基于粘聚力单元的平整冰与海洋桩柱结构相互作用机理研究

平整冰与海洋桩柱结构的相互作用问题十分复杂,往往涉及到海冰的破碎、失效和堆积等现象。平整冰破坏问题本质上是一个材料脆性破坏的问题,然而传统有限元方法的单元失效机制在处理该问题时有着很大的局限性,不能合理反映平整冰破碎后碎冰的变形和运动状态。因此,有必要发展现有仿真技术,建立合理的模型化方法来解决平整冰破坏相关关键问题。本文通过自定义海冰材料本构模拟海冰材料力学特性,并通过粘聚力单元模拟平整冰破坏时裂纹的产生和扩展,通过开展海洋桩柱结构与平整冰相互作用的仿真分析,分析平整冰在受桩柱作用时的破坏失效模式及两者的相互作用载荷,并与相关模型试验比较验证本文所提出方法的可靠性。研究表明,本文所采用的方法能够有效模拟平整冰在受桩柱作用时的挤压和弯曲破坏,同时能够较为准确地预报冰载荷。研究成果对于海洋桩柱结构冰载荷的预报和结构的设计具有重要的参考意义。     

Numerical simulation of rock fracturing under uniaxial compression using virtual internal bond model

A multi-scale virtual internal bond (VIB) model for the isotropic materials has been recently proposed to describe the material deformation and fracturing. During the simulation process of material fracturing using VIB, the fracture criterion is directly built into the constitutive formulation of the material using the cohesive force law. Enlightened by the similarity of the damage constitutive model of rock under uniaxial compression and the cohesive force law of VIB, a VIB density function of rock under uniaxial compression is suggested. The elastic modulus tensor is formulated on the basis of the density function. Thus the complete deformation process of rock under the uniaxial compression is simulated.     

高填路基沉降影响因素分析

采用适合于岩土类材料的德鲁克-普拉格本构模型,对高填路基沉降问题进行了弹塑性有限元平面应变分析。模拟了高填路基的分层填筑施工过程,得出路基沉降与填筑高度之间的变化规律。模拟分析了采用轻质材料填筑路基和采用不同地基处理方法对高填路基沉降的影响,并分析了方法的有效性。     

多年冻土热弹塑性蠕变本构方程研究

分析了多年冻土在温度作用下的热弹塑性蠕变力学特性,以塑性增量理论为基础,推导了温度作用下多年冻土热弹塑性蠕变力学特性的本构方程。推导中,不计塑性变形与蠕变的耦合效应,将蠕变应变作为初应变放入本构方程,最后导出了带有初应变和初应力形式的增量本构方程。     

一种预测材料单轴饱和棘轮应变的本构模型

通过大量单轴棘轮实验,研究了均值、幅值、峰值和谷值应力对304不锈钢的饱和棘轮应变的影响规律以及棘轮历史对材料棘轮饱和变形状态的影响。结果表明,均值、幅值和谷值3种应力参量两两之间构成制约棘轮变形的二元参量,峰值应力与饱和棘轮应变之间在不受均值、幅值和谷值应力影响的单调函数关系,因而峰值应力是导致材料正向棘轮变形的根本原因。根据这一现象,提出了棘轮门槛应力值σrth和棘轮应力σr的概念,建立了基于单参数控制的、用于饱和棘轮应变预测和饱和棘轮本构模型SRM。实验发现,先前低循环应力水平下材料棘轮行为对后继高循环应力水平下的饱和棘轮变形无影响,进而提出了单试样法,利用该方法来确定SRM本构模型材料参数只需1-3个试样。基于单试样法建立的SRM模型用来预测在独立加载工况下304不锈钢试样的饱和棘轮应变,其安全因子介于1-1.3之间。σ     

天津盾构隧道下穿铁路对股道沉降的影响及控制技术

以富水砂层地区天津地铁某盾构隧道下穿既有城际铁路为工程背景,利用Plaxis 3D有限元分析软件建立基于小应变土体硬化刚度本构（HSS）的动态掘进模型,研究有无桩筏加固方案对盾构隧道下穿既有城际铁路的影响,结果表明：盾构隧道在无保护措施下穿股道时,股道纵向沉降超过黄色预警值4mm要求,最大值为5.2mm,采取桩筏加固方案后纵向沉降最大值减小至1.5mm,采用桩筏加固方案可有效确保股道行车安全。     

破碎轮胎橡胶-砂土混合物试验及本构模型研究

通过对不同配合比的破碎轮胎橡胶-砂土混合物进行三轴压缩试验,研究了不同橡胶含量的破碎轮胎橡胶-砂土混合物的力学性质.试验发现:随着混合物中砂比例的增加,混合物的密度、容重和抗剪强度均有所增加,其压缩性降低.基于Li X S等提出的本构模型,对不同配合比下的破碎轮胎橡胶-砂混合物的强度和变形特性进行了分析,试验结果与模型...     

基于本量利分析应用的铁路生产用油流动配送优化策略

为满足铁路运输生产任务的不断增长和新线逐渐开通后铁路生产用油日益增长的需求,聚焦节支降耗和提质增效,在运用本量利分析法对铁路生产用油的不同配送模式成本和对运输的影响进行分析的基础上,建立不同加油模式的盈亏平衡模型,并结合实际提出了铁路生产用油供应组织的优化策略.     

TPEE高分子元件缓冲器粘弹性本构关系求解

将高聚物粘弹性理论应用于TPEE的粘弹性本构关系,用理论与实验相结合的方法,通过有限分析元件建立TPEE的粘弹性本构模型,并用有限元方法对TPEE弹性体缓冲器进行静压试验仿真,并将仿真结果与实际样机静压试验结果相对比,经过数次仿真结果与实验结果对比,求得最为接近实验结果的TPEE粘弹性本构关系的参数,研究结果可为TPE...     

水下回淤物的流变特性研究

以深中通道沉管隧道附近的淤泥回淤物为研究对象,通过开展室内模型试验,明确淤泥回淤物的流变特性,确定回淤物的剪切力与剪切速率的关系,建立表征其流变特性的本构模型.通过室内小比尺模型试验和CEL有限元分析方法相结合的形式验证该本构模型的可靠性.研究结果显示:深中通道的淤泥回淤物均满足Herschel-Buckley流变模型...