引汉济渭秦岭深埋TBM施工隧洞结构非线性有限元分析

1

作者 马腾 张玉苹 白世源 《陕西水利》 2024年第9期111-114,共4页

围岩及衬砌结构的稳定性分析是深埋隧洞岩体力学研究的重要课题,在考虑岩石材料弹塑性的基础上,选用ANSYS软件建立秦岭深埋TBM施工输水隧洞结构的三维有限元仿真模型,对不良地质Ⅳ类围岩洞段的开挖支护施工过程采用软件程序中的生死单... 围岩及衬砌结构的稳定性分析是深埋隧洞岩体力学研究的重要课题,在考虑岩石材料弹塑性的基础上,选用ANSYS软件建立秦岭深埋TBM施工输水隧洞结构的三维有限元仿真模型,对不良地质Ⅳ类围岩洞段的开挖支护施工过程采用软件程序中的生死单元功能进行处理,分析毛洞开挖、初期支护、管片衬砌过程中岩体和衬砌结构的位移变形和应力分布特征,结果显示,TBM施工不良地质Ⅳ类围岩洞段开挖后的岩体和管片衬砌结构是安全、可靠的,最大压应力主要分布在洞周围岩和衬砌结构侧墙部位,在围岩和衬砌结构顶拱120°范围内压应力等值线分布密集,应力比较集中。研究结果可为秦岭深埋TBM施工隧洞设计、施工、运行提供参考。 展开更多

关键词 深埋隧洞 有限元 生死单元 位移变形 应力分布

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基于应力刚度约束的连续体双向渐进结构优化 被引量：5

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作者 王明强 姚峰 《机械设计》 CSCD 北大核心 2008年第9期38-40,共3页

为了使结构优化更好地模拟实际情况,在分析了有限元理论和材料力学关系的基础上,找出了约束之间的本质联系,提出了基于应力、刚度双重约束的渐进结构优化方法。同时,将单元生死技术引入结构优化中。根据有限元分析结果,在杀死低效能单... 为了使结构优化更好地模拟实际情况,在分析了有限元理论和材料力学关系的基础上,找出了约束之间的本质联系,提出了基于应力、刚度双重约束的渐进结构优化方法。同时,将单元生死技术引入结构优化中。根据有限元分析结果,在杀死低效能单元的同时,在高效单元周围增加单元,实现了结构的双向渐进优化。最后,数值算例表明该方法的有效性,改善了优化结果,提高了优化效率。 展开更多

关键词 双向渐进结构优化 单元生死 拓扑优化 有限元分析

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基于生死单元原理的拱坝体形优化 被引量：4

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作者 何华志 李琼 刘莹 《水利与建筑工程学报》 2012年第5期155-157,164,共4页

以有限元软件ANSYS10.0为平台,运用生死单元理论,模拟坝体的施工浇注过程,同时考虑温度荷载作为耦合荷载的形式对拱坝进行应力分析,对拱坝重力荷载分步作用和整体作用两种情况下进行结构对比分析,得到了优化的拱坝体形,使优化后的坝体... 以有限元软件ANSYS10.0为平台,运用生死单元理论,模拟坝体的施工浇注过程,同时考虑温度荷载作为耦合荷载的形式对拱坝进行应力分析,对拱坝重力荷载分步作用和整体作用两种情况下进行结构对比分析,得到了优化的拱坝体形,使优化后的坝体体积较小,更加符合实际应用。 展开更多

关键词 混凝土拱坝 ANSYS 生死单元 模拟浇注

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电解液流体辅助激光打孔温度场仿真 被引量：2

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作者 宋义知 何利 +1 位作者 周继鹏 常偊舶 《成组技术与生产现代化》 2016年第2期48-53,共6页

根据电解液流体辅助激光打孔加工的特点,建立了加工过程的热力学模型,模型考虑了激光束空间分布和材料相变潜热对孔的影响,给出了小孔的温度场瞬态分布和界面演化过程.在应用ANSYS有限元软件中重启动及生死单元技术并结合APDL语言编程... 根据电解液流体辅助激光打孔加工的特点,建立了加工过程的热力学模型,模型考虑了激光束空间分布和材料相变潜热对孔的影响,给出了小孔的温度场瞬态分布和界面演化过程.在应用ANSYS有限元软件中重启动及生死单元技术并结合APDL语言编程的基础上进行了打孔过程的温度场仿真分析,给出了不同工艺参数对孔形的影响规律,为实际电解液流体辅助激光打孔实验选择最优工艺参数提供了理论参考. 展开更多

