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考虑混凝土衬砌板与冻土接触非线性的渠道冻胀数值模拟 被引量:62
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作者 李爽 王正中 +3 位作者 高兰兰 刘铨鸿 王文杰 孙杲辰 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期497-503,共7页
旱寒灌区渠基土中水分在温度梯度作用下向冻结锋面迁移聚集并冻结膨胀,使其上混凝土衬砌板冻胀破坏,以往的线弹性分析方法在数值模拟中将冻土与混凝土衬砌板视为一体,无法反映两者之间的滑移。本文采用符合冻土与混凝土接触面冻结特性... 旱寒灌区渠基土中水分在温度梯度作用下向冻结锋面迁移聚集并冻结膨胀,使其上混凝土衬砌板冻胀破坏,以往的线弹性分析方法在数值模拟中将冻土与混凝土衬砌板视为一体,无法反映两者之间的滑移。本文采用符合冻土与混凝土接触面冻结特性的非线性本构模型来合理反映两者的相对滑动及脱离,考虑混凝土的弹塑性及其与冻土的接触非线性,建立能反映混凝土板从弹性到塑性屈服失效过程的渠道冻胀破坏数值模型,并对冻胀过程进行分析。结果表明,未考虑接触非线性的切向冻结力会超过混凝土与冻土最大冻结强度,不符实际;而考虑接触非线性的数值模型更能反映衬砌渠道冻胀破坏过程,更能合理解释渠道冻胀破坏位置在渠底中间和阴阳坡靠近渠底1/3板长处,切向冻结力、法向冻胀力最大值较未考虑接触非线性的要小约50%且分布更均匀。 展开更多
关键词 渠道冻胀 非接触单元 数值模拟 混凝土损伤塑性
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基于响应面法齿轮啮合传动可靠性灵敏度分析 被引量:37
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作者 李昌 韩兴 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期711-715,共5页
建立三维参数化齿轮啮合有限元模型,利用ANSYS软件对其进行仿真计算,得到齿轮啮合的接触应力变化规律.基于响应面方法综合考虑齿轮各参数的原始制造误差以及转速、载荷等不同工况对齿轮传动的影响,对齿轮啮合传动进行多次随机虚拟试验,... 建立三维参数化齿轮啮合有限元模型,利用ANSYS软件对其进行仿真计算,得到齿轮啮合的接触应力变化规律.基于响应面方法综合考虑齿轮各参数的原始制造误差以及转速、载荷等不同工况对齿轮传动的影响,对齿轮啮合传动进行多次随机虚拟试验,得出其可靠度,并以定量的概率给出各参数的可靠性灵敏度.计算结果得出了各个参数原始制造误差对齿轮接触应力的影响程度. 展开更多
关键词 随机有限元法 非线性接触 齿轮传动 响应面法 可靠性灵敏度
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堆石体三轴剪切试验的三维细观数值模拟 被引量:37
3
作者 马刚 周伟 +1 位作者 常晓林 周创兵 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期746-753,共8页
从细观角度出发,采用随机模拟技术建立堆石体的三维随机颗粒模型,基于修正的增广Lagrangian算法的非线性接触算法模拟颗粒间的相互接触,采用损伤软化模型描述细观单元的应力应变关系,当细观单元的损伤度超过损伤阀值时删除该单元,采用We... 从细观角度出发,采用随机模拟技术建立堆石体的三维随机颗粒模型,基于修正的增广Lagrangian算法的非线性接触算法模拟颗粒间的相互接触,采用损伤软化模型描述细观单元的应力应变关系,当细观单元的损伤度超过损伤阀值时删除该单元,采用Weibull概率分布描述堆石体材料物理力学性质的非均匀性。以水布垭面板堆石坝茅口组堆石为研究对象,进行其三轴剪切试验的变形体离散元细观数值模拟,采用应变控制加载,再现了堆石体的颗粒变形和运动规律。数值计算结果表明,数值模拟能够较好地反映堆石体三轴试验的变形规律,得到的轴向应变-偏应力曲线和轴向应变-体积应变曲线接近试验曲线。从能量角度分析了颗粒变形、颗粒间的摩擦、颗粒的损伤破碎、颗粒运动在加载过程中对系统的贡献。 展开更多
