中密砂的弹塑性神经网络本构模型

基于建立岩土本构模型的数值方法和建模的4个基本步骤，建立了中密砂的弹塑性神经网络本构模型，绘出了屈服面轨迹，并通过试样分析验证了此模型的可行性与有效性．研究结果表明：一方面，该模型排除了确定塑性势函数的困扰；另一方面，用神经网络替代模型解析表达式，既提高了精度。又简化了确定参数的过程；同时，能够反映出应力路径对本构关系的影响。从而为工程实践中对不同应力路径进行数值模拟提供了可能．     

QR法在剪力墙结构弹塑性分析中的应用

利用QR法的基本原理构造出一组新的B样条基函数,并与幂级数结合,建立了结构位移函数．按照剪力墙受力特点选择了适当的本构模型。将QR法引入结构的弹塑性分析中,并采用增量初应力迭代法建立了新的计算格式．编制了剪力墙结构的弹塑性分析程序,且利用它对一联肢剪力墙结构进行了分析,计算结果与ANSYS有限元分析结果对比表明：该方法适应性强。未知量少,精度高,计算简便．     

SiCp-A356复合材料变温下的力学行为

试验研究了SiCp-A356复合材料在变温条件下的力学行为.结果表明,SiCp-A356复合材料的屈服强度、拉伸强度和弹性模量随温度的升高明显下降.在20℃～150℃之间,表现为循环硬化,且硬化程度随温度升高而减弱;在200℃～300℃之间,表现为循环软化,且软化速率随温度升高不断增大.而松弛行为与一般金属材料通常具有的基本特征相似.在此基础上,建立了适用于制动盘结构分析的热弹塑性-蠕变本构模型,为进行制动盘应力应变场数值模拟和预测寿命提供了前提和基础.此外,还对SiCp-A356复合材料的微观断裂机制进行了分析.     

岩土类材料的本构关系与计算机数值流形法模拟

建立岩土类材料的多种本构模型,介绍计算机数值算法的进展,并采用流形法对采场围岩弹性模型进行模拟尝试。     

弹塑性地基条件下群桩-土-承台的共同作用研究

采用自编弹塑性有限元程序,在弹塑性地基条件下对群桩-土-承台的共同作用做了数值模拟,对土的分担比、底板沉降、基底反力做了深入分析,得出了有价值的结论,对桩基设计具有较大的指导意义.     

型钢混凝土柱的ANSYS数值模拟技术

利用ANSYS有限元分析程序,对已有的型钢混凝土(SRC)试验柱的受力性能进行非线性数值模拟.介绍SRC柱单元建模和分析的方法,重点考虑SRC柱截面混凝土的区域划分及相应的应力-应变本构关系.通过对ANSYS的骨架曲线的讨论和分析,最终形成考虑不同混凝土约束区域的SRC柱数值模拟技术.采用提出的模型分析不同轴压比试件的P-Δ曲线,结果表明,除轴压比较大试件的分析结果与试验结果存在较大差异外,其他试件的P-Δ曲线与试验骨架曲线均吻合良好.     

磁电弹性耦合材料中的本构关系

磁电弹性耦合材料的力学本构方程一般形式是通过应力、电位移、磁感应强度来表示应变、电势和磁势。文章根据连续介质的热力学理论,利用Gibbs自由能和Legendre变换,系统地推导了磁电弹性耦合材料8种形式的本构方程,为磁电弹性耦合材料的进一步研究提供了理论基础。     

非均质混凝土损伤规律的数值模拟研究

应用ANSYS中的参数语言建立混凝土随机骨料结构模型,并对该模型在单轴受拉、单轴受压及双轴拉压组合下的加载过程进行较详细的数值模拟,分析加载过程中变形场应力应变变化情况,进一步揭示了混凝土的损伤机理并证明了模型用于模拟混凝土试验的合理性。     

三维类桁架材料结构弹塑性分析

由在空间周期性排布的三维类桁架材料组成的结构弹塑性分析可知,如果按空间桁架计算,由于构件数量巨大,需要的计算规模和计算时间惊人,甚至不可行.为此采用数值均匀化方法对三维类桁架材料构成的结构进行等效弹塑性分析,并和离散建模的空间桁架计算结果进行对比,计算结果表明等效分析可以大大节省计算时间,缩小计算规模,为类桁架材料复杂结构的计算和优化提供了一种可能.算例说明该方法不依赖于网格,可以应用于不同加载路径.最后给出了半圆柱形结构的等效分析,说明了方法的适用性.     

共轭梯度法在弹塑性模型数值实现中的应用

基于Jacobian矩阵的奇异和不收敛特性,分析了弹塑性本构模型的组成和算法。将牛顿?最近点投影法（Newton?CPPM）隐式算法中高度非线性方程组的求解问题转化为求最小值问题,通过采用共轭梯度法求解该最小值来实现对传统隐式算法的改进。最后,以考虑软土结构性的Saniclay模型为例,在单元体分析计算的基础上,考虑不同的应变路径和初始应力状态,对传统隐式算法和改进隐式算法在计算收敛性、计算精度和计算效率方面进行对比,并通过工程算例检验传统隐式算法和改进隐式算法之间的差异。结果表明：相较于传统隐式算法,改进隐式算法能够有效提高计算效率和收敛性。     

无网格法在弹塑性材料大变形问题中的应用

利用无网格自然邻接点法分析弹塑性材料的大变形问题.选择更适合于分析固体力学弹塑性大变形问题的Lagrange分析格式,给出大变形情况下的弹塑性本构关系,得到增量形式的本构表达式和矩阵形式,编制了二维弹塑性无网格自然邻接点法大变形程序.最后,对悬臂深梁进行程序验证,计算结果与有限元法的比较结果表明该方法能够很好地解决弹塑性材料的大变形问题.     

