环形件毛坯尺寸优化的用户界面开发

介绍了一种将上限单元技术 (UBET)与可视化编程语言 Delphi相结合的新方法 .并基于此 ,开发出了关于环形件模锻毛坯尺寸优化系统的可视化界面 .     

基于六节点三角形单元和线性规划模型的上限有限元研究

目前三节点三角形单元常用于极限分析上限有限元,该低阶单元在模拟岩土体失稳破坏时形成的剪切带和塑性区时精度较低。为此,在已有研究成果的基础上,将二阶的六节点三角形单元引入上限有限元,且在单元公共边设置速度间断线并建立线性规划模型,进一步将该单元的应用扩展到服从莫尔–库仑屈服准则的土体。通过对上限有限元进行理论推导并编制程序,利用典型算例研究屈服准则线性化和速度间断线辅助变量线性化对计算结果的影响,并与三节点三角形单元所得结果进行对比分析。研究表明,同等单元数目条件下六节点三角形单元应用于上限有限元能提高计算精度,不过对于某些破坏区域约束不太强烈模型而言,当速度间断线作用显著发挥时,采用三节点三角形单元也可获得良好的解答。     

基于Drucker-Prager准则的高阶单元自适应上限有限元研究

引入Drucker-Prager屈服准则,建立了基于高阶单元和二阶锥规划的自适应上限有限元方法,并编制了计算程序。采用单元内部耗散能为控制指标的自适应加密策略,以一分为二的方式对能量耗散率较大的单元进行剖分加密,形成多次往复计算完成上限有限元的自适应加密过程。通过隧道稳定性及条形基础地基承载力算例,分析了系列Drucker-Prager屈服准则对极限荷载上限解的影响,揭示该屈服准则与Mohr-Coulomb屈服准则的差异所在,以及对上限解和破坏模式的影响,并进一步验证了基于高阶单元和二阶锥规划的自适应上限有限元法具有计算精度和求解效率高以及可搜索获取精细化破坏模式的特点。     

基于可行弧内点算法的上限有限单元法优化求解

上限有限单元法将寻找机动相容速度场的问题转化为一个数学规划问题,克服了人为构造机动相容速度场的困难,在复杂工程问题中具有广阔的应用前景。基于非线性规划的上限有限单元法,可避免对屈服函数的线性化处理,大大地减少了优化变量数,同时可节约大量存储空间,但由此产生的非线性规划模型十分复杂。为此,在引入一种非线性上限规划模型的基础上,探讨基于可行弧内点算法对其进行优化求解的步骤。首先,采用BFGS公式对屈服函数的Hessian矩阵进行迭代,避免了计算过程中该矩阵病态的问题;其次,通过构造可行弧,克服了当迭代点到达非线性约束边界时搜索步长过短的问题;最后,采用Wolfe非精确搜索技术进行线性搜索,提高了步长搜索效率。通过MATLAB编程进行算例分析表明,基于可行弧内点算法的非线性上限有限单元法,计算效率高、计算误差小、数值稳定性好,可以适应大部分土体稳定性分析计算。     

考虑渗流影响的盾构隧道开挖面稳定上限分析

通过考虑渗流影响的弹塑性有限元分析,获得渗流条件下的开挖面破坏模式,对比无渗流条件下开挖面的破坏模式,分析渗流对开挖面破坏模式的影响。基于极限上限分析,对无渗流条件下的破坏模式进行改进,提出了适合渗流条件下盾构隧道开挖面稳定性分析的破坏模式,建立了考虑渗流影响的极限分析上限法,获得了渗流条件下维持开挖面稳定的总极限支护压力。结合算例验证了该方法的有效性,并将其用于钱江隧道工程实例分析。研究表明：渗流会影响开挖面破坏模式,但当水位线不高于地表时,这种影响可以认为是一定的与隧道直径和土体内摩擦角等因素无关。总支护压力的很大部分被用于平衡渗流力,且总支护压力值与地下水位线近似呈线性关系。     

空中爆炸数值模拟的空气单元划分研究

为研究流固耦合算法下空气单元划分方法及尺寸对空中爆炸冲击波传播的影响,运用有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立了无限空气域的空中爆炸数值模型,通过不同单元划分模型及不同单元网格尺寸模型的结果和经典经验公式进行对比分析,得到适用的空气单元划分方法和尺寸,其结论可为相关研究提供依据.     

基于离散单元法的混凝土细观力学模型研究进展

介绍了离散单元法用于混凝土细观结构数值模拟的优越性及其基本原理;总结了目前基于离散单元法的刚体-弹簧元模型、扩展的离散单元法、颗粒-界面元模型、梁-颗粒模型等常用模型的原理、研究现状、成果,以及各自的优缺点;对数值模型建立中应考虑的关键问题,如破坏准则、本构关系以及材料参数的确定方法等作了归纳分析.指出目前离散单元法用于混凝土数值模拟的研究主要以二维模型、简单受力状态、定性分析为主,而在复杂受力状态、定量分析、随机性分析以及相应实用软件的开发等方面仍有待进一步研究.     

