基于ABAQUS平台的邓肯-张E-B和E-ν模型程序开发

基于ABAQUS平台并利用UMAT子程序接口开发了邓肯-张E-B和E-ν模型程序,开发的程序可在一个模型中包含邓肯-张E-B和E-ν 2种不同的本构模型.应用该程序对一已建混凝土心墙堆石坝进行了变形及稳定的数值计算,并与现场实测结果进行了比较.结果表明,数值计算与现场实测的变形变化趋势较为一致.该结果验证了所研制程序的...     

混凝土水力劈裂时裂缝扩展与缝中水压力变化试验研究

对原混凝土水力劈裂试验的密封装置进行了改进,为避免水压力较大时硅胶板变形过大,用硅胶套替代原来的硅胶板,并用夹子固定在混凝土试件上.同时为了追踪水力劈裂过程中裂缝尖端开裂位置的变化,在混凝土预留缝端部布置了一排防水应变片.通过4个扩散硅传感器和5个防水应变片同步实时量测试验过程中混凝土水力劈裂过程中的缝面水压力分布和应变变化,并将测得的缝面水压分布和扩展裂缝尖端位置进行比较.结果表明:水力劈裂试验中,随着外水压的增加,裂尖稳定扩展速度明显增大,且裂缝失稳荷载下降.裂缝内水压力随着裂缝张开而降低.起裂时缝内水前端滞后裂缝尖端10mm,失稳时,缝内水前端滞后裂缝尖端40mm.     

三级配混凝土单轴破坏的细观数值模拟

将混凝土看成是由骨料、界面和砂浆组成的非均质复合材料，采用非线性有限元软件Marc对东江拱坝三级配混凝土试件单轴受拉、单轴受压破坏的全过程进行数值模拟．按照试件的实际配比计算出各种粒径骨料的数目，采用蒙特卡罗法对混凝土骨料进行随机投放，生成试件的随机骨料模型．研究中，单轴受拉时采用最大拉应力准则，并考虑了材料的软化；单轴受压时采用线性莫尔-库伦准则．结果表明，混凝土的力学性能与其内部的细观结构组成密切相关，材料的宏观破坏是细观结构破坏累积的结果，无论是受拉时的开裂还是受压时的屈服，几乎都首先发生在界面上．     

分缝拱坝的地震响应分析

采用非线性有限元法研究了带有横缝的拱坝在Ｅｌ Ｃｅｎｔｒｏ波地震作用下的响应。研究中认为坝体混凝土是线弹性体，对于横缝模拟了其连续，张开，闭合，相对滑移以及初始压力等多种受力状态。用有限元和半无限元相结合求解拱坝与库水的动力相互作用问题，算例给出了拱坝关键部位的应力和位移响应，考虑了不同水位，初始压力，抗拉强度等因素的影响，并与相应的线弹性情况的结果进行比较，最后通过综合分析对带有横缝拱坝的地震响     

三维应力强度因子的有限元计算

根据Ｉｒｗｉｎ的裂缝闭合积分求能量释放率的原理，系统地导出了空间有限元求裂缝尖端的能量释放率的有关公式。研究中假设缝端单元应力及裂后单元位移分布为局部坐标ξ，ζ的双线性函数，用单元的结点力和结点位移来表征单元的能量释放率，分析时只需一种单元网格，可以分析缝端为直线和曲线分布的各种线弹性断裂力学问题。算例表明，本文方法不需用较密的网格，就可获得相当高的精度，这为大型结构线弹性断裂力学应力强度因子的计     

带有耗能器的基底滑动结构隔震效果研究

对带有基底滑动隔震系统及耗能器系统的结构进行了研究，建立了三种情况下的数学模型，推导了有关公式，并编制了相应的计算程序，研究了一座四层建筑物在ＥｌＣｅｎｔｒｏ地震波作用下的位移响应，加速度响应、层间剪力响应等，考虑了不同摩擦系数、不同加速度峰值及附加耗能器不同参数时对结构隔震效果的影响。并与相应的线生结构进行了比较，通过计算分析，得出结构隔震和耗能的有关结论。     

压电智能材料在悬臂梁结构振动控制中的应用

研究压电材料在柔性悬臂梁结构振动控制中的应用,采用压电有限元方法对压电智能梁的响应进行了数值模拟,在考虑压电片与悬臂梁之间相互耦合作用的基础上,通过有限元软件ABAQUS数值模拟获得压电智能梁在简谐荷载下的响应,并与有关试验结果进行对比来修正压电应变常数及介电常数等参数.通过数值算例对地震荷载作用下压电梁的振动响应进行了数值模拟,结果表明,压电材料对柔性结构的振动控制效果显著,最大控制效率能达到45%左右.     

混凝土梁弯拉断裂过程的细观分析

将混凝土看成是由骨料、砂浆和界面过渡层组成的三相复合材料.结合部分力学参数试验,采用非线性有限元对混凝土梁受弯拉破坏过程进行了数值模拟.按照试件的实际配比,由Walraven公式计算出各种粒径区间骨料的平面等效面积,然后由随机骨料模型生成混凝土数值试件.混凝土细观结构的破坏由最大拉应力准则判别,对于软化段,采用了应力张开位移模型以缓解计算结果的网格依赖性.计算结果表明:界面厚度取0.2～0.8 mm,对试件的荷载位移全曲线的影响不大;任意形状骨料与圆形骨料的计算结果相近;界面层断裂能对梁宏观荷载位移曲线的形状影响较大.     

用于接触面模拟的三维非线性接触单元

提出了一种新的模拟结构缝或接触问题的三维非线性接触单元,在本构关系上,模型同时考虑了已被大量实验证实的接触面法向和切向的非线性特性,法向采用了考虑法向变形的双曲线模型,切向采用了考虑应变化的双曲线模型,模拟了接触面的粘结、滑移和开裂等非线性现象,相对于其它接触单元,本文模型避免了Goodman单元等只考虑缝面变形及法向、切向参数取值的任意性,计算结果常使法向应力出现波动和过量嵌入等缺点,并据此编制了有限元计算程序,利用此程序分析了3个典型算例,验证了模型的合理性和程序的计算精度。     

改进人工蜂群算法识别结构缺陷问题

人工蜂群算法是自然启发下解决优化问题的方法之一,现已与先进的数值分析方法相结合广泛运用于结构的缺陷识别中,然而标准人工蜂群算法仍存在搜索范围不够全面,易长期陷入局部最优等问题。文章在标准人工蜂群算法的基础上,提出了一种新的改进算法,用混沌序列代替随机数列以改进初始种群,同时为避免算法陷入局部最优造成收敛速率慢等问题,提出了一种能更快跳出局部最优的参数搜索机制,即根据迭代次数自适应地调整参数搜索维数,以增加各点被搜索到的几率;最后将该算法运用到单缺陷和多缺陷的识别过程中。案例结果表明,改进算法结合动力扩展有限元建立的反演分析模型能够准确识别出结构内部所含缺陷的位置和大小,并且提高了搜索效率,可使算法更快达到收敛。