精冲断裂过程的有限元模拟

从材料细观损伤角度对精冲原理进行了研究．开发了基于空穴材料的刚塑性有限元分析系统，该系统可以估算精冲材料的损伤状态，判断材料失效并模拟裂纹的扩展与汇合状况．利用该系统模拟了精冲过程中塑性变形与韧性断裂现象，预测工件断面光亮带高度，研究凸凹模间隙与剪切面质量关系，并与试验数据进行了对比．研究发现，凸凹模间隙与工件剩余厚度之比是影响断面质量的关键因素．     

含垂直穿透裂纹板拉伸断裂的有限元模拟

对含垂直穿透裂纹板受拉伸载荷作用的断裂过程进行了数值模拟.选用增量型弹塑性本构关系,采用有限元方法求解虚功原理方程.首先对弹塑性杆的动态响应进行了数值计算.参照LS_DYNA中处理断裂问题的单元失效方法,对受拉伸载荷作用的垂直穿透裂纹板断裂过程进行了计算.结果表明:一维杆的弹性波和塑性波的计算结果和解析解相符,说明了该方法和计算程序计算结构动态响应的可靠性.受冲击拉伸载荷作用,应力波在板中传播并在裂纹表面反射后出现畸变,裂纹尖点出现应力集中,裂纹沿初始方向扩展,当裂纹扩展长度为初始长度2倍时,裂纹在板边界处出现分叉,裂纹扩展过程和理论分析结果相符.     

含不同角度穿透裂纹板拉伸断裂的有限元模拟

对含不同预置角度穿透裂纹板受拉伸断裂过程进行了数值模拟.选用增量型弹塑性本构关系,采用自编有限元程序求解虚功原理方程,裂纹扩展参照了LS-DYNA商业计算软件处理断裂问题的单元失效方法,考核了不同幅值载荷和预置裂纹角度的影响,给出了不同时刻等效应力云图和指定点的应力、应变随时间变化曲线.计算结果表明:当应力波在板中传播时,会在裂纹尖端引起应力集中,板产生垂直裂纹和水平裂纹.垂直裂纹扩展垂直于加载方向,水平裂纹扩展平行于加载方向,两者均与预置裂纹角度无关.板上不同位置的应力变化仅和相对裂尖位置相关,而与预置裂纹角度无关.相对裂尖位置、与板边界距离和加载位置是影响应变随时间变化的主要因素.当载荷幅值较小时,不会出现裂纹扩展.当载荷幅值较大时,聚集在裂纹尖端的应变能需较长时间才能释放,这会影响水平裂纹的出现时间.     

老顶初次断裂过程及其矿山压力显现

为研究老顶初次来压的形成与预报机理,本文建立了适于长壁采场中部范围的老顶初次断裂前后的弹性基础梁模型,并求得其解。计算结果指出老顶初次断裂发展过程有三个类型,分析了断裂前后的矿压显现,揭示了利用采场前方矿压显现的突变预报顶板来压的机理。     

长壁工作面老顶初次断裂步距及类型的研究

本文根据采场老顶所处的力学环境,建立起相应的力学模型,求解出老顶的弯矩修正系数,分析了老顶的弯矩分布规律。研究提出了老顶初次断裂存在着三种类型,建立了初次断裂步距及类型的计算方法。结果表明,老顶初次断裂步距应在反映自身稳定性的步距基数A基础上,用反映周围力学环境的刚度比β、载荷比D、载荷范围b_1进行修正。     

浅析综采工作面初次放顶技术管理

综采工作面初次放顶技术管理直接关系到煤矿的安全状况、煤矿的生产经济效益。采煤工作面初次放顶的技术管理重点在于加强顶板管理,减少顶板事故,保证安全生产。为此,本文结合某实际综采工作面实例,重点介绍了支护设计,以及初次放顶其间的技术管理措施,以确保煤矿的安全生产,提高生产经济效益。     

解理断裂前裂纹尖端变形与开裂的有限元模拟

对16MnR钢三点弯曲(3PB)裂纹试样进行了实验和有限元计算,模拟了裂尖开裂与钝化的构形和应力应变分布图.发现在临界载荷前,预裂纹尖端仅仅发生钝化;当载荷达到临界值时,开始有小裂纹起裂,随后钝化;再达到又一临界载荷时,小裂纹再次起裂,而后扩展,反复出现直至解理断裂发生.在模拟裂纹沿斜面起裂时,当小裂纹很短时,对对称面上的应力、应变和三向应力的分布影响比较小;只有小裂纹扩展到足够长并钝化到足够宽,才能够影响主裂纹的扩展及其前端应力、应变的分布.并针对采用有限元法在模拟裂纹扩展时所遇到的问题,探讨了模型的建立、网格的划分、断裂准则的应用以及网格重组技术的运用.     

老顶的初次断裂步距和周期断裂步距

本文应用板的极限分析法求老顶的断裂步距,从而解决了按板模型周现有的方法不能计算老顶周期断裂步距的问题这种方法的另一个显著的优点是它不但适用于矩形采空区而且也适用于非矩形采空区。作者导出了几种常见开采边界老顶的初次、周期断裂步距的表达式,并通过算例说明了公式的用法。本文最后讨论了工作面长度和开采边界对老顶断裂步距的影响,提出了对坚硬顶板控制有实际意义的工作面临界长度的概念。图5,表1,参6.     