关键词 堆石体 变形体离散元 细观力学 随机模拟 非线性接触 损伤软化模型 非均匀性
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基于非线性的汽车钢板弹簧断裂问题分析 被引量:21
4
作者 邹海荣 黄其柏 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期96-98,共3页
针对一异常断裂的渐变刚度汽车钢板弹簧 ,指出了传统计算方法的不足 ,提出采用现代CAE方法 ,应用有限元软件ANSYS非线性模块 ,同时考虑工作过程中大变形、接触等多种非线性因素 ,对其进行了静态和动态分析 ,得到钢板弹簧的应力大小和分... 针对一异常断裂的渐变刚度汽车钢板弹簧 ,指出了传统计算方法的不足 ,提出采用现代CAE方法 ,应用有限元软件ANSYS非线性模块 ,同时考虑工作过程中大变形、接触等多种非线性因素 ,对其进行了静态和动态分析 ,得到钢板弹簧的应力大小和分布 ,合理解释了该钢板弹簧的异常断裂问题 .根据有限元计算结果 。 展开更多
关键词 钢板弹簧 有限元法 非线性 接触分析 CAE
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超高面板堆石坝面板挤压破坏机理及数值模拟方法研究 被引量:24
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作者 周墨臻 张丙印 +1 位作者 张宗亮 冯业林 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1426-1432,共7页
面板挤压破坏是影响超高面板堆石坝安全的核心问题。总结分析了国内外数座典型超高面板堆石坝工程中发生的面板挤压破坏现象及特征。论述了面板纵缝转动接触挤压效应的发生机制,认为由坝体变形所导致的面板转动挤压和位移挤压是导致面... 面板挤压破坏是影响超高面板堆石坝安全的核心问题。总结分析了国内外数座典型超高面板堆石坝工程中发生的面板挤压破坏现象及特征。论述了面板纵缝转动接触挤压效应的发生机制,认为由坝体变形所导致的面板转动挤压和位移挤压是导致面板发生挤压破坏的本质原因。基于非线性接触力学的方法,自主开发了可描述面板坝复杂多体接触特性的计算方法和三维有限元计算程序系统。使用局部子结构模型对面板纵缝的转动接触挤压效应进行了分析。计算结果表明,转动挤压和位移挤压均可在纵缝两侧面板表面部位引发严重的应力集中,可从量值上解释面板发生挤压破坏时面板中部挤压应变实测值和计算值仍远低于混凝土极限抗压应变的现象。 展开更多
关键词 超高面板堆石坝 混凝土面板 挤压破坏 转动接触挤压效应 非线性接触
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矩形钢管混凝土桁架节点极限承载力研究 被引量:20
6
作者 狄谨 周绪红 刘永健 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期62-67,共6页
采用退化壳单元和三维实体单元分别模拟钢管和混凝土,考虑材料非线性、钢管与混凝土的接触非线性,对矩形钢管混凝土桁架节点的极限承载能力进行了研究。采用该方法对Y型节点、X型节点、T型节点以及K型节点进行非线性有限元分析得到的极... 采用退化壳单元和三维实体单元分别模拟钢管和混凝土,考虑材料非线性、钢管与混凝土的接触非线性,对矩形钢管混凝土桁架节点的极限承载能力进行了研究。采用该方法对Y型节点、X型节点、T型节点以及K型节点进行非线性有限元分析得到的极限荷载值与试验破坏荷载值较为吻合。为矩形钢管混凝土节点极限承载力的分析提供了一个合适的方法,同时为矩形钢管混凝土桁梁桥节点的设计方法提供了理论依据。 展开更多
关键词 桥梁工程 节点极限承载力 有限元分析 钢管混凝土桁架 材料非线性 接触非线性
