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土与结构界面细观研究进展及可视化剪切试验初探 被引量:2
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作者 李晓玲 刘俊伟 +1 位作者 于秀霞 王明明 《青岛理工大学学报》 CAS 2017年第4期16-22,共7页
对土与结构界面细观试验研究现状进行归纳总结,并利用新研制的大型可视化界面剪切仪,进行干砂-钢板接触面的直剪试验,试验过程中结合数字图像相关测量技术(DIC)从细观角度测量紧邻接触面及其上部砂土颗粒的剪应变和位移变化.由试验可知... 对土与结构界面细观试验研究现状进行归纳总结,并利用新研制的大型可视化界面剪切仪,进行干砂-钢板接触面的直剪试验,试验过程中结合数字图像相关测量技术(DIC)从细观角度测量紧邻接触面及其上部砂土颗粒的剪应变和位移变化.由试验可知:剪切过程中砂颗粒在结构面的带动下产生平移、挤压、错动和转动,剪切带最终稳定厚度约为(2~5)D_(50);颗粒的细观运动影响颗粒接触,也是宏观剪胀的因素之一. 展开更多
关键词 细观试验 数字图像 接触面 可视化剪切仪
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基于自由变形技术的二维机织物细观模型 被引量:1
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作者 高梓越 陈利 赵世波 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期567-576,共10页
为了避免理想化织物模型横截面恒定、纱线间相互渗透的问题,生成具有真实感的二维机织物三维细观模型,提出一种基于自由变形技术的几何变形方法。首先通过理想化的纱线中心线轨迹、横截面建立织物初始几何模型,然后应用自由变形技术对... 为了避免理想化织物模型横截面恒定、纱线间相互渗透的问题,生成具有真实感的二维机织物三维细观模型,提出一种基于自由变形技术的几何变形方法。首先通过理想化的纱线中心线轨迹、横截面建立织物初始几何模型,然后应用自由变形技术对纱线进行变形。在变形过程中,所有纱线横截面在空间位置和参数的约束下进行自由变形,所有横截面变形后的控制网格组成纱线的控制网格,以驱动纱线的整体变形,最终生成具有真实感的织物细观模型。变形过程中纱线间的接触应用基于射线的碰撞检测技术处理。该方法可以扩展并应用于其他织物结构,且可以输出到其他软件中进行模拟计算。 展开更多
关键词 二维机织物 自由变形 细观模型 纱线建模 接触检测
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基于数值试验的风沙区散体道床内尺度比研究 被引量:1
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作者 张智海 肖宏 令行 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期3554-3565,共12页
为研究沙粒粒径对道床宏细观力学特性的影响,引入量纲一参数内尺度比表征道床内部颗粒的粒径,设计8种不同沙粒粒径的风沙区铁路钢轨-轨枕-道床的一体化数值试验,借助Logistic相关性分析模型建立内尺度比与道床力学特性之间的联系;开展... 为研究沙粒粒径对道床宏细观力学特性的影响,引入量纲一参数内尺度比表征道床内部颗粒的粒径,设计8种不同沙粒粒径的风沙区铁路钢轨-轨枕-道床的一体化数值试验,借助Logistic相关性分析模型建立内尺度比与道床力学特性之间的联系;开展现场轮轨力及位移试验,标定离散元模型的微观参数,验证模型的正确性。在此基础上,系统分析沙粒粒径对离散元模型计算效率、道床内部细观接触特性及轨道结构宏观动位移的影响。研究结果表明:当道床中颗粒内尺度比大于57.52时,计算时间急剧增加,计算效率低;随着内尺度比不断增大,道床内部颗粒法向接触力和切向接触力的强力键分布面积逐渐减小,且沙粒粒径对法向接触力的影响更明显;随着沙粒粒径减小,颗粒水平位移概率密度峰值逐渐减小,垂向位移概率密度峰值向正位移方向移动;道砟颗粒平均配位数与内尺度比呈正相关,随着内尺度比增大,道砟颗粒的平均配位数逐渐增大,但配位数曲线斜率逐渐减小;轨枕平均动位移与内尺度比呈负相关,随着内尺度比增大,轨枕平均动位移过渡到收敛区,沙粒粒径影响减弱,根据Logistic模型预测结果可知真实沙粒作用下轨枕动位移平均值不超过0.302 mm。综合研究表明,风沙道床存在内尺度比,多尺度效应显著,需在风沙铁路道床建模过程中重点关注。 展开更多
关键词 风沙铁路 内尺度比 离散单元法 细观接触 位移场