基于涂层显微组织图片的拉伸实验有限元数值模拟

针对热障涂层,利用数字图像处理技术与有限元网格模型生成原理相结合的方法,生成与实际ZrO2陶瓷层显微组织图片一致的介观尺度的有限元网格模型.利用LS-DYNA有限元方法进行ZrO2陶瓷层在不同拉应力作用下的裂纹扩展模拟.数值模拟结果表明:在考虑了ZrO2陶瓷层所包含的孔洞、微裂纹等缺陷的基础上,裂纹从已有缺陷处开始迅速扩展,并最终导致ZrO2陶瓷层断裂失效.数值模拟结果与实验结果吻合良好.     

孤岛工作面窄煤柱尺寸模拟

基于查庄煤层地质条件,利用数值模拟法确定合理的煤柱宽度。采用数值模拟软件FLAC3D建立了坚硬顶板孤岛工作面数值模拟力学模型。模拟方案确定为四个,煤柱宽度分别为2m、3 m、4 m和5 m,研究了巷道围岩垂直位移和水平位移分布、塑性破坏状态、垂直应力和水平应力分布情况。研究表明,在孤岛工作面中,由于回采巷道受采动影响较大,巷道变形破坏极其严重,水平应力和垂直应力也相应增加,是造成巷道顶板下沉和底臌以及两帮变形破坏的主要原因。煤柱宽度为4 m时,无论从经济上还是技术上都最为有利,此时巷道变形破坏较轻微,围岩位移量较小,对巷道维护有利。     

软岩采场老顶破断的有限元模拟

将软岩采场老顶岩层视为支承于粘弹性基础上的薄板，设计了研究老顶破断的ＦＥＡＥＢＰ有限元模拟方法。该法能有效的模拟各种岩性参数、开采边界条件和各种几何尺寸的老顶岩层在开采过程中破坏的过程和结果，最终提供老顶的破坏形式、断裂步距、顶板下沉状态等分析数据，并对老顶来压的预测预报、选择合理的控顶措施提供依据。     

FINITE ELEMENT SIMULATION OF FABRIC CANTILEVER TEST

The present paper describes the application of the finite element technique to simulate large fabric deformations in the case of a rectangular cantilever. The fabric is simulated using a degenerated isoparametric curved shell element with 8 nodes. The cantilever is considered as a special case of a three dimensional shell structure. The finite element formulation takes into account nonlinear material properties of fabrics. Simulation of woven fabric cantilevers is made and the results are compared with the test results to examine the effectiveness of the finite element approach.     

放顶煤工作面顶煤介质状态分析

本文根据现场实测、相似模拟实验和有限元计算结果,对放顶煤工作面推进过程中,顶煤移动变形规律和介质状态转化机制进行了综合分析研究;论述了顶煤介质状态转化对工作面支架的作用,不同强度顶煤在工作面控顶区上方的性态分布和放顶煤线处的垮落特点;提出了适应顶煤介质状态转变的支架结构形式及力学特性,不同顶煤条件下的放顶煤方案。     

黄土坡面漫流过程的有限元模拟

本文应用有限元法求解地表径流的运动波方程,模拟了陕北子州岔巴沟流域内径流实验场的天然降雨的坡面漫流过程,效果尚好。这表明,有限元法是求解地表径流物理模型的可行方法。文中还分析了此模型在基本假定上的欠缺以及用于实际预报尚待解决的问题。     

粉末体成形的有限元数值模拟

根据粉末体材料的塑性理论,利用体积可压缩有限元法,对粉末体材料成形过程和致密化过程进行了数值模拟,并开发了粉末体材料成形有限元数值模拟分析系统ＰＭ２ＤＦ．通过对粉末体镦粗过程的有限元数值模拟,说明了粉末体材料在镦粗过程的变形特性、致密化规律及粉末质点的流动规律,并与实验结果进行了对比．     

轧机轴承内圈有限元分析

轧机轴承破坏的形式之一是内圈引导挡边油沟处的破损.本文采用三维有限元法对轴承内圈,特别是对挡边油沟部分的应力状态进行了分析计算,为轧机轴承结构的优化设计提供了可靠依据。     

基于有限元数值模拟的多层住宅新型复合结构模型研究

本文针对竖向荷载作用下多层住宅新型复合结构的有限元模型建立作了一系列研究。主要分析并验证了建立空间模型时梁、柱、支撑采用BEAM4单元的可行性,并提出单向楼板在建模时可以采取两边留缝隙的两面板或多面板模型。     

金属成形过程的刚塑性有限元数值模拟

本文首先介绍了便于编制程序的刚塑性有限元矩阵方程，接着运用新开发的程序系统对１５碳钢冷镦粗全过程进行了数值模拟，得出了反映金属流动规律的风格变形图、变形体内部的应力应变分布图；然后，采用密栅云纹实验法模拟了冷镦粗成形全过程，采用金相分析法研究了微观晶粒的变化情况．研究结果表明，宏观数值模拟所得的结果与实验结果相当符合．     

屋面保温找平层收缩裂缝的防治

讨论了屋面保温找平层收缩裂缝的形成,从材料、施工、气候、龄期等方面进行了分析,并提出了具体的预防措施。