关键词 电解液流体辅助激光加工 重启动 生死单元 温度场 工艺参数

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大直径曲线顶管临近桩基施工模拟研究 被引量：1

5

作者 田润泽 武永新 张凯 《给水排水》 CSCD 北大核心 2021年第S01期447-453,共7页

为降低地下空间开发利用及施工过程中对周围环境的影响,各类非开挖方式得到广泛应用。依托于海口市美兰机场二期扩建场外排水工程,对大直径曲线顶管在施工过程中近距离穿越海渝快速路的环境影响进行研究,分析排水顶管顶进施工过程对周... 为降低地下空间开发利用及施工过程中对周围环境的影响,各类非开挖方式得到广泛应用。依托于海口市美兰机场二期扩建场外排水工程,对大直径曲线顶管在施工过程中近距离穿越海渝快速路的环境影响进行研究,分析排水顶管顶进施工过程对周围桥梁桩基础及曲线顶管内外侧的应力和变形的影响程度。结果表明:曲线顶管和直线顶管管节受力状态呈现不同规律,顶管顶进过程对附近环境的应力和位移影响较小,计算结果满足现行规范要求。 展开更多

关键词 曲线顶管 施工模拟 单元生死 单元替换 有限元

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基于ANSYS的X80管线钢MIG焊温度场数值模拟 被引量：1

6

作者 侯阳 周建平 +2 位作者 许波 李雪芝 王恪典 《新疆大学学报（自然科学版）》 CAS 2020年第3期389-394,共6页

为了实现X80管线钢MIG焊温度场的数值模拟,并探究焊接速度对熔池的影响.借助ANSYS软件,建立三维有限元模型.采用双椭球热源模型和生死单元技术,考虑材料随温度变化的物理性能参数、辐射散热及对流等因素的影响,对焊接温度场进行数值模拟... 为了实现X80管线钢MIG焊温度场的数值模拟,并探究焊接速度对熔池的影响.借助ANSYS软件,建立三维有限元模型.采用双椭球热源模型和生死单元技术,考虑材料随温度变化的物理性能参数、辐射散热及对流等因素的影响,对焊接温度场进行数值模拟,获得温度场的分布规律和不同位置的焊接热循环曲线,对比分析熔池在不同焊接速度下的穿透深度,并进行试验验证.结果表明,计算结果与试验数据吻合良好,在焊接电流为154 A,电压为28 V,焊接速度为10 mm/s时,所得焊缝形貌良好.该模型为进一步研究焊接应力场、应变场以及优化焊接工艺参数提供有效依据. 展开更多

关键词 温度场 焊接速度 热源模型 生死单元

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FDM成型机热源响应曲面法优化研究

7

作者 任翀 王燕兰 +1 位作者 李艳茹 张巍 《机械设计与制造》 北大核心 2022年第6期126-129,共4页

对于环境温度不变的FDM成型机,成型机热源是保证精度的重要因素。通过ANSYS模拟仿真软件生死单元技术对成型机热源参数影响的成型件进行模拟,针对热床及喷头温度这两个重要热源进行热分析及热结构耦合单因素分析,得出成型件层间温度差... 对于环境温度不变的FDM成型机,成型机热源是保证精度的重要因素。通过ANSYS模拟仿真软件生死单元技术对成型机热源参数影响的成型件进行模拟,针对热床及喷头温度这两个重要热源进行热分析及热结构耦合单因素分析,得出成型件层间温度差及层间应力,选出合理参数水平。对热源进行二因素四水平耦合实验,实验时首先对桌面3D打印机根据实验要求进行改造,以保证实验时满足实验条件需要,根据模拟得出的参数进行实验,通过三坐标测量仪测量实验件得出结果,并利用响应曲面法进行分析,选出最优组合,对成型时成型机热源参数的选择提供了依据。 展开更多

关键词 热床 生死单元 熔融沉积成型 温度场 实验研究 响应曲面法 ANSYS模拟

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基于生死单元的黄铜激光切割仿真研究 被引量：1

8

作者 胡怀春 王刚 张春 《雷达与对抗》 2021年第4期52-55,共4页

基于有限元仿真分析软件,简化边界条件并通过六面体网格建立黄铜板光纤激光切割有限元模型,模拟激光切割中的切缝形成过程,通过编译子程序设置生死单元,将达到熔点温度的单元隐藏以实现切缝成形演示,从而分析激光功率和切割速度对切缝... 基于有限元仿真分析软件,简化边界条件并通过六面体网格建立黄铜板光纤激光切割有限元模型,模拟激光切割中的切缝形成过程,通过编译子程序设置生死单元,将达到熔点温度的单元隐藏以实现切缝成形演示,从而分析激光功率和切割速度对切缝成形的影响,寻求最佳工艺参数的匹配规律,为黄铜板光纤激光切割实际试验提供理论指导。 展开更多

