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各界文论 2007年第6期 2-2页

作者：章青三秦文化研究会

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单位分解增强自然单元法计算应力强度因子

工程力学 2009年第6期26卷 52-57,64页

作者：江涛章青河海大学工程力学系南京210098 安徽工业大学土木工程系马鞍山243000

自然单元法是一种新兴的无网格数值计算方法,但应用于裂纹问题计算时,其近似函数并不能准确反映裂纹尖端附近应力场的奇异性,需要在缝尖附近增大结点布置密度以获得一定的计算精度。在单位分解框架下将缝尖渐近位移场函数嵌入到自然单... 详细信息

自然单元法是一种新兴的无网格数值计算方法,但应用于裂纹问题计算时,其近似函数并不能准确反映裂纹尖端附近应力场的奇异性,需要在缝尖附近增大结点布置密度以获得一定的计算精度。在单位分解框架下将缝尖渐近位移场函数嵌入到自然单元法近似函数中,应用伽辽金过程获得平衡方程的离散线性方程,用相互作用能量积分方法计算了混合模式裂纹的应力强度因子。算例分析表明:单位分解增强自然单元法可以方便地处理裂纹问题,在不增加结点布置密度的情况下可有效提高应力强度因子的计算精度。

关键词：固体力学自然单元法单位分解缝尖渐近位移场应力强度因子无网格法

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中厚板弯曲问题的自然单元法

固体力学学报 2009年第4期30卷 424-431页

作者：江涛章青河海大学工程力学系南京210098 安徽工业大学土木工程系马鞍山243000

自然单元法是一种新兴的无网格数值计算方法,基于Reissner-Mindlin板弯曲理论,将自然单元法应用于平板弯曲问题的计算中,给出了相关的公式,推导了总体刚度矩阵和荷载列阵的计算列式.算例分析表明,自然单元法应用于中厚板的弯曲问题具有... 详细信息

自然单元法是一种新兴的无网格数值计算方法,基于Reissner-Mindlin板弯曲理论,将自然单元法应用于平板弯曲问题的计算中,给出了相关的公式,推导了总体刚度矩阵和荷载列阵的计算列式.算例分析表明,自然单元法应用于中厚板的弯曲问题具有较高的计算精度,并可用于Winkler地基上基础板的计算.同时指出,对于厚跨比较小的薄板,由于对挠度和中面法线转角采用相同的插值形式,当板厚变薄时夸大了虚假的剪切变形影响,因而表现出剪切自锁现象.对进一步开发厚薄板通用的计算程序作了初步探讨.

关键词：自然单元法平板弯曲变分原理剪切自锁

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具有任意形状单元离散模型的界面元法

工程力学 1998年第2期15卷 27-37页

作者：方义琳卓家寿章青河海大学土木学院

文［１］推出了求解不连续介质体的界面应力元法，并在理论和实例验算两方面论证了该法具有精度好、效率高、适用范围广等优点。通过进一步研究，该法还可适应任意网络离散模型的计算。本文引用自然坐标，实施了任意形状单元的界面元算... 详细信息

文［１］推出了求解不连续介质体的界面应力元法，并在理论和实例验算两方面论证了该法具有精度好、效率高、适用范围广等优点。通过进一步研究，该法还可适应任意网络离散模型的计算。本文引用自然坐标，实施了任意形状单元的界面元算法，并给出了算例，成果表明，本文的算法可行，其精度也是令人满意的。

关键词：界面元自然坐标面积坐标体积坐标坐标转换

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岩体稳定性分析与评判准则研究

岩石力学与工程学报 2003年第5期22卷 691-696页

作者：邵国建卓家寿章青河海大学土木工程学院南京210098

在评价现有岩体稳定性分析方法的基础上,指出其中的不足之处。从摩擦理论和矢量几何出发,基于非线性有限元计算成果,导出了三维可能滑体的抗滑稳定安全系数计算公式,并根据工程稳定问题的力学机理,建立了岩体稳定性评判的干扰能量法。... 详细信息

在评价现有岩体稳定性分析方法的基础上,指出其中的不足之处。从摩擦理论和矢量几何出发,基于非线性有限元计算成果,导出了三维可能滑体的抗滑稳定安全系数计算公式,并根据工程稳定问题的力学机理,建立了岩体稳定性评判的干扰能量法。针对没有明显滑动面的岩体稳定性问题,基于可量化的干扰能量准则和静力准则,建立了确定潜在滑动面、最危险滑向和最小安全系数的失稳警戒指标的量化标准,完善了岩体稳定性评判体系,从而为解决没有明显滑动面的岩体稳定性评判量化指标这一难题奠定了力学基础。地下洞室群及高拱坝坝肩稳定性的工程实例计算表明,根据岩体的干扰能量值及等值线分布情况定出滑面,按静力法和干扰能量法量化评判岩体稳定性是合理可行的。

关键词：岩石力学抗滑稳定性静力准则干扰能量准则稳定安全系数

三峡船闸高边坡稳定分析的界面元法与评判准则

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岩石力学与工程学报 2000年第3期19卷 285-288页

作者：章青卓家寿河海大学土木工程学院南京210098

针对三峡船闸高边坡的特点 ,提出了不连续介质变形体的界面应力元模型和工程稳定问题的干扰能量法 ,并应用上述模型与分析方法对三峡船闸高边坡进行了分级开挖仿真计算。

关键词：三峡船闸高边坡干扰能量法稳定分析界面元法

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材料非线性分析的自然单元法

工程力学 2012年第A02期29卷 97-100页

作者：丁道红章青河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210098 河海大学工程力学系江苏南京210098

