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一种计算接触碰撞的有限元数值方法

中原工学院学报 2002年第1期13卷 15-17页

作者：唐华平中南大学机电学院湖南长沙410083

提出一种提高接触碰撞数值分析效率的有限元数值方法 .首先把碰撞接触弹性物体的位移在其模态空间展开 ,把接触点对的位移分别用其模态表示 .建立了碰撞弹性体接触的增量动力学方程 ,运用虚脉冲积分法 ,把碰撞弹性体接触的增量动力学方... 详细信息

提出一种提高接触碰撞数值分析效率的有限元数值方法 .首先把碰撞接触弹性物体的位移在其模态空间展开 ,把接触点对的位移分别用其模态表示 .建立了碰撞弹性体接触的增量动力学方程 ,运用虚脉冲积分法 ,把碰撞弹性体接触的增量动力学方程表示成显示的、无条件的、精度高的积分形式 ,对其进行积分计算 .以球撞击四边简支弹性板为例 ,进行了数值分析 ,分析表明此法计算效率高。

关键词：碰撞虚脉冲积分法有限元数值方法计算方法

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马蹄形隧洞考虑支护滞后过程的应力分析

岩土力学 2014年第S1期35卷 42-48页

作者：吕爱钟覃媛陈虹宇华北电力大学水电与岩土工程研究所北京102206

基于平面弹性复变函数中的保角变换方法,推导出带有衬砌的非圆形隧洞在原始地应力作用下的应力解析解。根据衬砌内边界的应力边界条件及围岩衬砌接触面上的应力和位移连续条件,获得求解围岩和衬砌解析函数的基本方程,计算了围岩和衬砌... 详细信息

基于平面弹性复变函数中的保角变换方法,推导出带有衬砌的非圆形隧洞在原始地应力作用下的应力解析解。根据衬砌内边界的应力边界条件及围岩衬砌接触面上的应力和位移连续条件,获得求解围岩和衬砌解析函数的基本方程,计算了围岩和衬砌中的应力和位移。在求解过程中,考虑了支护滞后于开挖的力学过程,并认为围岩和衬砌之间紧密接触,不会相互分开和相对滑动。以马蹄形隧洞为例,获得了围岩开挖边界和衬砌内外边界的切向应力及围岩与衬砌接触面上的接触应力分布规律,并与ANSYS数值方法结果对比,算例表明两种方法的计算结果吻合很好。

关键词：非圆形隧洞支护滞后保角变换方法有限元数值方法应力分析

基于离散裂缝模型的复杂裂缝系统水平井动态分析

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中国石油大学学报（自然科学版） 2014年第2期38卷 109-115页

作者：孙致学姚军樊冬艳王月英张矿生中国石油大学石油工程学院山东青岛266580 长庆油田分公司油气工艺研究院陕西西安710021

针对目前人工压裂裂缝存在倾斜、分支及不对称分布等情况,提出复杂裂缝系统下水平井渗流数值计算方法。首先对裂缝系统进行显式处理,分别建立基岩和复杂裂缝系统的数学模型,利用有限元方法对模型进行求解,并基于离散裂缝模型对裂缝系统... 详细信息

针对目前人工压裂裂缝存在倾斜、分支及不对称分布等情况,提出复杂裂缝系统下水平井渗流数值计算方法。首先对裂缝系统进行显式处理,分别建立基岩和复杂裂缝系统的数学模型,利用有限元方法对模型进行求解,并基于离散裂缝模型对裂缝系统进行显式降维处理,以减少数值计算量。与Odeh和Zerzar模型对比验证数值算法的正确性,并对复杂裂缝系统下的水平井进行计算。结果表明:压裂水平井除常见的4种流动形态(不包括外边界),早期还可能存在裂缝内的径向流动;定产量生产时早期裂缝内径向流动不再出现,且外部裂缝产量所占比例增大;水平井定井底流压生产时,裂缝分支增加了储层改造体积,能大幅度提高压裂水平井产量。

