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非饱和土化学-塑性耦合本构行为的数值模拟

岩土力学 2009年第7期30卷 2133-2140页

作者：周雷张洪武大连理工大学工程力学系大连116024 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116024

基于Hueckel提出的饱和黏土化学-塑性本构模型和Gallipoli提出的非饱和土弹塑性本构模型,提出了一个新的非饱和多孔介质的化学-塑性本构模型,并建立了该模型的隐式积分算法,算法中考虑了化学软化和非饱和吸力的影响。在已有的非饱和多... 详细信息

基于Hueckel提出的饱和黏土化学-塑性本构模型和Gallipoli提出的非饱和土弹塑性本构模型,提出了一个新的非饱和多孔介质的化学-塑性本构模型,并建立了该模型的隐式积分算法,算法中考虑了化学软化和非饱和吸力的影响。在已有的非饱和多孔介质有限元分析程序平台上进行了程序研发,对孔隙水中化学污染物浓度变化对非饱和土力学行为的影响进行数值模拟,使所研制的程序能够进行岩土工程问题的化学-力学耦合非线性分析。

关键词：化学塑性隐式积分算法化学软化非饱和土

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空间柔性网—膜结构分析的数学规划算法

航空学报 2003年第4期24卷 323-327页

作者：张洪武汪敏郭旭大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024

提出了以参数变分原理为基础的数学规划算法 ,以计算分析太空用品中网 -膜结构起皱现象。针对网状柔性结构分析 ,算法的原理是将结构化成多个具有一定非线性本构关系的杆单元 ,并在此基础上进行杆系结构非线性分析的规划算法构造 ,可以... 详细信息

提出了以参数变分原理为基础的数学规划算法 ,以计算分析太空用品中网 -膜结构起皱现象。针对网状柔性结构分析 ,算法的原理是将结构化成多个具有一定非线性本构关系的杆单元 ,并在此基础上进行杆系结构非线性分析的规划算法构造 ,可以较好地模拟网状柔性结构的起皱性质。而对于一般的膜结构 ,则构造了用于直接分析的膜单元相对应的本构模型 ,并在此基础上构造问题的求解算法。不同于常规的数值计算方法 ,提出的算法不依赖于应力的迭代过程。参数变分原理和数学规划算法的应用 ,使本算法可以很有效地分析预测网 -膜起皱的区域、模式和应力分布 ,从而为解决网 -膜结构起皱问题提供依据。

关键词：柔性结构规划算法有限元法

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任意多面体边界一致四面体网格生成方法

计算力学学报 2012年第2期29卷 200-204页

作者：刘岩关振群张洪武大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室大连116024

提出一种能够满足多面体边界几何与拓扑约束的边界一致恢复算法,解决了任意多面体的边界一致四面体网格生成问题。在恢复多面体的几何约束时,边界上可能会引入Steiner点,这样就不满足拓扑约束。对此,本文采用动态规划方法将Steiner点从... 详细信息

提出一种能够满足多面体边界几何与拓扑约束的边界一致恢复算法,解决了任意多面体的边界一致四面体网格生成问题。在恢复多面体的几何约束时,边界上可能会引入Steiner点,这样就不满足拓扑约束。对此,本文采用动态规划方法将Steiner点从边界上消除,修复与其相关四面体单元的拓扑关系,以保持原多面体边界的拓扑完整性,并采用扩展的Laplacian光顺算法优化劣质单元。在理论上,本文算法能够保证完整地恢复任意多面体的边界。算例表明,本文提出的边界一致恢复算法鲁棒性高,可应用于复杂多面体模型。

关键词：网格生成 Delaunay三角剖分四面体边界一致恢复

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考虑辐射效应的多孔材料传热有限元算法

航空动力学报 2005年第1期20卷 98-103页

作者：张洪武付振东大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024

应用有限元法求解一维半透明多孔介质辐射对流传热问题。通过对辐射传递方程与边界条件中积分项的离散 ,推导出有限元求解列式。对于多孔介质传热控制方程和气体传热控制方程的求解 ,采用时间积分技术对两相温度统一进行求解。而对于边... 详细信息

应用有限元法求解一维半透明多孔介质辐射对流传热问题。通过对辐射传递方程与边界条件中积分项的离散 ,推导出有限元求解列式。对于多孔介质传热控制方程和气体传热控制方程的求解 ,采用时间积分技术对两相温度统一进行求解。而对于边界方程处理 ,则通过传热方程与边界方程的循环求解 ,求出任意时刻温度场的瞬态解。给出数值算例 ,得出了放置在通风口、同时受到伴随辐射作用的半透明多孔介质传热的瞬态解。

关键词：航空、航天推进系统半透明多孔介质对流热传递辐射热传递

基于物质点方法饱和多孔介质动力学模拟(Ⅲ)--两相物质点方法

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岩土工程学报 2010年第4期32卷 507-513页

作者：张洪武王鲲鹏大连理工大学工程力学系、运载工程与力学学部工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024 北京宇航系统工程研究所北京100076

在传统物质点方法的基础上发展了用于饱和多孔介质动力学分析的两相物质点方法(two-phase material point method,tMPM)。由于饱和多孔介质由固体骨架与孔隙流体组成,两相物质点方法通过引入两套物质点,分别表征固体骨架变形与孔隙流体... 详细信息

