二维混凝土随机骨料模型研究

为研究二维混凝土随机骨料的投放算法、为混凝土宏观强度分析研究提供依据,将混凝土考虑为由粗骨料和水泥砂浆胶体构成的复合材料,确定了以面积为标度的骨料侵入判断准则和凸多边形骨料生成方式,在此基础上形成二维混凝土随机骨料投放算法。同其他方法相比,建立的"凸型"骨料随机投放算法简单,更易于推广到三维空间。最后给出了骨料随机投放的二维数值混凝土模型和一个简单的混凝土不均质特性分析实例,以说明该文算法的有效性。     

随机凹凸型骨料在混凝土细观数值模型中配置算法研究

混凝土细观结构随机骨料数值模型的建立及其损伤破坏力学分析,可为混凝土宏观强度分析研究提供依据.适于满足各类指定的骨料级配曲线,针对任意形状、大小的骨料颗粒的生成与投放过程提出了一种改进算法,突破了传统凸形骨料的投放限制,使细观数值模型更接近于混凝土试件断面的实际.具体实现过程中,基于计算机图形学多边形重叠判断及区域填充算法,来消除预投放骨料间的交叠现象.此外,利用粒径极值比来控制骨料形状.还提出骨料颗粒投放过程的用户微干预方法,比较传统完全随机法,提高了投放的成功率及效率.算例验证了骨料的实际投放效果.     

大体积混凝土随机骨料数值模拟

在细观力学基础上将混凝土考虑为粗骨料、砂浆及它们之间的黏结层组成的三相复合材料．针对大坝等大体积全级配或三级配混凝土,骨料含量比较高(60％-70％)的特点,提出了一种新的高效投放算法,通过一次性随机投放形成同种骨料的所有三角形基骨料,然后在此基础上随机延凸,生成任意形状的随机骨料．与通常的圆形骨料只有2个随机数相比,该生成算法中每个骨料一般需要7个以上随机数,同时该方法的生成效率和骨料含量明显高于其他多边形骨料的生成算法．采用大型通用有限元软件MARC对东江拱坝三级配混凝土试件的单向轴拉破坏过程进行了全过程数值模拟,数值模拟计算结果与试验结果接近．     

混凝土细观骨料模型随机性的分形验证

为了验证数值试验方法生成混凝土随机骨料模型的合理性,首先采用效率较高的伪随机函数蒙特卡罗方法模拟多级配混凝土随机分布并生成随机骨料空间分布几何模型,然后根据骨料平面分布图中像素的差异以及分形几何学中的盒维数采用数字图像算法对其随机性的合理性进行研究.结果表明,采用蒙特卡罗方法投放的混凝土骨料的随机分布具有分形特征,且随...     

骨料形状对混凝土拉伸强度的影响

运用Monte-Carlo方法模拟产生了由骨料、水泥砂浆基体和两者之间的胶结带组成的三相复合材料混凝土试件,采用各向同性的Mazars损伤演化模型描述混凝土细观各相弹性损伤退化过程,利用有限元方法分别进行了混凝土二、三、四级配圆形、多边形骨料试件的单轴拉伸数值模拟.试验结果表明:同一级配任意多边形骨料试件的极限承载力总体上要大于圆形骨料试件的承载能力;二、三、四级配混凝土试件强度依次递减;在应力-应变曲线的软化阶段,圆形骨料较多边形骨料试件软化曲线平缓;多边形骨料混凝土试件的脆性指数较圆形骨料混凝土试件的脆性指数高.     

有限元网格自动生成的组合处理方法

给出有限元网格自动生成的相互配合协调处理的新方案，它处理的是平面上任意形状的多连通区域．边界描述采用边界顶点序列法，生成有限元分析的单元以四边形元（八点元或四点元）为主；根据边界形状的复杂性辅以三角形元（六点元或三点元）．所建议的组合处理方法具有容易控制网格密度、确保有限元分析中的单元质量、对于指定点（如集中荷载作用点或支撑点）可以自动成为网格的结点、可实现无人工控制的有限元网格自动生成等特点，对于有限元重分析系统尤其表现出高效率．本方法可推广到相当广泛一类三维问题中，在并行处理方面也有很大的潜力．     

骨料掺量及形状对泡沫混凝土抗压性能的影响

采用骨料级配理论与随机分布理论,使用MATLAB软件建立泡沫混凝土的随机骨料模型,利用ANSYS软件模拟在准静载作用下泡沫混凝土的损伤破坏过程,分析骨料掺量及形状对混凝土抗压性能的影响。结果表明:当骨料掺量较少时,泡沫混凝土主要表现为脆性破坏,随着骨料掺量增加,混凝土破坏形式转化为延性破坏;骨料形状对泡沫混凝土力学性能有一定影响,当颗粒形状为三角形或者正方形时,其对混凝土的力学性能影响较大,五角形及圆形对混凝土力学性能影响相似。     