关键词 黄铜板 生死单元 子程序 光纤激光切割

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W形框架铝合金切削力有限元建模与变形预测

9

作者 王帅 《应用科技》 CAS 2021年第3期91-96,103,共7页

为研究W形框架类铝合金在侧铣过程中的切削力以及加工变形大小,本文首先将W形框架铝合金构件拆分为5类局部结构,再利用有限元法对各局部结构进行切削动力学仿真模拟,最后得到各加工位置处的切削力、温度场以及切屑形成过程。结果表明,... 为研究W形框架类铝合金在侧铣过程中的切削力以及加工变形大小,本文首先将W形框架铝合金构件拆分为5类局部结构,再利用有限元法对各局部结构进行切削动力学仿真模拟,最后得到各加工位置处的切削力、温度场以及切屑形成过程。结果表明,采用局部建模法对结构复杂的框类零件的切削力计算更精确、更高效,能形成良好的切屑形态;W形框架铝合金的右斜筋位置处所产生的切削力最大,其数值是蒙板的2~3倍。此外,本文还采用生死单元法模拟材料的去除过程,将不同位置、不同时刻的切削力载荷作为输入条件,得到了W形框架铝合金加工过程中最大变形时刻与所处位置。 展开更多

关键词 W形框架 铝合金 侧铣 切削力 有限元模型 局部建模 生死单元 加工变形

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基于响应面分析的隧洞开挖过程优化设计研究 被引量：12

10

作者 南轩 刘艳慧 +2 位作者 孙语晨 张玉波 张明飞 《水资源与水工程学报》 CSCD 2019年第5期176-183,共8页

为了更好地分析隧洞开挖过程中侧壁应力、变形等参数的变化情况,对岩体采用D-P准则模型设置材料性能,并且通过生死单元法的开挖方式来了解整个过程中隧洞侧壁应力的变化规律;同时建立了一种基于响应面的侧壁应力应变多目标优化方法,基... 为了更好地分析隧洞开挖过程中侧壁应力、变形等参数的变化情况,对岩体采用D-P准则模型设置材料性能,并且通过生死单元法的开挖方式来了解整个过程中隧洞侧壁应力的变化规律;同时建立了一种基于响应面的侧壁应力应变多目标优化方法,基于敏感度选取对侧壁应力应变有影响的关键参数,应用响应面方法建立变量与多目标函数的响应面多元回归模型,分析影响侧壁应力应变的参数交互作用,最终在满足隧洞设计要求的条件下,确定以降低侧壁应力与应变为目标的最优组合。结果表明:在开挖的过程中,主要应力变化集中在第2步开挖中,该过程中应力、应变的峰值和方向发生了极大的改变,应力峰值从9.7×10~5Pa变为1.47×10~6Pa,方向从沿侧壁向外转变为沿侧壁向内,这易导致隧洞侧壁的坍塌;在响应面分析优化下将截面长、截面宽组合设计为1.35、2 m后,其应力峰值下降了10.01%,采用生死单元开挖方式结合响应面优化的方法能够为隧洞设计优化和开挖过程参数提供有效的分析。 展开更多

关键词 输水隧洞 生死单元开挖 侧壁应力 响应面法 优化设计

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板梁状陡坡裂缝性状变化与地基稳定分析 被引量：2

11

作者 胡惠华 张鹏 +1 位作者 张奇华 舒魏碧章 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1279-1287,共9页