在传统物质点方法的基础上发展了用于饱和多孔介质动力学分析的两相物质点方法(two-phase material point method,tMPM)。由于饱和多孔介质由固体骨架与孔隙流体组成,两相物质点方法通过引入两套物质点,分别表征固体骨架变形与孔隙流体流动。应用饱和多孔介质u-U形式控制方程,推导了两相物质点方法控制方程离散形式,以固相与液相位移作为基本未知量。采用同传统物质点方法相同的时间积分形式,两相物质点方法成功模拟了饱和多孔介质中固体骨架与孔隙流体间的相互作用;并且通过数值算例中两相物质点方法解与有限元参考解的比较验证了两相物质点方法的正确性。

关键词：物质点方法饱和多孔介质动力学分析

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弹塑性复合材料多尺度计算的模型与算法研究

复合材料学报 2003年第1期20卷 60-66页

作者：张洪武王鲲鹏大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室大连116024

　对材料非线性多级分析的计算模型与算法进行研究,重点是单胞分析算法构造问题。采用近似技术建立非线性分析的本征应变矩阵,使方法具有简单与实现方便的特点,在此基础上构造了针对弹塑性材料均匀化分析的一致性算法,以两种材料组成的... 详细信息

　对材料非线性多级分析的计算模型与算法进行研究,重点是单胞分析算法构造问题。采用近似技术建立非线性分析的本征应变矩阵,使方法具有简单与实现方便的特点,在此基础上构造了针对弹塑性材料均匀化分析的一致性算法,以两种材料组成的复合材料为例进行了例题计算,验证了文中方法的有效性。并讨论了进一步值得研究的问题。

关键词：弹塑性复合材料非线性多级分析近似技术均匀化分析力学分析

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冠脉支架纵向柔顺性数值模拟

计算力学学报 2011年第3期28卷 309-314页

作者：李宁张洪武大连理工大学运载工程与力学学部工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室大连116024

柔顺性是冠脉支架重要的力学性能之一。本文针对一种具有非对称结构的冠脉支架,利用有限元方法深入研究与弯曲方向有关的支架柔顺性,在柔顺性数值模拟中使该支架获得较大的弯曲曲率并且考虑了接触因素。在一个周期结构内的多个弯曲方向... 详细信息

柔顺性是冠脉支架重要的力学性能之一。本文针对一种具有非对称结构的冠脉支架,利用有限元方法深入研究与弯曲方向有关的支架柔顺性,在柔顺性数值模拟中使该支架获得较大的弯曲曲率并且考虑了接触因素。在一个周期结构内的多个弯曲方向上分别进行模拟,详细研究了支架抗弯刚度的各向异性。计算结果显示:在支架自接触现象发生前,支架的柔顺性表现为各向同性;自接触现象发生后,支架的柔顺性在不同弯曲方向上出现明显差异,表现出各向异性。另外,在平面内的纯弯曲;载荷作用下,支架不仅发生弯曲变形,还会产生平面外的偏转和围绕自身轴线的扭转变形。

关键词：冠脉支架柔顺性接触分析各向异性

材料的率相关与梯度耦合模型的二维内尺度律研究

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岩土力学 2007年第4期28卷 643-648页

作者：陈刚张洪武大连海事大学数学系大连116026 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024

利用率相关与梯度塑性耦合本构模型,采用简谐波的分析方法对材料的应变局部化及材料的稳定性进行了研究,得到了二阶耦合模型在二维情况下的内尺度律的变化及其与材料稳定性的关系,得到了波长变化的下界及材料稳定性的条件;在此基础上,... 详细信息

利用率相关与梯度塑性耦合本构模型,采用简谐波的分析方法对材料的应变局部化及材料的稳定性进行了研究,得到了二阶耦合模型在二维情况下的内尺度律的变化及其与材料稳定性的关系,得到了波长变化的下界及材料稳定性的条件;在此基础上,结合二阶耦合模型在一维情况下的内尺度律变化的规律,对其进行了对比研究,得到材料变形局部化带在一维与二维条件下的关系公式,这对材料变形局部化带宽的研究有积极意义。

关键词：应变局部化内尺度律率相关与梯度耦合模型

周期性材料非经典热传导时空间多尺度分析方法

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复合材料学报 2004年第6期21卷 143-148页

作者：张洪武张盛郭旭毕金英大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室工程力学系大连116024

　研究了一种空间时间多尺度的方法,来分析周期性材料中非傅立叶热传导问题。计算模型是根据空间时间尺度的高阶均匀化理论建立的,通过引入放大空间尺度和缩小时间尺度,研究了由空间非均匀性引起的非傅立叶热传导的波动效应和非局部... 详细信息

　研究了一种空间时间多尺度的方法,来分析周期性材料中非傅立叶热传导问题。计算模型是根据空间时间尺度的高阶均匀化理论建立的,通过引入放大空间尺度和缩小时间尺度,研究了由空间非均匀性引起的非傅立叶热传导的波动效应和非局部效应。合并不同阶的均匀化非傅立叶热传导方程,消去缩小时间尺度参数,得到四阶微分方程。并进一步用C0连续修正了高阶非局部热传导方程的有限元近似解,使问题的求解避免了对有限元离散的C1连续性要求。给出的数值算例讨论了各种情况下方法的正确性与有效性。

关键词：非傅立叶热传导多尺度方法均匀化方法非局部模型