关键词：油藏动态分析复杂裂缝系统压裂水平井离散裂缝模型有限元数值方法

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基于微观损伤机理的延性裂纹扩展行为分析

焊接学报 2006年第8期27卷 67-70页

作者：朱智军荆洪阳徐连勇霍立兴天津大学材料科学与工程学院天津300072

在考虑材料内部塑性损伤的基础上,通过有限元数值方法(特殊单元模型法),编制了求解韧性断裂特征参量的程序,模拟材料的韧性断裂过程。通过单轴拉伸试验的模拟结果,得出反映材料微观损伤的控制参量,再根据该参量对同种材料的标准三点弯... 详细信息

在考虑材料内部塑性损伤的基础上,通过有限元数值方法(特殊单元模型法),编制了求解韧性断裂特征参量的程序,模拟材料的韧性断裂过程。通过单轴拉伸试验的模拟结果,得出反映材料微观损伤的控制参量,再根据该参量对同种材料的标准三点弯曲试验进行定量预测,即实现从一种试验结果预测同种材料的其它试验结果。结果表明,在韧性裂纹扩展时,考虑塑性损伤的特殊单元模型能够很好地描述材料的韧性断裂过程,可以实现同种材料不同试验间相互预测的目的。

关键词：塑性损伤有限元数值方法试验韧性断裂

适用于电极材料的电化学扩散诱发应力松弛机制研究

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中国科学：物理学、力学、天文学 2016年第8期46卷 28-42页

作者：齐红蕊冯露王世斌李林安辛玉池任永跃沈珉王志勇天津大学工程力学重点实验室天津300072 天津大学机械学院力学系天津300072

在近年建立的描述电极材料力-电-扩散耦合问题的连续介质理论框架下,提出一个简捷的有限变形本构理论,可直接描述发生在电极材料上的质量传输、变形和应力演化的强耦合过程,忽略了相变及塑性变形的影响;采用Bulter-Volmer动力学模型描... 详细信息

在近年建立的描述电极材料力-电-扩散耦合问题的连续介质理论框架下,提出一个简捷的有限变形本构理论,可直接描述发生在电极材料上的质量传输、变形和应力演化的强耦合过程,忽略了相变及塑性变形的影响;采用Bulter-Volmer动力学模型描述电解质/电极界面处电化学反应,可研究力、扩散对电化学性能的影响规律;同时构造了收敛、有效的有限元数值积分方案,并将其补充到商用有限元软件ABAQUS中,搭建了相应的计算模块.以具有橄榄石结构的LiFePO4电极材料为例,利用提出的理论和计算工具重点研究了锂离子在嵌入和脱嵌循环锂化过程中应力松弛机制、锂离子浓度的演化规律,以及力-电-扩散耦合机制对表征电池性能的充电状态变量SOC值的影响规律,并通过对平板和圆柱形两类常用电极的对比研究,揭示电极形状对电池性能的影响.此外,对于恒电流的情况,预测了电极界面处电化学量如交换电流密度、过电势及外电路电压随时间的变化规律,为进一步开展结合电化学实验来研究该类问题做铺垫.

关键词：应力松弛电化学力过程循环锂化过程有限变形有限元数值方法

季节冻土区基床改性填料与保温护坡对路基温度场的影响分析

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冰川冻土 2016年第4期38卷 1059-1066页

作者：陆永港肖宏陈民子北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

高速铁路对轨道平顺性具有非常高的要求,在季节冻土区建设的铁路面临着路基冻胀问题,由路基冻胀引起的轨道变形严重影响了高速铁路运行的安全性与舒适性.通过对比其他学者关于路基冻胀的处理与防治方法,提出了采用水泥稳定级配碎石代替... 详细信息

高速铁路对轨道平顺性具有非常高的要求,在季节冻土区建设的铁路面临着路基冻胀问题,由路基冻胀引起的轨道变形严重影响了高速铁路运行的安全性与舒适性.通过对比其他学者关于路基冻胀的处理与防治方法,提出了采用水泥稳定级配碎石代替普通级配碎石作为基床表层填料,同时在路基边坡铺设保温护坡的方法来防治路基冻胀.根据哈大客运专线季节冻土区的地质及气候条件,采用有限元数值仿真方法分析路基基床表层采用水泥稳定级配碎石和在路基边坡加设保温护坡后对路基温度场的影响.并将分析结果与哈大客运专线的现场实测结果进行了对比,验证了有限元数值仿真结果的可靠性,分析结果表明:在基床表层换填水泥稳定级配碎石,同时在路基边坡铺设3.0 m高、2.5 m宽的保温护坡后可以有效缓解路基的冻胀,与无任何保温措施的普通路基相比,路基中心处的最大冻结深度减小了0.5 m,路肩处的最大冻结深度减小了1.1 m.