近水平岩层组成的陡坡,被一组平行坡面的长大陡倾结构面切割,形成板梁状结构陡坡,其失稳模式为板梁倾倒或滑移。板梁状结构陡坡的变形失稳力学行为具有以下特征:1)长大陡倾结构面力学性状可能发生变化;2)陡坡地基岩体失稳过程更加复杂... 近水平岩层组成的陡坡,被一组平行坡面的长大陡倾结构面切割,形成板梁状结构陡坡,其失稳模式为板梁倾倒或滑移。板梁状结构陡坡的变形失稳力学行为具有以下特征:1)长大陡倾结构面力学性状可能发生变化;2)陡坡地基岩体失稳过程更加复杂。该类陡坡地基稳定性分析需要明晰以上力学行为特征,而传统有限元强度折减法不能直接模拟。为解决此问题,以矮寨悬索桥吉首岸陡坡主塔地基为例,在工程地质分析与地质概化的基础上建立力学模型,通过将生死单元法与迭代修正法引入到传统有限元强度折减法,拟合平行坡面的陡倾溶蚀裂缝性状的变化,分析板梁状结构坡体稳定性,确定坡体失稳源与失稳过程,进而计算出塔基的稳定系数。研究结果表明:吉首岸板梁状结构陡坡可以分为3个区域,由外至内依次为紧邻陡坡的外侧岩块区、中部岩块区和主塔荷载作用下的塔基岩块区。外侧岩块区的岩体稳定系数为1.388,中部岩块区的岩体稳定系数为1.653,塔基岩块区的地基稳定系数为2.123,其稳定性依次提高。吉首岸陡坡外侧岩块区最易失稳,为坡体失稳源,塔基岩块区稳定性好。采用迭代修正法,可以描述陡坡内长大陡倾结构面的性状变化及陡坡地基岩体的递进失稳过程,扩大了传统有限元强度折减法的应用范围,具有一定的工程应用价值。 展开更多

关键词 陡坡地基 生死单元法 强度折减法 坡体失稳源 矮寨悬索桥

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大跨度柱面网壳干煤棚支架滑移施工动态模拟分析 被引量：1

12

作者 孟文清 赵婉君 张亚鹏 《混凝土与水泥制品》 北大核心 2013年第4期71-73,共3页

以64m跨双层柱面网壳干煤棚为例,结合ANSYS有限元生死单元技术对网壳的支架滑移施工法进行了动态模拟。采用两种不同的施工方案,通过模拟结果分析了两种施工方案的优缺点,同时,将施工过程中杆件内力的变化同使用阶段杆件内力的变化进行... 以64m跨双层柱面网壳干煤棚为例,结合ANSYS有限元生死单元技术对网壳的支架滑移施工法进行了动态模拟。采用两种不同的施工方案,通过模拟结果分析了两种施工方案的优缺点,同时,将施工过程中杆件内力的变化同使用阶段杆件内力的变化进行了对比,找到在该施工方案下杆件的薄弱部位,可为类似设计提供依据。 展开更多

关键词 网壳干煤棚 ANSYS生死单元 施工模拟

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FL-DLight3-4000激光器激光熔覆过程温度场数值模拟分析 被引量：1

13

作者 徐洋洋 伞红军 +5 位作者 陈久朋 谢飞亚 魏顺祥 王汪林 刘亮 陈佳 《电子科技》 2021年第11期1-10,共10页

激光熔覆技术有着良好的发展前景。文中利用ANSYS中的生死单元法模拟了基体在激光熔覆过程中的温度场,利用APDL语言编写加载移动矩形热源。通过对温度场的模拟,得出了不同的激光功率及扫描速度对温度场的影响,即功率越大,其基体(45钢)... 激光熔覆技术有着良好的发展前景。文中利用ANSYS中的生死单元法模拟了基体在激光熔覆过程中的温度场,利用APDL语言编写加载移动矩形热源。通过对温度场的模拟,得出了不同的激光功率及扫描速度对温度场的影响,即功率越大,其基体(45钢)同时间内升高到相同温度所需时间越少;扫描速度越快,基体同时间内升温越慢。文中初步探究了激光熔覆中存在的端部效应问题,结果表明,采用预留方案能有效地解决端部效应问题。最后,基于机器人控制的FL-DLight3-4000激光器进行了试验,采用旁轴送粉喷嘴进行送粉,设置激光功率为3 kW,扫描速度为0.005 m·s^(-1),送粉率25 g·min^(-1)。文中测量了距离第一道熔覆层中心25 mm处的不同时刻的温度,并与ANSYS中的模拟结果进行比较,证明试验结果与模拟结果基本一致。 展开更多

关键词 激光熔覆 ANSYS 生死单元法 APDL语言 基体温度场 矩形移动热源 端部效应 FL-DLight3-4000激光器

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气孔缺陷对变压器油箱焊接接头应力集中的影响 被引量：1

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作者 乔亚霞 张浩 +2 位作者 杨立恒 王晓笋 嵇玉辰 《武汉大学学报（工学版）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期916-922,共7页