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基于颗粒流程序的ATB-30下面层细观响应 被引量:1
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作者 吴平 《江苏大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期730-734,共5页
采用颗粒流程序建立了ATB-30下面层细观模型,模拟了施工时车辆荷载作用下ATB-30下面层的受力特性,追踪了标准轴载作用下ATB-30颗粒间接触力的演化及不同位置处颗粒的位移,比较了ATB-30与AC-20颗粒间接触力细观响应的差异.结果表明:颗粒... 采用颗粒流程序建立了ATB-30下面层细观模型,模拟了施工时车辆荷载作用下ATB-30下面层的受力特性,追踪了标准轴载作用下ATB-30颗粒间接触力的演化及不同位置处颗粒的位移,比较了ATB-30与AC-20颗粒间接触力细观响应的差异.结果表明:颗粒间接触力的大小、延伸方向各异,较大的接触力出现在大颗粒间,施加荷载前颗粒间最大接触力为7.051×104N;荷载作用后最大接触力为1.393×105N,与未施加荷载相比增加约1.98倍,在轮胎下方接触力分布较密集,接触力较大;沿竖直方向颗粒位移逐渐减小,且轮隙处颗粒位移小于轮胎正下方颗粒,左右轮下方颗粒产生的位移最大差异出现在深度为0.04 cm处,两者相差0.28 mm. 展开更多
关键词 ATB-30沥青混合料 颗粒流程序 细观响应 颗粒位移 接触力
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非均质混凝土破坏过程的细观数值试验 被引量:19
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作者 刘庭金 朱合华 莫海鸿 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第22期4120-4133,共14页
结合细观单元的弹塑性各向异性损伤本构模型,建立了研究非均质混凝土破坏过程及其非线性力学行为的细观数值试验模型。该模型基于混凝土材料细观层次的结构特征,采用Weibull随机分布函数引入材料的非均匀性;同时,为反映加载边界条件如... 结合细观单元的弹塑性各向异性损伤本构模型,建立了研究非均质混凝土破坏过程及其非线性力学行为的细观数值试验模型。该模型基于混凝土材料细观层次的结构特征,采用Weibull随机分布函数引入材料的非均匀性;同时,为反映加载边界条件如端部约束等的影响,采用Bathe提出的接触问题约束函数法处理不同物体之间的相互作用。运用该模型,对压缩和拉伸加载方式下混凝土的渐进性破坏过程进行了系统性的数值试验,其结果与他人的研究结果基本一致,从而验证了该模型的合理性。该模型为从细观层次研究复杂加载方式下混凝土的渐进破坏过程,进一步揭示混凝土的破坏机理及其非线性力学行为本质提供了一种新的数值试验手段。 展开更多
关键词 建筑材料 混凝土 非均匀性 渐进破坏过程 细观数值试验 弹塑性 各向异性损伤 接触问题
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钢纤维高强混凝土板抗爆细观数值模拟及实验研究 被引量:5
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作者 蔡路军 刘令 +2 位作者 陈少杰 吴立过 许凯 《爆破》 CSCD 北大核心 2020年第4期145-154,共10页
基于纤维随机分布特征,对钢纤维交叉判重做出改进,设计出一种不交叉重叠的随机投放方法,借助MATLAB和ANSYS/LS-DYNA联合建立包含钢纤维、钢筋和混凝土的三维细观数值模型,通过纤维体积含量为0.6%、1.2%和1.8%SFRC板接触爆炸实验验证了... 基于纤维随机分布特征,对钢纤维交叉判重做出改进,设计出一种不交叉重叠的随机投放方法,借助MATLAB和ANSYS/LS-DYNA联合建立包含钢纤维、钢筋和混凝土的三维细观数值模型,通过纤维体积含量为0.6%、1.2%和1.8%SFRC板接触爆炸实验验证了细观有限元模型的正确性和有效性,从实验和数值模拟两方面对钢纤维高强混凝土板抗爆进行了研究。进一步分析长径比和板厚变化对结构抗爆性能的影响,结果表明:所建立的钢纤维高强混凝土细观数值模型较好地反映结构在承受爆炸超动态荷载作用时的损伤破坏行为,随着纤维体积含量的增加,SFRC板局部抗震塌效应显著增强,且纤维体积含量和爆炸形式相同条件下,结构整体抗爆性能随着长径比和板厚度的增加而增大,损伤程度逐渐减小,各工况迎爆面漏斗坑体积变化微小,但背部剥落坑体积减小较明显,研究表明纤维体积含量为1.8%、长径比为60、板厚为11cm时,结构抗爆性能较优。 展开更多
