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用无梯度仿生技术对叠层复合材料方板开孔形状优化

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清华大学学报（自然科学版） 2004年第12期44卷 1630-1633页

作者：刘毅金峰清华大学水利水电工程系北京100084

为了改善叠层复合材料方板孔周应力分布,采用一种无梯度仿生技术——固定网格渐进优化方法,建立了等限制Tsai-Hill准则——即使孔周的限制Tsai-Hill值更加均匀,来求解切孔形状优化问题。用各向同性材料方板在二轴拉力荷载下单孔形状优... 详细信息

为了改善叠层复合材料方板孔周应力分布,采用一种无梯度仿生技术——固定网格渐进优化方法,建立了等限制Tsai-Hill准则——即使孔周的限制Tsai-Hill值更加均匀,来求解切孔形状优化问题。用各向同性材料方板在二轴拉力荷载下单孔形状优化的例子验证了方法的正确性。研究了按照[±45°/0°/90°]对称搁置的碳纤维/环氧树脂材料准各向同性叠层复合材料方板受单拉和拉剪荷载的例子。优化后的孔形在Tsai-Hill强度值的均匀度上比正方形开孔有了显著的改善,计算结果比传统的渐进优化方法更精确和更光滑。

关键词：叠层复合材料固定网格渐进优化方法形状优化

倾向煤柱边界超前失稳对工作面出煤柱动载矿压的影响

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煤炭学报 2012年第7期37卷 1080-1087页

作者：鞠金峰许家林中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221008 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221008

针对近距离煤层工作面出上覆倾向煤柱时的动载矿压问题,采用理论分析、数值模拟以及工程验证的方法,从煤柱边界超前工作面失稳的角度阐述了其对动载矿压灾害的抑制机理,并就煤柱埋深、煤层间有无关键层以及煤柱边界有无空巷等因素对煤... 详细信息

针对近距离煤层工作面出上覆倾向煤柱时的动载矿压问题,采用理论分析、数值模拟以及工程验证的方法,从煤柱边界超前工作面失稳的角度阐述了其对动载矿压灾害的抑制机理,并就煤柱埋深、煤层间有无关键层以及煤柱边界有无空巷等因素对煤柱边界超前失稳的影响规律进行了研究。结果表明:工作面临近推出上覆倾向煤柱时,煤柱边界的超前失稳会造成上部关键块体提前发生反向回转,从而能在工作面出煤柱时削弱关键块体结构回转运动对煤层间岩层作用的能量,最终减弱动载矿压灾害发生的几率和强度。上覆倾向煤柱埋深大、煤层间无关键层以及煤柱边界存在空巷均易导致煤柱边界发生超前失稳,从而可对动载矿压灾害的发生发挥明显的抑制作用。对于煤层埋深较浅或煤层间仅存在一层关键层等动载矿压灾害易发生的开采条件,可在处于下煤层工作面出煤柱一侧边界内开掘空巷,或对此区域实施人工预爆破,促使煤柱边界在工作面临近出煤柱时发生超前失稳,从而达到防治动载矿压灾害的目的。研究结果得到了神东矿区活鸡兔井和补连塔煤矿4个工作面出煤柱开采工程实例的验证。

关键词：倾向煤柱超前失稳动载矿压关键层

基于概率接触算法的椭球离散元及料仓试验研究

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工程力学 2012年第11期29卷 109-114页

作者：辛海丽金峰清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

该文提出一种基于概率接触算法,并嵌入到球形颗粒离散元程序中,在保持原有颗粒接触检索效率的基础上,实现了非球形颗粒模拟。以椭球颗粒为例给出了算法推导过程,进行了球形西米、椭球形绿豆和长米的料仓卸料过程模拟,对颗粒体系的流态... 详细信息

该文提出一种基于概率接触算法,并嵌入到球形颗粒离散元程序中,在保持原有颗粒接触检索效率的基础上,实现了非球形颗粒模拟。以椭球颗粒为例给出了算法推导过程,进行了球形西米、椭球形绿豆和长米的料仓卸料过程模拟,对颗粒体系的流态和流量进行了研究,并开展了相应的试验加以验证。结果表明:基于概率接触算法的非球形颗粒离散元法适用于在椭球颗粒流动特性方面的研究,可以较精确的模拟卸料过程,且计算效率较高。

关键词：基于概率接触算法椭球颗粒料仓试验离散元法流动特性

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两种淀粉酶的酶学性质及应用研究

农业工程学报 2005年第z1期21卷 238-241页

作者：毕金峰中国农业科学院农产品加工研究所农业部农业核技术与农产品加工重点实验室北京100094

研究了两种耐高温α-淀粉酶和两种真菌α-淀粉酶的酶学性质,确定了最佳酶反应条件。将其应用于淀粉糖生产中,以30%的玉米淀粉为原料,用进口耐高温α-淀粉酶水解至还原糖含量为16.5%,再用日本真菌α-淀粉酶在最佳条件下反应21h,可得到含... 详细信息

研究了两种耐高温α-淀粉酶和两种真菌α-淀粉酶的酶学性质,确定了最佳酶反应条件。将其应用于淀粉糖生产中,以30%的玉米淀粉为原料,用进口耐高温α-淀粉酶水解至还原糖含量为16.5%,再用日本真菌α-淀粉酶在最佳条件下反应21h,可得到含纯麦芽糖31.1%、葡萄糖1.7%、糊精2.7%的高麦芽糖浆。