针对变压器油箱焊缝漏油问题,采用生死单元技术和移动热源模型,通过ANSYS对厚度为16 mm的Q235钢焊接过程中的残余应力进行计算。建立了含气孔缺陷的对接焊缝分析模型,分析不同气孔尺寸对焊缝的影响。建立了500 kV变压器油箱有限元模型,... 针对变压器油箱焊缝漏油问题,采用生死单元技术和移动热源模型,通过ANSYS对厚度为16 mm的Q235钢焊接过程中的残余应力进行计算。建立了含气孔缺陷的对接焊缝分析模型,分析不同气孔尺寸对焊缝的影响。建立了500 kV变压器油箱有限元模型,求解油箱在油压和重力作用下的应力分布。提取箱体在工作载荷作用下的应力与变形,与焊缝热分析模型进行数据交互,分析不同气孔位置下焊缝模型的应力分布变化趋势。研究表明,当气孔直径大于焊缝厚度的12.5%时,直径越大造成的应力集中越明显;工作载荷作用下,应力集中系数随气孔位置不同而变化,且有蔓延趋势。 展开更多

关键词 气孔 生死单元技术 变压器油箱 应力集中

原文传递

基于ANSYS的L型焊接件温度场分析

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作者 张树丽 郭忠 +1 位作者 柳丹 李月琳 《汽车实用技术》 2018年第14期120-122,共3页

焊接过程中热源的局部集中、快速移动容易产生不均匀的温度场,导致局部区域产生比较大的焊接应力和变形。文章基于ANSYS有限元软件,采用生死单元法着重研究焊接温度场的变化,分析焊接试件的温度分布情况,为进一步讨论焊接应力场奠定基础。

关键词 焊接温度场 ANSYS 生死单元

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考虑混凝土收缩徐变的超高层复杂结构施工全过程模拟 被引量：6

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作者 王忠良 刘德辉 +2 位作者 郭智华 杨亚增 郑书仁 《建筑结构》 北大核心 2023年第11期137-142,共6页

为考虑施工过程中混凝土收缩徐变对超高层结构竖向变形的影响,以银川绿地中心双子塔之一的南塔为研究对象,采用有限元软件ANSYS建立南塔模型,考虑结构自重、施工荷载以及混凝土收缩徐变的作用,对南塔进行施工全过程模拟分析,利用生死单... 为考虑施工过程中混凝土收缩徐变对超高层结构竖向变形的影响,以银川绿地中心双子塔之一的南塔为研究对象,采用有限元软件ANSYS建立南塔模型,考虑结构自重、施工荷载以及混凝土收缩徐变的作用,对南塔进行施工全过程模拟分析,利用生死单元技术模拟施工过程中荷载随结构高度的变化以及从下至上整个的施工过程,分别对外框筒、核心筒的竖向变形和竖向变形差进行了研究,并根据竖向变形进行了外框筒预调值及核心筒补偿值的计算。结果表明:外框筒、核心筒的竖向变形随高度的增加先增大后减小,二者竖向变形差满足施工要求;外框筒预调值及核心筒补偿值随结构高度变化呈现“两头小,中间大”的变化规律。研究成果可作为银川绿地中心双子塔安全施工控制方面的一项重要评估指标,对同类工程具有一定参考价值。 展开更多

关键词 银川绿地中心 超高层结构 施工全过程分析 收缩徐变 生死单元 竖向变形 预调值

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济南天桥全民健身中心折面网架施工过程分析 被引量：1

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作者 袁昌鲁 杨宁 +1 位作者 边广生 李嘉锴 《建筑技术》 2023年第4期428-433,共6页

济南市天桥区全民健身中心为复杂折面网架,采用与传统同步顶升不同的“后扶正”整体顶升法进行施工,其重难点在于顶升架上升的不同步性,因此为验证其可行性利用midas/Gen软件对网架二的拼装及扶正过程进行模拟,并与实测值进行对比。研... 济南市天桥区全民健身中心为复杂折面网架,采用与传统同步顶升不同的“后扶正”整体顶升法进行施工,其重难点在于顶升架上升的不同步性,因此为验证其可行性利用midas/Gen软件对网架二的拼装及扶正过程进行模拟,并与实测值进行对比。研究表明,生死单元法能较为准确地模拟复杂折面网架的拼装过程,在模拟扶正过程时,考虑顶升架水平刚度可以很好地改善网架内力且更符合实际情况,证明可以通过调整顶升架水平刚度来实现网架扶正,确保了施工安全,并为以后类似结构施工提供经验。 展开更多

关键词 网架 施工分析 生死单元法 不同步顶升 顶升架水平刚度

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