一种新型SEA结构设计及弹性单元优化研究

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作者 李玉青 刘宁 《机械传动》 北大核心 2023年第11期129-134,共6页

为了满足康复机器人肘关节运动要求,采用一种应用于串联弹性执行器(Series Elastic Actuator,SEA)的双节点对称螺旋波纹结构弹性单元,将储能比作为优化标准,在相同质量前提下能达到最大储能比,可以更好地吸收机械手臂的振动、保证患者... 为了满足康复机器人肘关节运动要求,采用一种应用于串联弹性执行器(Series Elastic Actuator,SEA)的双节点对称螺旋波纹结构弹性单元,将储能比作为优化标准,在相同质量前提下能达到最大储能比,可以更好地吸收机械手臂的振动、保证患者的安全。首先,对SEA进行三维建模;其次,利用有限元软件对转矩弹簧进行仿真分析,得到该弹性单元的安全系数为2.37;最后,加工出实物。实验表明,该弹性单元储能比可达9.63 J/kg,实测刚度kr=264.04 N·m/rad,与模拟刚度的误差为6.86%,且弹性单元的扭转角与转矩呈线性关系,可用于机械手臂柔性连接,为进一步优化机器人打下基础,同时也为解决此类问题提供了一种技术验证手段。 展开更多

关键词 串联弹性执行器 弹性单元 储能比 有限元分析

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一种改进的齿轮多体系统动力学模型 被引量：1

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作者 刘雷 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1029-1033,共5页

运用多体动力学理论建立了齿轮多体系统模型,该模型由可沿圆周转动的轮齿、弹性单元和齿轮本体组成,轮齿和齿轮本体虽然仍是刚体,但它们以转动弹簧-阻尼器相连接。采用了迟滞接触力模型分析轮齿间的啮合,为了验证该模型,分别以该模型、... 运用多体动力学理论建立了齿轮多体系统模型,该模型由可沿圆周转动的轮齿、弹性单元和齿轮本体组成,轮齿和齿轮本体虽然仍是刚体,但它们以转动弹簧-阻尼器相连接。采用了迟滞接触力模型分析轮齿间的啮合,为了验证该模型,分别以该模型、有限元模型和其他文献的模型研究单对渐开线直齿圆柱齿轮的啮合过程,对比分析表明:该模型的计算结果更接近于有限元方法,非常适用于齿轮系统的多体动力学分析。 展开更多

关键词 周向转动轮齿 齿轮接触建模 弹性单元 轮齿-本体多体系统

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20RK270型柴油机隔振器的选型及验证 被引量：1

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作者 孙冰 张炜伟 李莹莹 《柴油机》 2019年第3期40-45,共6页

基于20RK270型柴油机的基本参数以及同类项目的经验,进行了该机隔振器的初步选型,在此基础上计算分析了不同工况下的各弹性单元的位移、速度等参数的变化情况。计算结果表明:该隔振系统的选型合理。后续进行的柴油机振动测试结果验证了... 基于20RK270型柴油机的基本参数以及同类项目的经验,进行了该机隔振器的初步选型,在此基础上计算分析了不同工况下的各弹性单元的位移、速度等参数的变化情况。计算结果表明:该隔振系统的选型合理。后续进行的柴油机振动测试结果验证了计算结果的正确性。 展开更多

关键词 柴油机 隔振器 弹性单元 选型 测试

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大跨度连续梁桥抗震性能分析 被引量：1

4

作者 刘雪梅 《中国西部科技》 2010年第7期30-31,50,共3页

随着国家经济的发展,大跨度桥梁在我国得到了很快的发展,其中大跨度连续梁桥是应用最广泛的桥型之一。同时,我国也是一个多地震的国家,因此,对作为生命线工程的桥梁建筑特别是大跨度桥梁建筑在地震作用下的反应做深入细致的分析是非常... 随着国家经济的发展,大跨度桥梁在我国得到了很快的发展,其中大跨度连续梁桥是应用最广泛的桥型之一。同时,我国也是一个多地震的国家,因此,对作为生命线工程的桥梁建筑特别是大跨度桥梁建筑在地震作用下的反应做深入细致的分析是非常必要的。本文利用MADIS/Civil大型有限元软件为平台,建立大跨度连续梁桥的模型,通过引入弹性单元,对支座进行了模拟,采用质量-弹簧-阻尼-模型对桩土相互作用进行模拟,并对桥梁进行了抗震性能分析,为连续梁桥的抗震设计提供一定的参考。 展开更多