关键词 钢纤维高强混凝土板 细观数值模型 接触爆炸 纤维体积含量 长径比
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介观双粗糙弹塑性流体动力润滑界面法向接触刚度模型 被引量:3
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作者 高志强 王双琦 +3 位作者 席云鹏 傅卫平 王雯 彭丽霞 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期657-668,共12页
弹性流体动力润滑状态通常出现在机械高副零部件的点/线接触部位,如齿轮、轴承和蜗轮蜗杆等.宏观上点/线接触在介观层面表现为两粗糙表面的接触,在微观层面上则又表现为微凸体间的接触.由于在中/重载荷作用下,粗糙表面上的微凸体发生接... 弹性流体动力润滑状态通常出现在机械高副零部件的点/线接触部位,如齿轮、轴承和蜗轮蜗杆等.宏观上点/线接触在介观层面表现为两粗糙表面的接触,在微观层面上则又表现为微凸体间的接触.由于在中/重载荷作用下,粗糙表面上的微凸体发生接触后会产生弹塑性/塑性变形,从而使得两粗糙表面的弹流润滑接触转变为弹塑性流体动力润滑接触.此外,界面的接触刚度决定了机械装备的整机刚度.为了精确获得弹性流体动力润滑状态下界面法向接触刚度及其主要影响因素,基于界面的法向接触刚度由固体接触刚度和润滑油膜刚度两部分构成的思想,根据固体弹塑性理论和流体动力学理论,分别对界面间微凸体侧接触及部分膜流体动力润滑进行分析,从微观入手揭示双粗糙表面弹塑性流体动力润滑接触机理,进而建立考虑微凸体侧接触弹塑性变形的流体动力润滑界面法向接触刚度模型.通过仿真分析,揭示了法向载荷、卷吸速度、表面粗糙度及润滑介质特性等因素对润滑界面法向接触刚度的影响规律.研究表明:在相同速度、粗糙度及润滑油黏度的工况下,固体接触刚度和油膜接触刚度均随着法向接触载荷的增加呈非线性增大;在相同载荷、速度及润滑油黏度的工况下,接触表面粗糙度越大,表面形貌对于润滑状态的影响较强,固体接触刚度占界面总刚度的主要部分,界面主要由固体承载;在相同载荷、粗糙度及润滑油黏度工况下,随着卷吸速度的增大,固体接触刚度逐渐减小,油膜刚度占界面总刚度的主要部分;在相同载荷、粗糙度及速度工况下,随着润滑油黏度的增大,油膜刚度基本保持不变,固体接触刚度基本不受润滑油黏度的影响.通过理论建模准确获得单位面积弹塑性流体动力润滑结合面法向接触刚度,对改善机械装备动态性能、提高机械装备的可靠性具有重要 展开更多
关键词 介观层面 双粗糙表面 侧接触微凸体 弹塑性流体动力润滑 法向接触刚度
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水平渗流作用下无黏性土接触冲刷细颗粒起动机理分析 被引量:3
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作者 张力 梁发云 王琛 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期143-150,共8页
为了在细观层面上研究水平渗流作用下无黏性土接触冲刷的临界水力条件,构建了粗-细粒土层接触面上细粒土的两种冲刷起动模型。根据细粒土滑动和滚动两种失稳模式进行受力分析,并采用层流假设对流动切应力进行分析。提出了上部为粗粒土... 为了在细观层面上研究水平渗流作用下无黏性土接触冲刷的临界水力条件,构建了粗-细粒土层接触面上细粒土的两种冲刷起动模型。根据细粒土滑动和滚动两种失稳模式进行受力分析,并采用层流假设对流动切应力进行分析。提出了上部为粗粒土、下部为细粒土的无黏性土接触冲刷水平临界水力梯度的理论计算公式,依据试验中接触面可动细粒土起动位置的特征对公式进行了简化,并通过试验数据将本文公式与已有经验公式进行了对比,验证了其适用性。研究结果表明:水平临界水力梯度受粗-细粒土的粒径比和可动细粒土粒径的影响较大,受粗粒土孔隙率影响较小。该值与粒径比和粗粒土孔隙率成负相关,与可动细粒土粒径成正相关。当粗-细粒土粒径比不大于10时,接触冲刷不发生;当粒径比大于10且小于50时,临界水力梯度取决于粒径比和可动细粒土粒径的影响;当粒径比大于50时,临界水力梯度受可动细粒土粒径的影响较大。该文提出的公式中,可动细粒土的粒径值d_(i)由接触面上细粒土粒径分布特征决定,在计算时建议其取值不大于细粒土特征粒径d_(50);当细粒土粒径分布特征未知时,可取细粒土的特征粒径d_(15)。 展开更多
关键词 岩土工程 内部侵蚀 堤坝工程 细观力学分析 接触冲刷 临界水力梯度
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