基于SMP准则的冻融受荷岩石损伤软化模型

运用损伤理论研究岩石的本构关系一直是岩石力学的热点问题。为进一步深入研究岩石的本构关系,本文根据现有损伤理论,基于SMP破坏准则,采用双参数Weibull统计损伤分布描述岩石微元体的破坏,定量分析了冻融受荷岩石损伤软化规律,构建了冻融受荷岩石统计损伤软化模型,并运用峰值点的偏导数方法确定其参数,最后引用前人相关力学试验数据对模型的合理性进行验证。研究表明：所建的预测模型曲线可以表征岩石的损伤变形,验证了冻融受荷岩石损伤软化过程的一般规律;运用SMP准则可以对冻融-荷载作用下岩石变形特性进行刻画,为冻融荷载作用下岩石变形破坏机制提供了思路。     

基于上海软土模型暗挖法隧道施工的力学特性

为了将暗挖法推广至软土地层轨道交通车站建设,上海市以轨道交通14号线桂桥路车站渡线段为试验段,首创性地采用管幕暗挖法进行地铁车站的施工。依托此工程,将上海软土精细化本构模型用于暗挖法施工数值模拟中,研究了基于上海软土模型的暗挖法隧道施工位移、应力、应变等力学特性。结果表明：开挖阶段地层主要发生了沉降变形,最大变形发生位置基本保持在车站中心的位置,最终地表变形趋于对称分布;开挖完毕后,横断面上的剪应力分布呈现对称性,在开挖土体左肩和右肩部位易产生应力集中;开挖过程中,开挖土体周围的体积应变云图基本呈对称分布,开挖土体上方体积应变最大,表明开挖土体上方塌方风险极高;运用上海软土模型的模拟结果更加接近实测值,这是由于上海软土模型采用的参数能更精细地反映上海地区软土的超固结性、结构性、各向异性等特征。     

方盒形件精密挤压成形三维弹塑性有限元模拟

采用大变形弹塑性有限单元法对盒形件精密复合挤压全过程进行数值模拟,获得所需的金属流动规律及相关的力学参数,从而为优化设计模具、改进工艺和合理选用设备提供了可靠的依据;通过数值模拟成功预测了盒形件在复合挤压成形过程中可能出现的缺陷,进一步提出采用闭式精密锻造工艺成形盒形件。     

堆积粉尘本构方程及其应用

利用实验测得的与流场有关的特征参数值和相关理论,确定粉尘的本构方程,基于该方程,利用激波极曲线理论,可得到该流场特征参数随激波速度变化的关系曲线,对该流场进行数值模拟,可描述波后的流场结构,理论计算和实验结果较为一致。     

Constitutive modeling for unsaturated soils considering gas hardening effect

The influence of gases on unsaturated soils is discussed in the paper.First,the selection of stress state variables is discussed.It is shown that gas pressure as well as generalized effective stress and modified suction are required to construct a constitutive model of an unsaturated soil.The deformation mechanisms of solid,liquid and gas phases in soils are then investigated.It is realized that the deformation of gas phase interacts with the deformations of the other two phases in soils.Gas laws are used to describe the gas behavior.Similar to the other two phases in soil,the change of gas volume can be divided into an elastic part and a plastic part, and the latter part is then introduced to the soil hardening equation to reflect the impact of the gas on the soil.Then,a simple elasto-plastic model considering the gas effect for isotropic states is developed.Finally,the model predictions are given and compared with existing experimental data.A good agreement between them is found.Comparisons of the predictions between our model and Wheeler’s model are also performed.     

水流运动物质点法数值仿真

在水流体运动问题的三维数值模拟中,结合拉格朗日法和欧拉法的物质点法具有计算精度和计算效率比较高的优势,本文应用物质点法和显示积分算法对水柱在固壁面上自由塌落、箱体内水流溃坝和水流绕过障碍流动的过程进行三维数值仿真,从数值仿真结果看,与实际水流的运动过程较为符合,表明物质点法在模拟水流体运动问题同样是一种有效的仿真方法。     

超导材料Y123生长时的流动、传热与传质特性

为了了解超导材料YBa2Cu3O2-x(Y123)Czochralski法晶体生长时的流动、传热与传质特性,利用有限差分法对Ba-Cu-O熔体中单相Y123晶体生长时的流场、温度场及钇浓度场进行了非稳态二维数值模拟,模拟计算的格拉晓夫数范围是Gr=4.91×105～3.92×106.结果表明:当Gr数较小时,流动为稳态流动,随着温差的增加流动将失去其稳定性,转化为振荡对流.     

颗粒材料力学特性的数值模拟

针对颗粒介质特殊的力学特性,研究了二维颗粒堆积体中力的传递与分布,应用离散元理论建立数值模拟模型,并计算了堆积体中的接触力.结果表明,计算结果与物理试验现象较为吻合,在模拟中同时反映了颗粒介质中的拱效应和双峰现象.     

一种胶凝砂砾石坝坝料非线性K-G-D本构新模型

基于胶凝砂砾石坝坝料大三轴试验改进非线性解耦 K-G 模型,提出一种可反映胶凝砂砾石坝坝料应变软化特性和剪胀特性的非线性 K-G-D 本构模型;结合试验结果及回归分析方法确定模型的体积模量、剪切模量、剪胀模量及其包含的重要参数;最后对非线性 K-G-D 本构模型进行了验证,得出数值模拟结果与试验采集的数据基本吻合,表明该模型可为胶凝砂砾石坝的计算分析及设计提供参考。