关键词 大跨度连续梁桥 弹性单元 质量-弹簧-阻尼-模型 抗震性能分析

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区间B样条小波平面弹性及Mindlin板单元构造研究 被引量：9

5

作者 向家伟 陈雪峰 何正嘉 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期869-875,共7页

基于二维张量积区间B样条小波及小波有限元理论,构造了一类用于分析弹性力学平面问题和中厚板问题的C0型区间B样条小波板单元。在二维小波单元的构造过程中,传统多项式插值被二维区间B样条小波尺度函数取代,进而构造形状函数和单元。与... 基于二维张量积区间B样条小波及小波有限元理论,构造了一类用于分析弹性力学平面问题和中厚板问题的C0型区间B样条小波板单元。在二维小波单元的构造过程中,传统多项式插值被二维区间B样条小波尺度函数取代,进而构造形状函数和单元。与小波Galerkin方法不同,本文构造的区间B样条小波单元通过转换矩阵将无明确物理意义的小波插值系数转换到物理空间。区间B样条小波单元同时具有传统有限元和B样条函数数值逼近精度高及多种用于结构分析的基函数的优点。数值算例表明:与传统有限元和解析解相比,本文构造的二维小波单元具有求解精度高,单元数量和自由度少等优点。 展开更多

关键词 区间B样条小波 转换矩阵 平面弹性单元 Mindlin板单元

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滞后细观模型在岩石力学中的应用 被引量：8

6

作者 关晶波 王建祥 +2 位作者 赵永红 苏先樾 王仁 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期349-359,共11页

对以砂岩为代表的所谓“NME材料”的力学行为研究方面的一些新的概念和模型进行了评介.首先介绍了一种基于所谓“滞后单元”的描述滞后现象的物理模型——Preisach-Mayergoyz(P-M)模型,然后详细阐述了P-M模型应用于模拟岩石的非线性滞... 对以砂岩为代表的所谓“NME材料”的力学行为研究方面的一些新的概念和模型进行了评介.首先介绍了一种基于所谓“滞后单元”的描述滞后现象的物理模型——Preisach-Mayergoyz(P-M)模型,然后详细阐述了P-M模型应用于模拟岩石的非线性滞后应力应变关系的过程和结果.这种唯象模型很好地描述了宏观上的滞后表现和“离散记忆”效应.接着本文对应变能耗散的力学机制进行了简单分析.最后,介绍了一种描述弹性波在“NME材料”中传播规律的数学方法,该方法从一般的弹性波传播规律出发,分析了“NME材料”特殊的力学性质给弹性波传播带来的影响,揭示了产生特殊的弹性波传播规律的原因. 展开更多

关键词 滞后细观模型 岩石力学 非线性细观弹性材料 离散记忆效应 P-M模型 滞后细观弹性单元

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低频振动作用下人体椎间盘多孔弹性单元的研究 被引量：9

7

作者 李睿 郭立新 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期635-640,654,共6页

建立了L4/L5段人体腰椎关节的非线性多孔弹性单元有限元模型,并对该模型进行了轴向静力(0Hz)和低频(0.01 Hz、0.1 Hz、0.5 Hz、1 Hz)振动作用各1小时的仿真研究,对比了在不同频率振动作用下人体脊椎组织的多孔弹性单元力学特性。结果表... 建立了L4/L5段人体腰椎关节的非线性多孔弹性单元有限元模型,并对该模型进行了轴向静力(0Hz)和低频(0.01 Hz、0.1 Hz、0.5 Hz、1 Hz)振动作用各1小时的仿真研究,对比了在不同频率振动作用下人体脊椎组织的多孔弹性单元力学特性。结果表明:在相同振幅和时间内,与低频(0.01Hz、0.1Hz)相比,相对较高频率(0.5 Hz、1 Hz)作用下的椎间盘组织产生的轴向位移较大,髓核和纤维环的孔压应力均呈现逐渐上升的趋势;与此同时,髓核的有效应力逐渐增加,而纤维环的有效应力却逐渐减少;在相对较低频率(0.01Hz、0.1Hz)作用下的各项力学特性指标与静力作用下的相比,差值均在3%以下;加载时间超过600s后,振动频率的增加更容易使椎间盘轴向位移增大;相对较高频率(0.5 Hz、1 Hz)振动作用下髓核和纤维环内的孔压值逐渐升高,而静力压缩和相对较低频率(0.01 Hz、0.1 Hz)振动作用下孔压值却逐渐降低;不断增加的孔压应力使椎间盘内的体液流失速率变大,导致椎间盘退化。 展开更多