蒙特卡罗法生成混凝土随机骨料模型的ANSYS实现

利用ANSYS的APDL参数化设计语言,结合蒙特卡罗方法生成了细观层次上三级配的二维和三维随机混凝土骨料模型,从而能在ANSYS中进行赋予材料属性、定义单元类型、划分有限单元网格、选择各种损伤模型,直至加载求解,避免了其他程序语言生成骨料模型之后,还必须编写接口程序的不足;从给出的模拟卵石、砾石的三级配二维圆形和三级配三维球形的算例及生成的混凝土随机骨料模型来看,该法能够充分体现混凝土骨料随机分布的特征。     

柴油机零部件有限元网络自动生成修改方法

在有限元网格生成理论的基础上,探讨了柴油机零部件计算机辅助网格生成算法,并利用这些算法完成活塞、缸套等轴对称结构以及气缸盖的气道等复杂结构的全部三维有限元网格,为今后复杂结构的三维有限元计算中的网格生成提供了新的方法。     

用八叉树数据结构自动生成三维网络的算法设计

针对计算冶金学中几何空间离散－网格生成的问题，利用数据结构技术，建立了三维网格自动生成所需八叉树数据结构，设计了八叉树遍历及子结点编码算法，应用该算法开发了三维网格自动生成软件，该软件与数值计算对象输入软件相联接，能够将数值计算对象离散成由直六面体组成的网格系统，该算法保留了修正八叉树算法的优点同时由于采用直接八叉树数据结构算法更加简便。     

有限元网格自动剖分方法及其在工程中的应用

介绍了一些特殊曲面的网格自动生成方法,从有限元网格的生成规律出发给出了三次样条曲线在网格划分中具体形成的方法。利用该方法建立了汽车车身有限元模型并进行了有限元网格剖分,以该汽车车身有限元网格剖分数据为基础对汽车车身进行了动力计算,给出了前几阶振动频率和振型。     

简化的二维混凝土骨料随机生成法

混凝土的细观力学分析中,将混凝土考虑为由粗骨料、水泥砂浆以及界面三相所组成的复合材料。细观分析时粗骨料模型的建立是一个主要而且关键的步骤。在二维分析中,圆形骨料是应用最为广泛的简化模拟方法;而椭圆形骨料以及多边形骨料也分别被用来模拟卵石骨料以及碎石骨料。针对圆形、椭圆形以及多边形这三种剖面形状的骨料,确定了简化的骨料随机生成方法,生成了相应的几何模型,并得出了数值模拟结果。     

斜齿轮轮齿三维有限元网格自动生成及细化

有限元网洛的自动生成是有限元方法在工程中应用的重要前提。斜齿轮三维有限元网格的自动生成是十分困难和复杂的。文中根据渐开线齿轮形状持证提出了一种斜齿轮轮齿三维有限元网格自动生成的方法，并可以对生成的网格进行细化。该方法简单实用。用它编制了相应的计算机程序，只需输入齿轮的基本参数，便可以得到轮齿三维有限元网格的有关数据文件。这些文件可直接用于通用有限元软件，极大地简化了斜齿轮有限元建模过程。     

基于STL文件的有限元模拟模具自动生成技术

针对板料成型模拟技术，在分析三维STL文件格式数据结构的基础上，提出了对实体数据模型进行自动诊断与修复的原则和方法，并自动生成具有三角形网格的冲压模具，减轻了模具网格剖分的工作量，开发了适应性强的程序，通过实际应用证明了程序的实用性。     

大骨料混凝土率型内时损伤本构模型

以内时理论和损伤理论为框架,分析了骨料粒径和应变率效应对混凝土损伤的影响.建立了大骨料混凝土的率型内时损伤本构模型,并采用该模型进行多轴动态应力-应变曲线分析.与大骨料混凝土多轴动态试验数据对比结果显示数值与试验结果符合较好,说明该模型可作为大骨料混凝土动态性能研究的依据.最后,应用所提出的本构模型和未考虑大骨料因素的内时损伤本构模型对某混凝土拱坝进行非线性地震反应分析,结果表明,应变率和骨料粒径对于结构的强度和刚度影响较大,在分析中应得到重视.     

斜齿轮三维有限元网格和接触单元的自动生成

提出了一种斜齿圆柱齿轮三维有限元网格自动生成的算法,研究了啮合齿廓面接触单元的自动生成。通过对轮齿端面的合理分割,该算法有效地避免了端面网格中出现大的钝角,改善了单元质量。可方便地调整轮齿不同部位网格密度,以适应弯曲应力和接触应力等不同的分析需要。全部算法和生成过程实现了程序化和参数化,在输入齿轮基本参数后即可生成三维有限元模型数据文件,可直接用于通用有限元软件完成斜齿轮弯曲强度或接触强度的计算。