自然单元法主要是基于给定结点的Voronoi图,利用自然相邻插值进行形函数的构造,其形函数满足Kronecker delta性质,便于施加本质边界条件,这使得自然单元法同时兼有有限单元法和无网格法的优点。在材料非线性本构关系的基础上,推导了考... 详细信息

自然单元法主要是基于给定结点的Voronoi图,利用自然相邻插值进行形函数的构造,其形函数满足Kronecker delta性质,便于施加本质边界条件,这使得自然单元法同时兼有有限单元法和无网格法的优点。在材料非线性本构关系的基础上,推导了考虑材料非线性问题的自然单元法模型。算例表明:该模型在处理材料非线性问题时,具有一定的合理性和可行性,是一种有效的数值方法。

关键词：自然单元法材料非线性自然相邻插值 Sibson插值法数值方法

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直接增强自然单元法计算应力强度因子

计算力学学报 2010年第2期27卷 264-269页

作者：江涛章青河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210098 河海大学工程力学系南京210098 安徽工业大学土木工程系马鞍山243000

自然单元法是一种新兴的无网格数值计算方法,但应用于裂纹问题计算时,其近似函数并不能准确反映裂纹尖端渐进应力场的奇异性,为获得足够的计算精度,需要在缝尖附近增大结点的布置密度。针对裂纹问题提出一种增强的自然单元法,将缝尖渐... 详细信息

自然单元法是一种新兴的无网格数值计算方法,但应用于裂纹问题计算时,其近似函数并不能准确反映裂纹尖端渐进应力场的奇异性,为获得足够的计算精度,需要在缝尖附近增大结点的布置密度。针对裂纹问题提出一种增强的自然单元法,将缝尖渐近位移场函数嵌入到自然单元法近似函数中,给出了增强试函数的构造方法,推导了总体刚度矩阵和荷载列阵的相关列式。应力强度因子可以作为附加未知量直接算得,也可用J积分或相互作用能量积分方法进行计算,对增强区域的选择和影响进行了分析。算例结果表明,基于增强自然单元法采用围线积分方法计算应力强度因子具有很高的精度,但直接以附加结点自由度形式计算则精度有所降低。

关键词：固体力学自然单元法增强位移近似缝尖渐近位移场应力强度因子

基于双加点动态Kriging模型的提升塔架优化设计

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中国机械工程 2019年第19期30卷 2335-2341页

作者：陈鹏章青黄磊天津大学机械工程学院

为在满足强度要求的情况下尽量减小提升塔架质量,同时解决传统Kriging模型全局精度和局部精度不易同时保证的问题,提出了一种双加点动态Kriging模型,并利用该模型和人工蜂群算法对提升塔架进行了优化设计。将全局敏感性分析得到的敏感... 详细信息

为在满足强度要求的情况下尽量减小提升塔架质量,同时解决传统Kriging模型全局精度和局部精度不易同时保证的问题,提出了一种双加点动态Kriging模型,并利用该模型和人工蜂群算法对提升塔架进行了优化设计。将全局敏感性分析得到的敏感参数作为设计变量,利用拉丁超立方试验设计得到的样本数据建立初始Kriging模型,以最大应力为约束条件,通过人工蜂群算法对提升塔架进行了减重优化。优化过程中,采用双加点准则不断更新Kriging模型,以提高模型的全局精度和最优解处局部精度,直到获得最优解。研究结果表明:在最大应力不变的条件下,优化后的提升塔架质量减小了39.37%。基于双加点动态Kriging模型的优化设计与仿真模型的优化设计相比,其优化效率大幅度提高。双加点动态Kriging模型相较于静态Kriging模型和基于传统加点准则的动态Kriging模型,具有更高的全局精度、局部精度和最优解处局部精度。

关键词：动态Kriging模型双加点准则多参数带约束优化提升塔架人工蜂群算法

考虑渗流-应力耦合效应的深埋引水隧洞衬砌损伤演化分析

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岩石力学与工程学报 2012年第10期31卷 2147-2153页

作者：刘仲秋章青河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210098 山东农业大学水利土木工程学院山东泰安271018 河海大学工程力学系江苏南京210098

高地应力和高(外、内)水压力是影响深埋引水隧洞围岩稳定性及衬砌结构安全性的主要因素。基于等效饱和多孔介质理论,将裂隙岩体和衬砌混凝土视为具有透水特性的弹塑性损伤材料,并考虑各自的变形特性与渗透系数的动态演化规律,进行锦屏... 详细信息

高地应力和高(外、内)水压力是影响深埋引水隧洞围岩稳定性及衬砌结构安全性的主要因素。基于等效饱和多孔介质理论,将裂隙岩体和衬砌混凝土视为具有透水特性的弹塑性损伤材料,并考虑各自的变形特性与渗透系数的动态演化规律,进行锦屏二级水电站深埋引水隧洞围岩与衬砌结构施工期和运行期渗流-应力全耦合分析。分析结果表明:施工期隧洞周边排水对开挖损伤区影响较大,内水外渗现象对地下水位和围岩结构的安全性影响不大,但内水外渗情况下隧洞的开挖损伤区对衬砌结构较为不利,将导致该部位混凝土出现拉损伤区和压损伤区,应对开挖损伤区采取一定的处理措施。

关键词：隧道工程深埋引水隧洞透水衬砌渗流-应力耦合损伤演化