关键词：季节冻土区路基冻胀路基温度场水泥稳定级配碎石保温护坡有限元数值方法

高温超导体指数损耗的有限元数值分析及相关问题讨论

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低温物理学报 2010年第3期32卷 235-240页

作者：张泉王秋良赵尚武王春忠中国科学院研究生院中国科学院电工研究所

本文从高温超导体的非线性E～J指数关系式出发,分析了热致磁通蠕动模型下其等效电导率的特性,讨论如何建立针对这种非线性电导率的有限元计算模型,然后分别给出计算交流磁化损耗和传输损耗的二维数值仿真模型,模型针对银基Bi-2223带材,... 详细信息

本文从高温超导体的非线性E～J指数关系式出发,分析了热致磁通蠕动模型下其等效电导率的特性,讨论如何建立针对这种非线性电导率的有限元计算模型,然后分别给出计算交流磁化损耗和传输损耗的二维数值仿真模型,模型针对银基Bi-2223带材,施加相应的边界条件可以计算不同物理条件下的交流损耗.分析此数值模型所得到的带材横截面中电流密度分布特点以及交流损耗热功率的值,并与利用相关解析式得到的结果作对比,证明此二维模型完全适用于分析多种复杂物理条件下超导体的交流损耗问题.

关键词：指数损耗非线性电导率有限元数值方法

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经颅直流电刺激治疗时颅内电场数值仿真

中国医学物理学杂志 2022年第1期39卷 87-94页

作者：刘习杰谭云华宜春学院电子通信系江西宜春336000 北京大学应用电子学研究所北京100871

明确经颅直流电刺激(tDCS)治疗时颅内电场数值分布,有助于准确控制治疗处方剂量,确保颅内目标区的电场能够高于有效刺激阈值,提高治疗处方对病人治疗的有效性。本文采用商用工具软件COMSOL,完成颅内电场边值问题有限元数值解,计算出了t... 详细信息

明确经颅直流电刺激(tDCS)治疗时颅内电场数值分布,有助于准确控制治疗处方剂量,确保颅内目标区的电场能够高于有效刺激阈值,提高治疗处方对病人治疗的有效性。本文采用商用工具软件COMSOL,完成颅内电场边值问题有限元数值解,计算出了tDCS治疗时颅内电场强度分布,并以图形化显示治疗处方在目标区域电场剂量的有效数值。本文介绍的方法可用于tDCS治疗处方方案优化研究,也可用于分析其它电刺激治疗是否形成有效刺激的电场强度。

关键词：经颅直流电刺激神经调控有限元数值方法

超前开挖距离对大跨度小净距隧道稳定性影响的有限元分析

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四川建筑科学研究 2008年第2期34卷 132-137页

作者：石宵爽曾祥国赵师平刘永杰王清远四川大学建筑与环境学院四川成都610065

小净距双孔隧道开挖过程中两孔之间的相互耦合作用是施工过程十分关心的问题,其相互影响与围岩类别、隧道跨度、隧道间距、开挖和支护方式有关。利用ANSYS有限元软件对重庆花土岗隧道开挖过程进行了数值模拟,计算了在两孔开挖方向上相... 详细信息

小净距双孔隧道开挖过程中两孔之间的相互耦合作用是施工过程十分关心的问题,其相互影响与围岩类别、隧道跨度、隧道间距、开挖和支护方式有关。利用ANSYS有限元软件对重庆花土岗隧道开挖过程进行了数值模拟,计算了在两孔开挖方向上相距分别为10 m,30 m,50 m时,开挖对地表沉降、围岩变形和围岩应力的影响。研究表明,先行洞超前开挖距离的增大有利于隧道围岩的稳定,对本隧道采用超前开挖30 m的施工方案是可行的;基于ANSYS有限元对开挖过程的数值分析结果,指出小净距双孔隧道施工过程中重点监控与关注的位置。本文的分析方法和计算结果对小净距隧道设计、施工具有一定的参考价值。

关键词：小净距隧道超前开挖围岩稳定性有限元数值方法单元生死