关键词 人体椎间盘 多孔弹性单元 低频振动 有限元分析

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随机约束汽轮机叶片频率的有限元分析 被引量：7

8

作者 安利强 王璋奇 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期95-100,共6页

叶片连接状态存在不确定性。基于随机有限元方法,提出了一种随机约束弹性单元用于研究随机约束叶片频率的概率特征,此单元可以模拟自由叶片或成组叶片连接状态的不确定性对叶片频率的影响。推导出了约束刚度随机时的叶片振动特征值方程... 叶片连接状态存在不确定性。基于随机有限元方法,提出了一种随机约束弹性单元用于研究随机约束叶片频率的概率特征,此单元可以模拟自由叶片或成组叶片连接状态的不确定性对叶片频率的影响。推导出了约束刚度随机时的叶片振动特征值方程、频率的均值、频率对约束刚度系数的灵敏度矩阵、频率协方差矩阵、变异系数公式。频率均值表示叶片频率的平均水平,变异系数反映叶片频率的分散程度。通过实例研究了根部约束刚度的随机性对叶片频率的影响。 展开更多

关键词 随机约束 叶片频率 随机约束弹性单元 随机有限元法

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某公路隧道项目仰拱填充层开裂成因及处治方案分析

9

作者 杨仁贵 《交通世界》 2024年第16期172-174,共3页

为有效提升隧道仰拱填充层施工质量,防止产生结构开裂病害,保证结构安全性、稳定性、耐久性,以某公路隧道为例,针对仰拱填充层开裂原因及处治方案进行综合探究,采用现场勘查、模拟计算等手段,分析不同浸水条件下仰拱填充层裂缝及竖向位... 为有效提升隧道仰拱填充层施工质量,防止产生结构开裂病害,保证结构安全性、稳定性、耐久性,以某公路隧道为例,针对仰拱填充层开裂原因及处治方案进行综合探究,采用现场勘查、模拟计算等手段,分析不同浸水条件下仰拱填充层裂缝及竖向位移变化情况,确定了仰拱填充层开裂的成因,并提出了科学有效的加固处理方案。 展开更多

关键词 仰拱裂缝 数值模拟 线弹性单元

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高速铁路扣件弹性单元体温频变特性试验研究

10

作者 吴昊 贾小平 解建坤 《机车车辆工艺》 2024年第4期33-37,共5页

随着动车组速度的提高,对轨道线路条件提出了更高的要求,文章结合实际服役状况,对轨道结构起主要减振作用的高速铁路扣件弹性单元体的温频变特性进行了研究。结果表明:1)W300和WJ-7扣件弹性单元体均有良好的减振性能,且前者的减振性能... 随着动车组速度的提高,对轨道线路条件提出了更高的要求,文章结合实际服役状况,对轨道结构起主要减振作用的高速铁路扣件弹性单元体的温频变特性进行了研究。结果表明:1)W300和WJ-7扣件弹性单元体均有良好的减振性能,且前者的减振性能优于后者。2)2种扣件弹性单元体均有显著的低温敏感性,且对高温不敏感。在-60°C时,2种扣件弹性单元体的静刚度值较常温时均有显著增加,并且已经严重超出国家铁路行业标准设计限制。3)频率是扣件弹性单元体刚度特性变化的重要影响因子。随着频率的升高,2种扣件弹性单元体的动态刚度均有不同程度的增加,尤其是高频部分,增加更为显著。4)低温和高频同时作用下,扣件弹性单元体的动态刚度变化最大。因此,实际服役中扣件弹性单元体的刚度是变化的。 展开更多

关键词 高速铁路 弹性单元体 温频变特性 刚度变化 扣件

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基于最优化理论的称重传感系统弹性元体结构优化

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作者 薛旭东 刘晓慧 薛琳婧 《机电工程技术》 2023年第8期49-53,共5页