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剪切条件下单裂隙渗流机制试验及三维数值分析研究 被引量:20
7
作者 熊祥斌 李博 +1 位作者 蒋宇静 张楚汉 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2230-2238,共9页
为研究裂隙内部接触面对其过流能力的影响,设计具有相同接触率、不同接触面分布方式的2组平行板裂隙以及1组具有天然特征的人工裂隙,分别进行渗流试验和剪切–渗流试验,并对试验过程进行有限元数值模拟。数值模拟结果与试验结果的对比表... 为研究裂隙内部接触面对其过流能力的影响,设计具有相同接触率、不同接触面分布方式的2组平行板裂隙以及1组具有天然特征的人工裂隙,分别进行渗流试验和剪切–渗流试验,并对试验过程进行有限元数值模拟。数值模拟结果与试验结果的对比表明,相对于一维的立方定律和二维的Reynolds方程,基于三维的Navier-Stokes方程的数值方法更能精确模拟出裂隙内过流的实际状态。裂隙的过流能力不仅受接触率和接触面分布方式影响,还受雷诺数的影响。雷诺数较大时,随着雷诺数的增大,裂隙的水力传导系数降低;同时,接触面的附近区域还会观察到回流,这被认为是导致裂隙水力传导系数降低的重要因素之一。 展开更多
关键词 数值分析 岩石裂隙 非线性渗流 NAVIER-STOKES方程 接触面
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三峡水电站直埋式蜗壳结构的非线性分析 被引量:17
8
作者 张运良 张存慧 马震岳 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期220-225,共6页
本文结合三峡水电站,采用三维非线性有限元法对右岸某机组段直埋式蜗壳结构的受力和变形特性进行分析。数值计算模型考虑了钢衬和外围混凝土之间的摩擦接触、混凝土材料的拉伸软化和损伤特性,对外围混凝土的损伤指标及分布、各钢部件应... 本文结合三峡水电站,采用三维非线性有限元法对右岸某机组段直埋式蜗壳结构的受力和变形特性进行分析。数值计算模型考虑了钢衬和外围混凝土之间的摩擦接触、混凝土材料的拉伸软化和损伤特性,对外围混凝土的损伤指标及分布、各钢部件应力、结构位移等进行了分析研究,并在蜗壳外围混凝土发生损伤的情况下对座环柔度进行了复核。结果表明,在内水压力等设计荷载作用下,直埋式蜗壳的钢材强度完全能够得到保证;混凝土的损伤密集区出现在上下环板附近,且损伤指标较大;在蜗壳腰部、顶部混凝土损伤程度较小;考虑蜗壳外围混凝土含有损伤情况下的座环柔度值远大于按线弹性理论得到的结果。 展开更多
关键词 直埋式蜗壳 非线性分析 接触 损伤 柔度复核
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大型四点接触球轴承的有限元模型研究 被引量:11
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作者 王长武 顾吉丰 陈焕滨 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2004年第2期68-70,共3页
基于非线性有限元分析方法 ,采用了线性轴承模型和非线性轴承模型分析了大型四点接触球轴承的变形和受力。两种模型的分析结果表明 :整体应力、应变分布和轴承外环的变形规律基本一致 ,证明了两种建模方法在一定程度上是可行的。讨论了... 基于非线性有限元分析方法 ,采用了线性轴承模型和非线性轴承模型分析了大型四点接触球轴承的变形和受力。两种模型的分析结果表明 :整体应力、应变分布和轴承外环的变形规律基本一致 ,证明了两种建模方法在一定程度上是可行的。讨论了引起非线性模型和线性模型之间差异的原因。求解得到的轴承变形曲线为轴承的设计提供了理论依据 。 展开更多
关键词 雷达结构 四点接触球轴承 非线性有限元 接触 有限元模型
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铝合金车轮径向疲劳试验的数值仿真 被引量:16
10