有限单元法库区渗流场数值模拟及敏感性分析

采用FORTRAN程序,编写了调用针对东部某抽水电站上库区渗流场数值模拟的计算程序,研究了库区渗流场的计算方法,并论证了该计算方法的正确性和实用性,分析结果证明该计算方法适应性强、精度高、应用方便、实用性好。     

地下工程渗流断层数值模拟的隐式复合材料单元法研究

结合地下工程渗流场三维有限元分析复杂性的实际,对断层的处理进行积极探讨。在拟连续介质模型的基础上,充分利用有限元法的特点,首次提出用隐式复合材料单元法对主要断层进行模拟。算例验证了该法的正确性和实用性。     

城市微气候优化策略数值模拟技术研究

近些年来国内外基于气候环境和节能方面的研究己经开始从房间和建筑尺度向城市街区尺度和城市地域尺度扩展。从以被动式和低能耗为目标的可持续建筑与城市设计方面最为有名的历届PLEA国际会议可以明显看出这种变化的趋向。通过天津于家堡项目关于城市微气候优化策略的分析,研究城市微气候对于环境保护的意义。     

交叠隧道相互影响性研究

随着隧道邻近建筑物施工的增多,如何确保邻近建筑物与隧道结构物交叉段的安全成为施工中的难题。采用三维有限元方法,对具有横洞隧道下穿既有隧道进行模拟和分析。研究表明,当新建隧道下穿既有隧道时,二者相互“吸引”,既有隧道沉降沿自身轴线呈“拱形”曲线分布,且受力增大,远离交叉段影响逐渐减小;横洞开挖对主洞的影响表现为交接处拱顶、拱腰受力增加,下沉量增加,周边收敛减少,出现应力集中现象。研究成果对具有横洞的交叉隧道的安全施工有一定的指导意义。     

巷道支护优化及数值模拟研究

针对深度开采、原岩应力高、地质构造复杂、巷道变形大的特点，分析了巷道围岩变形规律和破坏原因，确定了提高围岩自稳能力、加强控制关键部位的优化原则，并运用数值分析方法（FLAC）模拟了巷道变形及稳定性，提出了优化支护设计方案，采用优化后的支护设计在现场取得了良好的应用效果。     

裸洞隧道病害整治防护技术研究

通过对裸洞隧道病害形成的应力场分析,研究病害产生的原因,根据裸洞隧道病害的不同形式、病害表现和发展状态将整治防护措施分为五个等级,并给出了相应的示例.通过数值模拟分析并结合实际工程实例,提出了裸洞隧道病害处治最为常用的三种方法,结果显示,通过注浆改善围岩条件是最为有效的方法.现场实测结果与计算吻合较好,显示了裸洞隧道病害整治防护措施的有效性和合理性.     

转换梁在上部墙体偏心时受力数值模拟分析

转换层设计是目前结构设计中关注的一个焦点。本文首先对梁式转换层特点和主要结构形式进行了介绍．然后运用ANSYS软件对几种墙体偏心作用下的转换渠的受力性能进行了教值模拟研究,通过研究得出转换梁上墙体的偏心对梁的受力性能影响非常大．尤其是时剪应力的影响,可以迭到不偏心时的数倍,为下一步设计与施工提出一些建议。     

某高层建筑空调室外机的气流模拟及优化

运用CFD数值模拟方法和Airpak计算软件对建筑空调室外机进行气流模拟,根据其速度场、温度场、压力场的模拟结果,发现不同的出风方式以及风口形状对气流有较大影响。另外,通过对有室外风影响的情况的模拟,结果表明室外风速对气流有一定的影响,但是影响并不十分显著。经过对原方案的改进,满足了室外机的工作条件,基本达到了所需的要求。     

公路隧道送排风短道流场数值分析及优化研究

在竖井送排式通风时,排风口和送风口之间可能产生短道流动,这种短道流动会阻碍隧道内的空气交换.文章利用有限元方法对送排风短道流场进行三维数值分析,研究表明:采用竖井送排式纵向通风时,短道内风流回流区总是存在的;回流区的范围L随短道长度的增加而显著减小;考虑到降低通风能耗和满足空气质量两方面的因素,短道的长度一般适宜取65m～80m.     

港口边坡挡土墙支护功效与优化数值模拟研究

挡土墙是一种重要的支挡结构,被广泛的应用在边坡的加固工程当中.通过对三峡库区奉节某港口边坡工程地质条件的分析,采用FLAC3D计算软件对其进行了数值模拟,分析了边坡的位移变化规律和挡土墙内力变化规律,并通过改变挡土墙2的尺寸,分析边坡的稳定性以及挡土墙内力变化情况,从而对挡土墙支护功效进行了系统的研究,得出了有建设性的...     

大截面风管安装结构优化及变形控制研究

针对超过规程限值的大截面风管在设计和施工中遇到的问题仍没有完善的解决方法,笔者以实际工程为依托,主要探讨了大截面风管的吊点布置和内支撑方案选择问题,并对内支撑和吊杆的稳定性进行了验算,最后通过通用有限元软件ANSYS对风管变形和应力分布进行了数值模拟,验算结果与实际的测量结果很贴近.     

四川传统甜橙窖的热功能改善研究

本文对四川甜橙传统地窖的热过程进行了系统的数值模拟,论证了它热功能羞的原因。提出了它的改进方法,并模拟其效果,为改进地窖甜橙贮藏条件提供了理论依据和优化方案。