弹性敏感元体是测力系统的核心结构,为进一步提高称重传感器敏感性,降低测量误差,首先对圆形、正六角形、正八角形、正十角形、正十二角形5种元件结构进行了力学特性分析,进而确定了以圆环结构为研究对象;其次建立了模型的参数化模型,... 弹性敏感元体是测力系统的核心结构,为进一步提高称重传感器敏感性,降低测量误差,首先对圆形、正六角形、正八角形、正十角形、正十二角形5种元件结构进行了力学特性分析,进而确定了以圆环结构为研究对象;其次建立了模型的参数化模型,采用中心复合设计方法生成了28个样本点,并对样本数据进行了多元二次回归拟合,拟合结果表明方程显著性较高,拟合度良好,可以用于预测结构的应变量;最后采用最优化理论结合多目标遗传算法对模型进行优化,经优化共得到3个候选点,经对比选择候选点3做为最优解,此时参数P_(1)=5.117 mm,P_(2)=44.355 mm,P_(3)=19.887 mm,P_(4)=50.047 mm,P_(5)=10.407 mm,结构最大应变差为0.004 845,结构测量敏感度提高了62.80%,测量误差降低了38.56%。研究结果表明,采用优化设计方法,可以显著提高弹性单元体的测量性能。 展开更多

关键词 弹性单元体 有限单元法 中心复合设计 多元二次回归 多目标遗传算法

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深海铺管重力锚回收力试验及数值分析

12

作者 赵福臣 周楠 +1 位作者 王彦頔 李飒 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期220-224,共5页

重力锚作为一种重力基础因其设计安装方便快捷被广泛应用于海洋工程的相关领域。利用室内模型试验,探讨了深水重力锚在黏土场地回收力作用下的破坏模式;在有限元分析中引入多孔介质弹性单元对重力锚的回收过程进行模拟,并利用该方法对... 重力锚作为一种重力基础因其设计安装方便快捷被广泛应用于海洋工程的相关领域。利用室内模型试验,探讨了深水重力锚在黏土场地回收力作用下的破坏模式;在有限元分析中引入多孔介质弹性单元对重力锚的回收过程进行模拟,并利用该方法对现场某工程实例进行了计算。试验结果显示,重力锚回收时存在有土塞和无土塞2种拔出模式,破坏模式与上拔速度有关;数值分析结果显示采用多孔介质单元可以较好地模拟重力锚的上拔过程;将有限元模拟的计算结果与现场实测结果进行了比较,结果显示两者吻合良好。本文提出的数值模拟方法可用于模拟黏土场地重力锚在不同破坏模式下所需的回收力计算。 展开更多

关键词 重力锚 回收力 室内模型试验 有限元 多孔介质弹性单元

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设置粘弹性阻尼器的结构地震反应时程分析的几个问题 被引量：1

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作者 尹邦信 赵明波 《西南工学院学报》 2000年第3期39-43,共5页

本文分析了一般结构和设置粘弹性阻尼器的结构非线性地震反应的动力方程 ,指出了两种动力方程形式上的差异和时程分析过程方面的差异 。

关键词 粘弹性单元 时程分析 粘弹性阻尼器 结构 地震反应 建筑结构

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顶堆侧取式堆取料机机理分析与设计 被引量：2

14

作者 王素艳 《机械设计与制造》 北大核心 2012年第8期43-45,共3页

对顶堆侧取式堆取料机中的机构及工作状态进行了系统的分析研究,设备的钢架结构主要采用型钢及钢板焊接方式组成,通过堆取料机主要技术参数和载荷分析,建立堆料悬臂钢梁的力学模型进行有限元数值的分析模拟,对应力云图、自振频率等的分... 对顶堆侧取式堆取料机中的机构及工作状态进行了系统的分析研究,设备的钢架结构主要采用型钢及钢板焊接方式组成,通过堆取料机主要技术参数和载荷分析,建立堆料悬臂钢梁的力学模型进行有限元数值的分析模拟,对应力云图、自振频率等的分析计算,其计算结果针对悬臂钢梁钢结构的受力分布和位移进行分析,获得的技术参数是研制顶堆侧取式堆取料机的主要依据,从而确定悬臂钢梁钢结构的应力的分布,为堆取料机钢结构的合理设计提供了有力保证。 展开更多