作者 韦东来 崔振山 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期998-1002,共5页
将动态接触转化成节点可相对移动的缓冲过渡层,提出径向疲劳模型中轮胎与轮辋接触问题的解决方法。过渡层通过共用节点的方法离散成五面体单元,传递轮胎对轮辋的作用力。由于过渡层刚度很小而且厚度小,所以对车轮刚度的影响可以忽略不... 将动态接触转化成节点可相对移动的缓冲过渡层,提出径向疲劳模型中轮胎与轮辋接触问题的解决方法。过渡层通过共用节点的方法离散成五面体单元,传递轮胎对轮辋的作用力。由于过渡层刚度很小而且厚度小,所以对车轮刚度的影响可以忽略不计。考虑到试验中转鼓与车轮的滚动接触切向力比较小,仅以等效的径向压力施加到轮胎上。文中建立整个试验过程的有限元模型,通过与试验结果以及前人的成果相对比,表明分析模型是正确而有效的。 展开更多
关键词 铝合金车轮 径向疲劳试验 非线性接触 数值仿真
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接触问题的非线性互补-接触柔度法 被引量:8
11
作者 陈国庆 陈万吉 《计算结构力学及其应用》 CSCD 1996年第4期385-392,共8页
基于势能互补原理,不引入额外松弛变量,对库仑摩擦定律未做预先线性化近似,提出了三维弹性摩擦接触问题的非线性互补-接触柔度法,收敛性和收敛速率得到了严格理论保证。数值实验结果表明方法可靠、有效、低存储量。
关键词 三维 摩擦接触 非线性互补 接触柔度法
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微车变速器的轴承-齿轮轴系非线性三维接触动态特性研究 被引量:12
12
作者 韩国胜 杨为 李武靖 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第11期9-12,共4页
针对现有接触研究方法的不足,以某微车变速器第四挡齿轮传动系统为研究对象,提出了轴承-齿轮轴系的三维接触非线性动态有限元分析模型,进行了齿轮传动轴承-齿轮轴系非线性三维接触动态特性研究,实现了齿轮系统啮合冲击的动力学仿真,得... 针对现有接触研究方法的不足,以某微车变速器第四挡齿轮传动系统为研究对象,提出了轴承-齿轮轴系的三维接触非线性动态有限元分析模型,进行了齿轮传动轴承-齿轮轴系非线性三维接触动态特性研究,实现了齿轮系统啮合冲击的动力学仿真,得到了动态啮合时轮齿的接触状态、接触应力、齿根弯曲应力等随啮合位置变化的规律。研究结果为变速器的动态性能优化提供了理论依据。 展开更多
关键词 微车 轴承-齿轮轴系 啮合 非线性接触 动态特性
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基于ANSYS的塑料卡扣装配力学分析方法 被引量:13
13
作者 陈燕 李世国 宋娥 《江南大学学报(自然科学版)》 CAS 2007年第2期224-228,共5页
在CAD三维模型基础上利用ANSYS作为CAE分析的基本流程,以POS(Point of Sales销售点终端)机的卡扣连接为例,阐述了基于PRO/E和ANSYS9.0系统的卡扣连接分析方法和关键步骤.用ANSYS可方便地确定POS机卡扣的最大应力和应变,并可动态显示其... 在CAD三维模型基础上利用ANSYS作为CAE分析的基本流程,以POS(Point of Sales销售点终端)机的卡扣连接为例,阐述了基于PRO/E和ANSYS9.0系统的卡扣连接分析方法和关键步骤.用ANSYS可方便地确定POS机卡扣的最大应力和应变,并可动态显示其装配过程,以检验卡扣设计的合理性.再对基于ANSYS的分析结果与简化计算公式的计算结果进行比较,结果表明对复杂的卡扣结构采用ANSYS分析方法是合适的解决方案. 展开更多
关键词 卡扣装配 应变分析 ANSYS CAD转换 接触非线性
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穿越逆冲断层的埋地管道非线性反应分析 被引量:15
14
作者 金浏 李鸿晶 《防灾减灾工程学报》 CSCD 2010年第2期130-134,共5页