关键词：耐高温α-淀粉酶真菌α-淀粉酶生产高麦芽糖浆

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作者：丘金峰绘

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适用于支护拓扑优化的双向渐进优化方法

工程力学 2006年第8期23卷 110-115页

作者：刘毅金峰清华大学水利水电工程系北京100084

利用近年来发展的渐进结构优化方法(ESO)的概念,发展了适用于支护拓扑优化问题的双向渐进结构优化方法(BESO)。本文方法能在优化过程中控制开孔数,有效地避免了棋盘格式的出现,提出了两个解决振荡问题的技巧。将加固后的岩体看成人工支... 详细信息

利用近年来发展的渐进结构优化方法(ESO)的概念,发展了适用于支护拓扑优化问题的双向渐进结构优化方法(BESO)。本文方法能在优化过程中控制开孔数,有效地避免了棋盘格式的出现,提出了两个解决振荡问题的技巧。将加固后的岩体看成人工支护材料,可以把加固优化的问题转化为人工支护材料在原岩中的分布的拓扑优化问题。建立了防治底臌帮臌的准则及其敏感度,研究了均匀地基不同地应力条件给定加固量时使得底臌帮臌最小的洞室开挖支护的最优拓扑。最优设计的底臌量明显小于经验设计的底臌量,证明了方法的有效性。

关键词：拓扑优化支护优化双向渐进优化方法底臌帮臌

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叠层复合材料方板多孔形状优化

工程力学 2006年第5期23卷 113-118页

作者：刘毅金峰清华大学水利水电工程系北京100084

采用一种无梯度仿生技术——基于等限制Tsai-Hill值准则的固定网格渐进优化方法(FGESO),研究了叠层复合材料方板在拉剪荷载时不同孔数、不同叠层构造条件下的最优孔形问题。在孔的周围不断把限制Tsai-Hill值小于删除标准的材料删除,直... 详细信息

采用一种无梯度仿生技术——基于等限制Tsai-Hill值准则的固定网格渐进优化方法(FGESO),研究了叠层复合材料方板在拉剪荷载时不同孔数、不同叠层构造条件下的最优孔形问题。在孔的周围不断把限制Tsai-Hill值小于删除标准的材料删除,直到稳定状态达到,然后提高删除标准继续迭代,直到达到指定的开孔面积。与传统渐进优化方法(ESO)的不同之处在于利用节点而不是单元的限制Tsai-Hill值来确定需要删除的材料,因此得到了比ESO更光滑的结果。例子证明了方法的普适性和有效性。还研究了两孔方板最优孔形的优化历程,结果反映了相邻开孔相互影响的一些规律。

关键词：复合材料形状优化渐进优化方法固定网格多孔

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裂隙水流与混凝土开裂相互作用的耦合模型

水利学报 2007年第12期38卷 1466-1474页

作者：方修君金峰清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

利用扩展有限元法对裂隙水压作用下混凝土结构的开裂过程进行了模拟,裂纹中的流体运动在立方定理的基础上求解,混凝土开裂力学行为采用了黏聚裂纹模型来描述,采用松散型的耦合方式考虑裂隙水流和开裂结构间的相互作用。推导了在基于虚... 详细信息

利用扩展有限元法对裂隙水压作用下混凝土结构的开裂过程进行了模拟,裂纹中的流体运动在立方定理的基础上求解,混凝土开裂力学行为采用了黏聚裂纹模型来描述,采用松散型的耦合方式考虑裂隙水流和开裂结构间的相互作用。推导了在基于虚节点法的扩展有限元法框架下的耦合模型控制方程,通过双层迭代结构进行总体方程求解,对混凝土试件在裂纹水压作用下的开裂过程进行了数值模拟。不同加载速率条件下的计算结果反映的裂纹水压变化规律均与试验相近,结果也说明了扩展有限元法是处理连续-非连续问题的一种有效方法。

关键词：扩展有限元黏聚裂纹模型水力劈裂松散耦合数值模拟

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三维模态变形体离散元方法

岩土工程学报 2007年第10期29卷 1536-1543页

作者：张冲金峰清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室

本文针对小应变、大位移和大转动的块体系统建立了三维模态变形体离散元数值模型(3MDEM)。首先推导了包含块体刚体运动和变形的整体运动和变形方程,同时提出了在小变形条件下,变形块体的运动可以分解为块体刚体运动和变形的叠加,从而分... 详细信息

本文针对小应变、大位移和大转动的块体系统建立了三维模态变形体离散元数值模型(3MDEM)。首先推导了包含块体刚体运动和变形的整体运动和变形方程,同时提出了在小变形条件下,变形块体的运动可以分解为块体刚体运动和变形的叠加,从而分别推导出刚体平移、转动和变形的方程,并用变形模态分解块体的变形模式。和一般的离散元方法相同,本文模型也采用了显式的时步步进求解格式,适用于求解非连续、大变形及动力问题。该模型克服了三维变形体离散元(3DEM)需要对块体内部细分网格导致计算量急剧上升的缺点,具有高效、仿真和可变形的特点。一系列算例表明:本文模型在小变形以及连续介质力学领域可以给出和有限元相媲美的应力和位移结果,而在大变形、大位移的强非线性领域可以给出与3DEM相媲美的计算结果,并具有良好的数值稳定性。

关键词：离散元(DEM) 非连续数值方法大变形