关键词 顶堆侧取式堆取料机 三维弹性单元 悬臂钢梁 应力云图 有限元 节点

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胶合板和定向板平面内的吸湿膨胀

15

作者 ELEMER M.LANG JOSEPH R.LOFERSKI 罗敏生 《中国人造板》 1997年第1期3-4,共2页

对市场上的胶合板和定向板在长度和宽度方向上的自由吸湿膨胀系数和限制平面内吸湿膨胀后的弹性恢复进行了测试。经过预处理后的试件暴露在室温和高湿度条件下,测定含水率和尺寸的变化,计算出平面内的吸湿膨胀系数(α)和其中的弹性恢复... 对市场上的胶合板和定向板在长度和宽度方向上的自由吸湿膨胀系数和限制平面内吸湿膨胀后的弹性恢复进行了测试。经过预处理后的试件暴露在室温和高湿度条件下,测定含水率和尺寸的变化,计算出平面内的吸湿膨胀系数(α)和其中的弹性恢复部分(α＇)。试验结果可用来评价结构用人造板在相对湿度变化条件下的尺寸稳定性。本报告还详细叙述了试验程序和测量技术。试验结果与文献资料的记载有可比性。 展开更多

关键词 吸湿膨胀 人造板 胶合板 平面内 尺寸稳定性 线膨胀 相对湿度 含水率 粘弹性单元 厚度膨胀

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弹性单元圆周阵列布置的被动顺应装置刚度性能分析与优化

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作者 黄顺舟 常晏宁 +1 位作者 王皓 王卓识 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2017年第6期48-53,58,共7页

推导了弹性单元圆周阵列布置的被动顺应装置机构刚度分析模型,分别采用金属梁单元和ESP弹性单元计算了顺应装置在不同铰链连接形式下的刚度性能,通过对不同弹性单元顺应装置刚度性能的比较,最终选取了U副连接的ESP单元作为可变远中心顺... 推导了弹性单元圆周阵列布置的被动顺应装置机构刚度分析模型,分别采用金属梁单元和ESP弹性单元计算了顺应装置在不同铰链连接形式下的刚度性能,通过对不同弹性单元顺应装置刚度性能的比较,最终选取了U副连接的ESP单元作为可变远中心顺应装置的弹性单元,分析了该装置的刚度性能,并采用基于交叉遗传的多目标粒子群优化算法对该装置进行尺寸优化,提高了其顺应性能。 展开更多

关键词 被动顺应装置 ESP弹性单元 刚度 多目标粒子群优化

原文传递

高速铁路无砟轨道路基动力特性数值模拟和试验研究 被引量：61

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作者 董亮 赵成刚 +2 位作者 蔡德钩 张千里 叶阳升 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第10期81-86,共6页

高速铁路无砟轨道改变了传统有砟轨道的结构形式,导致列车荷载在基床结构中的分布及传递特性发生变化,研究列车动荷载作用下轨道/路基系统动力相互作用问题已经成为高速铁路路基结构设计中考虑的主要问题。将三维一致黏弹性人工边界单... 高速铁路无砟轨道改变了传统有砟轨道的结构形式,导致列车荷载在基床结构中的分布及传递特性发生变化,研究列车动荷载作用下轨道/路基系统动力相互作用问题已经成为高速铁路路基结构设计中考虑的主要问题。将三维一致黏弹性人工边界单元引入ABAQUS有限元软件,建立以连续轴重荷载组成列车荷载、采用一致黏弹性人工边界单元作为边界的三维无砟轨道/路基有限元模型,选取国家轨道试验中心的无砟轨道结构参数计算得到路基动应力,并与动车组CRH2运行的实测数据进行对比。结果表明两者具有较好的一致性,从而验证了该人工边界单元在无砟轨道高速铁路路基动力响应分析方面的有效性。该边界的成功应用为缩小计算模型、缩短计算时间和提高计算精度提供了解决方案,使得高速铁路路基动力响应的实现变得简单和方便,在个人电脑上即可方便地进行三维计算分析。 展开更多

关键词 高速铁路路基 动力响应 一致黏弹性人工边界 一致黏弹性人工边界单元 ABAQUS

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基于ABAQUS的粘弹性边界单元及在重力坝抗震分析中的应用 被引量：37

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作者 陈灯红 杜成斌 苑举卫 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2010年第3期127-132,共6页