穿越逆冲断层的埋地管道在地震作用下,容易发生局部屈曲或整体失稳等形式的破坏,研究逆冲断层作用下的埋地管道地震反应规律,对管道抗震设计及施工等具有重要的意义。本文将埋地管线及周围土体从半无限地球介质中取出,分别以空间薄壳单... 穿越逆冲断层的埋地管道在地震作用下,容易发生局部屈曲或整体失稳等形式的破坏,研究逆冲断层作用下的埋地管道地震反应规律,对管道抗震设计及施工等具有重要的意义。本文将埋地管线及周围土体从半无限地球介质中取出,分别以空间薄壳单元和实体单元进行离散,采用非线性接触力学方法模拟管、土之间的滑移、分离及闭合现象;采用线性位移加载模拟断层的错动,考虑了系统初始应力状态的影响,对土体未开裂前的管土相互作用系统进行了拟静力数值分析;分析了位错量、土体刚度、埋设深度、径厚比及跨越角度对埋地管道反应的影响,得出了一些有益的结论。 展开更多
关键词 埋地管线 逆冲断层 非线性接触 参数分析
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电动伺服舵系统动力学建模及颤振分析 被引量:14
15
作者 张仁嘉 吴志刚 杨超 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1368-1376,共9页
舵机动力学对舵系统颤振有最直接影响,其动力学模型的准确建立是颤振分析的关键。以某电动伺服舵系统为对象,分别建立了电机、减速器及控制回路模型。基于其地面振动试验(GVT)数据特征,考虑了减速器中零部件间隙及滚珠丝杠间接触刚度2... 舵机动力学对舵系统颤振有最直接影响,其动力学模型的准确建立是颤振分析的关键。以某电动伺服舵系统为对象,分别建立了电机、减速器及控制回路模型。基于其地面振动试验(GVT)数据特征,考虑了减速器中零部件间隙及滚珠丝杠间接触刚度2类非线性因素。动力学仿真结果复现了试验现象,证明了接触刚度和间隙对该伺服舵系统动力学特征的主导作用。在颤振分析中,对比了接触刚度和常数刚度2种假设下,舵机在不同阶跃角指令下的舵偏角响应。发现常数刚度下舵系统仅存在极限环(LCO)和失稳2个域,临界速度不会随间隙大小而变化;而接触刚度下存在稳定、LCO和失稳3个域,且相同风速下,其临界指令角较常数刚度假设更高,但其临界速度却会随间隙增大而减小,甚至小于常数刚度假设,应引起足够重视。 展开更多
关键词 气动弹性 颤振 非线性 接触刚度 间隙 舵机
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应用非线性有限元法对某止水橡皮进行仿真计算 被引量:12
16
作者 朱凼凼 刘礼华 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期134-136,共3页
应用有限元分析软件对某具有超弹性、不可压缩性和大变形性质的伸缩式止水橡皮进行应力应变仿真分析计算 ,考虑到材料非线性、几何非线性和边界非线性等问题 ,通过对超弹性橡皮材料的大变形性质作定性的分析 ,和对止水橡皮在安装过程中... 应用有限元分析软件对某具有超弹性、不可压缩性和大变形性质的伸缩式止水橡皮进行应力应变仿真分析计算 ,考虑到材料非线性、几何非线性和边界非线性等问题 ,通过对超弹性橡皮材料的大变形性质作定性的分析 ,和对止水橡皮在安装过程中的变形分析 ,计算支臂翼头在受到刚性夹板夹紧作用下的应力分布、橡皮与钢夹之间的接触应力分布 ,从而分析止水橡皮的止水性能。 展开更多
关键词 超弹性 橡皮 非线性有限元 数值仿真 接触应力
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多层组合圆挤压筒变形及应力分布规律分析 被引量:9
17
作者 李燕 刘全坤 +1 位作者 王雷刚 王匀 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 2002年第6期1154-1158,共5页
