数值流形方法的研究与应用

来源 :三峡大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ziyoucunzai
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
岩体是一种由许多裂隙节理分割而成的不均匀介质,将它单纯地看作连续介质用有限单元法(FEM)等来计算或单纯看成离散介质用不连续变形分析法(DDA)等来计算都是不准确的。因此模拟连续与非连续介质力学行为成为目前岩石力学研究的一个热点。 数值流形方法(NMM)是利用流形的有限覆盖技术建立起的一种全新的数值方法,在分析域内建立可相互重叠、相交的数学覆盖和覆盖材料全域的物理覆盖,在每一物理覆盖上建立独立的位移函数,在几个覆盖的公共区域——流形单元内将其所有覆盖上的独立位移函数加权求和即可形成适应于该域的总体位移函数,以此建立岩土工程中连续与不连续介质、动力与静力、大位移与大变形等问题的求解格式。数值流形方法有机地把有限单元法和DDA 结合在一起,有效地模拟连续与非连续介质及大变形力学问题,因而近年来得到了很快的发展。 本文首先探讨了高阶位移覆盖函数流形方法的基本原理及其数值实现过程,推导了全一阶位移覆盖流形方法的刚度矩阵和荷载列阵的解析表达式,并提出了高阶流形方法边界条件的处理方法,进而提出了混合阶流形方法的思想。编制了全一阶位移覆盖函数流形方法的程序,并通过一些计算实例对程序进行了检验。 然后探讨了基于三角形有限元网格的平面流形元覆盖系统;通过设置悬挂节点来修改裂纹扩展时流形覆盖系统中的节点下标(物理覆盖编码),通过初始有限单元被物理网格再剖分后所生成的流形单元链表的设置提出了裂纹扩展时新生成的流形单元中物理覆盖编码(有限单元节点及下标)、悬挂节点信息和积分区域角点信息的生成方法,进而提出了裂纹扩展时流形元方法的物理覆盖系统的生成算法。并举例说明了该方法的可行性。 最后将改进的拉格朗日乘子法应用于处理数值流形方法中的接触问题,推导了数值流形方法中接触节理单元的单元刚度矩阵形式和荷载列阵形式,LT K L T jT Tσ C L T T T并推导了矩阵T 的形式。
其他文献
近年来,我国铁路、公路、水利水电、矿山、城市建设发展迅速,大规模建设带来的高边坡病害问题日趋严重,高边坡病害的防治问题也受到越来越多的关注,为了确保工程功能的实现及国家和人民生命财产的安全,岩土工程界的学者和工程技术人员长期以来做了大量的科学研究及试验工作,为预防和治理边坡稳定研究探索出了大量的科学理论及实际操作方法。随着科学技术的进步,高边坡病害的防治技术正向着复合型、轻型化、施工机械化方向发展
采空区遗煤自燃一直是煤矿生产的重要隐患之一,严重影响了煤矿的安全生产。由于采空区情况十分复杂,各种因素不易把握,一旦发生事故将会对整个采场有很大的危害,为此,准确的找出采
目前钢结构工程中H形梁与H形柱弱轴连接都是采用弱轴楔形加劲板连接,而此种方式无论是受力性能还是加工制作都存在一定的不足之处。为了更好的解决H形柱弱轴方向的梁柱连接问
本文具体研究了高速铁路简支梁桥的这一碰撞行为。建立了合理的有限元计算模型,进行了地震作用下的非线性时程分析,重点分析了高速铁路简支梁桥在地震作用下发生的碰撞现象
本文选题来自于建设部城市抗震防灾规划试点项目《泉州市抗震防灾规划》,该项目成果之一就是建设泉州市抗震防灾规划辅助决策与管理系统,场地信息管理及抗震适宜性评价系统是其
本文通过理论知识的学习及对西安建筑科技大学试验的分析,借助大型ANSYS有限元分析软件对10榀不同结构形式的型钢高强混凝土梁进行了分析研究;主要研究内容有型钢高强混凝土梁
边坡稳定性问题涉及矿山工程、道桥工程、水利工程、建筑工程等诸多工程领域。 岩质边坡的倾倒或土质边坡的滑移都给人们的正常生活及生命财产安全造成巨大的威胁。因此,边
随着国民经济建设的不断发展,基础设施建设的脚步越来越快,大型工程如桥梁、隧道、超高层建筑等不断兴建。大型工程的建造规模大,施工周期长,服役时间长,影响范围广,长达几十
人工神经网络技术在结构损伤识别中得到了越来越广泛的应用。空间索杆结构是一类应用广泛的结构型式。在这类结构中,拉索是提供预应力及结构刚度的主要构件。使用过程中,由于外
运用积极隔振的方法进行动力机器的隔振设计和隔振效率计算是目前比较成熟的振动消除手段,在实际工程设计当中有比较广泛的应用。 在破碎机隔振设计中,一般采用理论力学原理建立破碎机机构运转模型计算机器扰力并取三倍扰力值作为动荷载的静力当量;然后设计隔振台座、计算隔振效率。 本文首先提出了运用基于随机激励的隔振效率评价来评价破碎机振动隔离效果,并针对以前基于传统的隔振效率计算的工程实例进行理论分