考虑了2种不同的地震输入模型,即无质量地基模型和考虑辐射阻尼的粘弹性边界模型。以大型非线性有限元程序ABAQUS为平台,采用FORTRAN语言开发了用户单元子程序VSB_UEL.for,将粘弹性边界有效地嵌入到ABAQUS中。在尽量避免求解自由场的前... 考虑了2种不同的地震输入模型,即无质量地基模型和考虑辐射阻尼的粘弹性边界模型。以大型非线性有限元程序ABAQUS为平台,采用FORTRAN语言开发了用户单元子程序VSB_UEL.for,将粘弹性边界有效地嵌入到ABAQUS中。在尽量避免求解自由场的前提下,将离散的地震荷载转化为等效结点荷载,编写的计算程序可以方便地将等效荷载施加到人工边界结点上,并通过数值算例验证了粘弹性边界单元及波动输入程序的正确性,其求解效率和计算精度均令人满意,最后将该程序应用到在建的某水电站厂房坝段的抗震分析中。结果表明,与传统的固定边界无质量地基相比,考虑了粘弹性人工边界后,坝体的动力响应峰值减小了20%~40%;在进行结构动力响应分析时,考虑无限域地基的辐射阻尼影响是很有必要的。文中的用户子程序及波动输入程序很容易扩展至三维,为同类工程的抗震分析提供了简洁、合理的计算模式。 展开更多

关键词 粘弹性边界单元 波动输入 地震分析 ABAQUS 厂房坝段

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基于ABAQUS的三维粘弹性边界单元及地震动输入方法研究 被引量：19

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作者 苑举卫 杜成斌 陈灯红 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2010年第3期9-13,共5页

基于大型通用有限元软件ABAQUS,利用FORTRAN语言编写了适用于粘弹性人工边界的外源波动输入子程序SDAB.FOR.该子程序包含粘弹性边界和加载两部分,粘弹性边界通过子程序UEL结合隐式积分算法定义粘弹性边界单元对整个系统的雅克比矩阵贡... 基于大型通用有限元软件ABAQUS,利用FORTRAN语言编写了适用于粘弹性人工边界的外源波动输入子程序SDAB.FOR.该子程序包含粘弹性边界和加载两部分,粘弹性边界通过子程序UEL结合隐式积分算法定义粘弹性边界单元对整个系统的雅克比矩阵贡献来实现;人工边界上的总波场分解为无局部场地效应影响的自由场与局部场地效应引起的散射场,地震波作用于人工边界的自由场荷载可由设计地震动位移时程和速度时程统一表达,利用描述法向荷载和切向荷载的加载子程序DSLOAD、UTRACLOAD实现,从而可方便实现地震动的有效输入,避免了单独求解自由场.将考虑粘弹性边界条件的外源波动输入和内源地震动输入方法分别应用于某高拱坝的动力响应分析,并与常规无质量地基模型计算结果进行了对比,结果表明,考虑地基辐射阻尼的两种地震动输入方法均会显著降低结构的动力响应,其中采用外源波动输入方法的降幅更大. 展开更多

关键词 粘弹性边界单元 外源波动输入 辐射阻尼 ABAQUS 拱坝

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采用粘弹性人工边界单元时显式算法稳定性分析 被引量：19

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作者 李述涛 刘晶波 +4 位作者 宝鑫 陶西贵 陈一村 肖兰 贾艺凡 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2020年第11期1-11,46,共12页

在土-结构地震反应或近场地震波动问题的分析中,常采用粘弹性人工边界单元将无限域问题转化为近场有限域问题进行计算。由于粘弹性人工边界单元的材料参数和单元尺寸与内部介质单元不同,采用显式时域逐步积分算法时,人工边界区与内部系... 在土-结构地震反应或近场地震波动问题的分析中,常采用粘弹性人工边界单元将无限域问题转化为近场有限域问题进行计算。由于粘弹性人工边界单元的材料参数和单元尺寸与内部介质单元不同,采用显式时域逐步积分算法时,人工边界区与内部系统的数值稳定条件存在差异,但目前尚未有针对性的分析方法和研究成果,影响了显式数值稳定条件的确定和稳定积分时间步长的正确选取。针对二维粘弹性人工边界单元,该文提出一种分析显式时域逐步积分算法稳定性的方法:建立可代表人工边界区域特征的,包含人工边界单元的若干局部子系统,对各子系统的传递矩阵进行分析,给出采用显式时域逐步积分算法时各子系统的稳定条件解析解。通过对各子系统的稳定条件进行对比分析,获得了采用粘弹性人工边界单元时,显式时域逐步积分算法的统一稳定性条件。当内部介质区也满足该稳定条件时,这一条件成为使整体系统数值计算稳定的充分条件,可用于指导数值分析中离散时间步长的选取。 展开更多

关键词 显式时域逐步积分 粘弹性人工边界单元 数值稳定性 传递矩阵 谱半径

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