基于AutoCAD有限元数值结果图形显示软件开发

为了开发小型专用数据图形显示软件,使之能够为专用有限元程序的变量提供后处理工具,并与大型通用软件建立连接界面,设计了一种使用FORTRAN语言开发的、基于AutoCAD平台的有限元数值结果后处理的图形显示软件FEMCAD.该软件能够将有限元网格及数值分析结果的特点与AutoCAD所提供的图元结合起来,按照AutoCAD图形交换文件的格式把有限元数值计算结果写到AutoCAD的DXF文件中,进而实现了在AutoCAD界面下将小型专用有限元数值结果的可视化.     

岩土工程弹塑性物性辨识问题数值求解格式

本文提出了求解复杂结构弹塑性物性辨识问题的正则化最小二乘迭代反演算法。给出了差分近似导数的灵敏度计算格式。为克服不适定性带来的困难，并保证解的稳定性和合理性，提出了相应的数值处理方法。     

混凝土弹塑性损伤本构理论的研究

所讨论的模型和方法都是以连续介质力学和不可逆热力学为基础的，提出了新的混凝土弹塑性损伤本构模型.在该模型中采用了三个内变量，即塑性应变、各向同性损伤标量D以及应变梯，其中应变梯度反应了损伤的非局部性质，因此本模型是梯度依赖的非局部损伤模型.这个新的本构关系模型严格满足热力学的基本方程，在理论上是严密的.     

露天矿边坡及地表变形综合整治总体设计有限元计算

本文采用弹脆塑性有限元分析计算预测抚顺西露天矿边坡工程中的边坡岩体变形并模拟其治理措施。采用参数辨识的手段,结合弹脆塑性有限元分析程序,对边坡岩体的材料性能参数进行位移反分析,较准确地得到实际边坡结构的等效材料参数值。对１９８７年９月至１９９０年末期间开采过程的数值模拟再现了由于露天开采引起边坡与地表变形急剧增加的过程,对产生的原因给出了具有说服力的分析与论证。在此基础上,对边坡与地表在进一步的开采影响下可能产生的变形作了预测计算,并模拟了边坡整治措施对地表变形的影响。     

边界条件对混凝土四点剪切 散斑试验结果影响的研究

 用CCD摄像机对单边预制缺口和双边预制缺口混凝土梁分别在滑动支座和铰支座2种边界条件下,在四点剪切加载方式下的破坏过程进行全过程记录。从采集到的连续散斑图中可以清楚地看到混凝土试件不同的裂纹扩展过程和最终破坏形态。用数字散斑相关方法(DSCM)处理采集后的散斑图,得到混凝土梁表面在破坏过程中的水平方向位移场、竖直方向位移场、水平方向应变场、竖直方向应变场及剪应变场。从采集到的散斑图中,间隔一定时间挑选若干张图片与变形前的散斑图片进行运算处理,得到若干个位移场、应变场,将这些位移场和应变场按照时间顺序排列,得到试件在破坏过程中各场的演化过程。将各个场在试件开始破裂处的值进行对比,发现水平方向和竖直方向的位移值大小相近,应变值也处于同一数量级。结果表明预制缺口的附近并不是一个剪应力占主要地位的区域。试验表明,即使使用了滑动支座,支座处的摩擦力也没有被减小到一定的程度。因此,要使混凝土的四点剪切试验更接近于理想状态,一定要对支座处进行仔细处理。     

基于ABAQUS平台的塑性损伤子程序开发及其稳定性研究

该文基于能量等效假设提出了一种塑性损伤模型,并通过ABAQUS软件有限元平台进行二次开发,将这种塑性损伤模型嵌套在ABAQUS中对混凝土类材料的损伤行为进行数值模拟。由于材料的损伤行为容易导致有限元计算的不收敛,为解决这一难题,该文基于有限元求解过程列出了模型的理论推导过程,并给出一致性切线刚度矩阵,使计算中可以随时更新雅可比矩阵,保证计算的收敛性与收敛速度。该文对于单轴拉伸、单轴压缩情况的有限元模型进行了计算,并将利用用户子程序计算得到的结果与ABAQUS自带的损伤模型计算得到的结果进行比较。结果表明:该文提出的本构模型在模拟混凝土材料与结构在拉伸和压缩状态下的塑性损伤行为方面更有优势。     

预防套管变形的许用压裂注入压力计算方法

注入压力是页岩气储层改造设计中的关键参数之一,较高的注入压力有利于打开地层、顺利注入压裂液和支撑剂、尽快取得较大的储层改造体积,但如果注入压力过大则套管变形的风险也会明显增加。为此,以一个工程项目为实例,提出了在保障套管完整性前提下的注入压力安全窗口上限即最大安全注入压力值的数值计算格式,并以四川盆地威远区块某页岩气井为例进行了验证计算。研究内容包括:(1)建立区块尺度的初始精细地应力场的三维有限元模型;(2)建立引入地层刚度非对称特性的初级子模型,以此来模拟裂缝分布的非对称属性;(3)建立包含套管、水泥环和地层材料属性的二级子模型;(4)利用子模型计算不同的注入载荷压裂引起的套管变形,判断得到满足套管变形安全要求的最大许用压裂注入压力。实例井的计算结果表明,当注入压力为80 MPa时,固井质量差、裂缝分布不对称的时候,得到的套管上最大位移点的水平位移值、垂直位移值明显小于90 MPa时的变形量,依据P110套管钢材的屈服极限判断此时的套管变形为弹性应变,该注入压力是安全的。结论认为,采用该计算方法得到的结果与工程实际吻合度高,具有合理的精度和准确性。     

Numerical scheme for elastoplastic parameter identification and finite element analysis of wall-slope of the Fushun West Open Pit Mine

The elasto brittle plastic finite element analysis has been taken on the prediction for the deformation of the northwall of an open pit of Fushun, China. Numerical simulation has been made on the reinforcement measures of the slope structure. Using parameter identification techniques and connecting with elasto bdttle plastic finite element program, the displacement back analysis has been made on the matedal parameters of the rockslope. The equivalent parameter values of the real slope structure have been obtained. The process of the rapid increment of the slope‘s deformation caused by open mining dudng 1987 ~ 1990 has been reappeared through the numerical simulation.     

STUDIES ON THE LAW OF ROOF-COAL MOVEMENT BY USING THE ROOF-COAL CAVING METHOD

In this paper, the law of roof-coal movement has been investigated through the fieldmeasurement, theoretical analysis and numerical calculation. Several results, which are of im-portant values for caving process, design of the supports, controlling end-face stability, raisingrecovery rate, realizing working face high output and other related aspects in practice, havebeen obtained. These results mainly include the following: roof-coal breaking curve of soft-coalseam, roof-coal movement curve of soft-coal and medium-hard coal seam, and roof-coal move-ment equation. The roof-coal caveability has been analyzed.     

岩土工程弹塑性物性辨识问题数值求解格式

本文提出了求解复杂结构弹塑性物性辨识问题的正则化最小二乘迭代反演算法。给出了差分近似导数的灵敏度计算格式。为克服不适定性带来的困难，并保证解的稳定性和合理性，提出了相应的数值处理方法。