖｅｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｓａｃｒｉｔｉｃａｌｉｓｓｕｅｆｏｒｎａｔｉｏｎａｌｄｅｆｅｎｓｅ.Ａｔｒｉｐｌｅｌａｙｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｔｈｅｐｒｅｖｉｏｕｓｓｉｎｇｌｅｌａｙｅｒｄｅｓｉｇｎ.ＡｓｓｈｏｗｎｉｎＦｉｇ1,ｔｈｅｂｏｔｔｏｍｌａｙｅｒｉｓａｃｉｒｃｕｌａｒｐｌａｔｅｍａｄｅｏｆｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅ(ＲＣ).Ｔｗｏｒｉｎｇｓｏｆｓｉｍｐｌｅｓ…     

基于ABAQUS的RC框架节点的有限元分析

文章应用有限元分析软件ABAQUS,采用混凝土损伤塑性模型对钢筋混凝土框架节点的性能进行了非线性有限元分析,其中混凝土与钢筋分别采用实体单元与桁架单元进行分离式建模,并使用Embed技术进行自由度的耦合。将试验结果与有限元分析进行对比,结果表明梁柱节点自由端在竖向单调加载作用下的荷载位移曲线与试验结果比较吻合,计算的变形模式同试件破坏形态一致。文中采用参数分析,探讨了混凝土膨胀角、黏性系数及损伤因子对计算结果的影响,为实际工程中的节点设计提供试验与理论依据。     

对ABAQUS中混凝土弥散开裂模型的静力特性分析

为全面了解ABAQU S有限元软件中混凝土弥散开裂模型分析混凝土材料和构件的能力,用该模型对混凝土材料的单轴、双轴应力状态下力学性能以及构件的抗弯、抗剪性能进行模拟,并与试验结果进行对比分析。结果表明,混凝土弥散开裂模型能较精确地模拟单轴受拉和受压、双轴受压和双轴拉压应力状态下混凝土的力学性能,也能较好地预测钢筋混凝土构件的抗弯和抗剪性能及其相应的破坏形态,但不能很好地描述混凝土双轴受拉应力状态下材料的力学性能,也不能反映体积应变发展变化的规律。     

基于ABAQUS的采煤机截割部行星传动的接触应力

采煤机截割部行星齿轮传动载荷较大,常出现接触疲劳失效。针对这一问题,通过CAXA软件建立齿轮二维模型导入PRO/E软件后的实体模型,并利用ABAQUS/Explicit作为仿真平台,对齿轮啮合装配并进行非线性啮合接触分析,研究齿轮啮合传动时应力在齿轮轮齿的分布情况。结果表明:接触应力沿齿宽方向分布明显偏置,最大接触应力主要分布在太阳轮轮齿动力输入端的边缘部分。单齿啮合、两对齿啮入和啮出时,最大接触应力分别为1 264、1 529和869 MPa。     

弹性地基板单元在ABAQUS中的开发与应用

考虑横向剪切变形的任意四边形八结点弹性地基板单元是将Mindlin中厚板理论和Winkler假定相结合,并考虑地层与结构相互作用提出的。利用通用有限元软件ABAQUS所提供的用户自定义单元(UEL)接口,编制相应的接口程序,将此弹性地基板单元引入ABAQUS中,供其主分析模块调用计算。通过算例对所开发单元进行了验证,结果表明,本文所开发的弹性地基板单元是正确的、可靠的,具有较高的计算精度。同时,所提出的二次开发研究思路具有普遍性,对自定义单元的程序研制具有一定的参考价值。     

混凝土框架子结构角柱快速移除数值分析

研究了钢筋混凝土(RC)框架子结构在角柱突然失效模式下剩余结构的动力响应.依据Qian等完成的角柱快速移除动力试验,利用大型有限元软件ABAQUS/Explicit建立了精细化的有限元模型.在有限元模型中考虑了钢筋混凝土材料的应变率效应,并进行了现场试验的全过程加载模拟,模拟获得的位移响应曲线和破坏模式与现场试验吻合良好,较好地模拟了混凝土框架子结构角柱快速移除试验的全过程.在成功进行了模型校验的基础上,分析了角柱的失效时间和横向水平约束刚度对结构动力响应的影响,结果表明,延长结构的失效时间和增大横向水平约束刚度均能够有效地提高结构的抗倒塌性能.     

基于ABAQUS的桩土共同作用的数值模拟

运用ABAQUS软件对桩土结合模型进行了数值仿真．利用ABAQUS中的主-从接触算法，在桩身与土体之间建立接触对，对桩身采用弹性模型，土体采用扩展的Drucker—Prager模型进行模拟，并考虑初始地应力的影响．通过计算得到竖向载荷作用下桩的轴力分布曲线和沉降曲线．在算例中模拟了江苏某大桥N1号试桩，结果与现场实测值相近．     

增强型混凝土永久模板—钢构架混凝土短柱轴压力学性能有限元分析

基于ABAQUS有限元数值模拟结果,探讨增强型混凝土永久模板—钢构架混凝土短柱和现浇钢构架混凝土短柱、现浇RC短柱的轴压力学性能,得出结论:增强型混凝土永久模板-钢构架混凝土短柱在轴压破坏过程中,主筋应变明显滞后于现浇RC短柱,承载力有较大幅度提高,增强型混凝土薄板有效参与工作;给出了该类型短柱的轴压承载力计算公式。     

Python语言和ABAQUS前处理二次开发

采用Python脚本语言二次开发ABAQUS的前处理模块，讨论了ABAQUS的脚本接口和对象模型在二次开发中的作用和调用流程．通过开发Python脚本程序控制ABAQUS的建模和划分网格的过程，有效地解决了包含大量重复单元的模型手工建模时的重复繁琐等问题，提高了前处理的效率．     

ABAQUS二次开发在触变成形模拟中的应用

ABAQUS有限元软件的二次开发对于ABAQUS在工程分析中的应用具有很大的促进作用。介绍了ABAQUS二次开发的基本原理和方法,并通过半固态AZ61合金压缩成形实例实现ABAQUS二次开发的应用。对于进一步研究镁合金触变成形机理,且在ABAQUS的数值模拟中加入新的材料模型提供了一种途径。