文章基于ANSYS提供的FEM法,按接触非线性对多层组合圆挤压筒在未工作状态下(仅受预紧力作用)和工作状态下(工作压力与预紧力联合作用)分别进行计算,得出其变形及应力分布的一般规律,分析结果与用厚壁圆筒理论计算的结果基本吻合,同时还... 文章基于ANSYS提供的FEM法,按接触非线性对多层组合圆挤压筒在未工作状态下(仅受预紧力作用)和工作状态下(工作压力与预紧力联合作用)分别进行计算,得出其变形及应力分布的一般规律,分析结果与用厚壁圆筒理论计算的结果基本吻合,同时还对非均布内压力作用的影响进行了讨论,为组合凹模的结构优化和扁挤压筒的设计提供了技术支持。 展开更多
关键词 多层组合圆挤压筒 接触非线性 预紧装置 变形 应力分布 非均匀内压力 计算 设计 挤压加工 组合凹模
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基于非均匀间隙的充水保压蜗壳施工仿真分析 被引量:13
18
作者 许新勇 李敏芝 +2 位作者 马震岳 张宏战 何鹏程 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期75-80,共6页
本文采用基于保压缝隙不均匀差异性概念的仿真算法,考虑钢蜗壳和混凝土的接触,通过ABAQUS大型有限元程序计算实现了保压蜗壳浇筑混凝土的施工过程仿真;研究保压浇筑后蜗壳和混凝土之间的初始缝隙开度随机组运行过程的变化和接触界面的... 本文采用基于保压缝隙不均匀差异性概念的仿真算法,考虑钢蜗壳和混凝土的接触,通过ABAQUS大型有限元程序计算实现了保压蜗壳浇筑混凝土的施工过程仿真;研究保压浇筑后蜗壳和混凝土之间的初始缝隙开度随机组运行过程的变化和接触界面的接触性态,并给出施工过程中钢蜗壳应力随浇筑过程的变化规律,对钢筋和混凝土的应力做了细致分析。通过和简化方案对比,得出仿真方案更符合工程实际的结论。研究成果对保压蜗壳的施工过程监测和长期运行安全评价具有参考价值。 展开更多
关键词 水工结构 充水保压仿真 非线性有限元法 蜗壳 接触分析
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考虑混凝土应变率变化的高拱坝非线性动力响应研究 被引量:10
19
作者 陈健云 林皋 胡志强 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期45-49,共5页
提出一种新的应变率相关的混凝土非线性弹塑性损伤模型,采用此模型对混凝土拱坝的非线性地震响应作了分析。在综合考虑坝-地基-库水动力相互作用和坝缝非线性接触的基础上,着重研究了混凝土应变率相关效应及加载历史对混凝土极限强度等... 提出一种新的应变率相关的混凝土非线性弹塑性损伤模型,采用此模型对混凝土拱坝的非线性地震响应作了分析。在综合考虑坝-地基-库水动力相互作用和坝缝非线性接触的基础上,着重研究了混凝土应变率相关效应及加载历史对混凝土极限强度等重要参数及拱坝响应的影响,并与采用不考虑应变率影响的混凝土损伤模型计算结果进行了对比分析。结果表明,拱坝考虑横缝作用后的坝面应变率分布不同于整体拱坝。应变率分布形态不仅可以很好地表征拱坝的振动形态,而且对于高拱坝的动力响应的影响也不可忽略。 展开更多
关键词 高拱坝 混凝土应变率 非线性动力分析 本构关系 非线性弹塑性损伤模型 坝缝 压应力损伤 拉应力损伤
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过盈配合数值分析与优化设计 被引量:10
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作者 杨加军 胡安 +1 位作者 李维波 章向明 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2008年第1期12-15,共4页
围绕高速转盘的过盈配合问题,应用Ansys9.0有限元软件非线性接触技术和优化分析技术确定传递扭矩所需的最佳过盈配合量。实践证明,有限元技术在工程应用中能够优化过盈配合量,缩短设计周期,提高设计质量。
关键词 高速转盘 过盈配合 有限元 非线性接触 优化设计
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