检索结果-内蒙古大学图书馆

工程力学 2018年第3期35卷 1-21页

作者：陶慕轩丁然潘文豪许立言周萌聂建国清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024 清华大学土木工程系北京100084 清华大学北京市钢与混凝土组合结构工程技术研究中心北京100084

纤维模型是结构体系模拟技术发展中的重要里程碑,它具有简单、高效、通用的特点,近年来得到了广泛应用,但其基本假定决定了其在许多结构体系关键效应的模拟方面存在显著缺陷。该文综述了研究团队近7年来针对若干体系计算的关键难点对传... 详细信息

纤维模型是结构体系模拟技术发展中的重要里程碑,它具有简单、高效、通用的特点,近年来得到了广泛应用,但其基本假定决定了其在许多结构体系关键效应的模拟方面存在显著缺陷。该文综述了研究团队近7年来针对若干体系计算的关键难点对传统纤维模型进行的大量改进和发展工作。首先在通用有限元程序***平台上开发完成了传统纤维模型并将其拓展至组合框架结构的模拟。随后针对四个体系模拟的关键难点,包括组合框架的楼板空间组合作用、核心筒连梁的非线性剪切和滑移效应、构件端部锚固纵筋滑移效应和钢筋混凝土梁柱构件开裂全过程行为,在对机理和规律充分研究的基础上,分别提出了考虑楼板空间组合作用的纤维模型、考虑剪切和滑移非线性的连梁纤维模型、考虑端部锚固纵筋滑移效应的纤维模型和裂缝宽度全过程定量预测的纤维模型等四个新型纤维模型。这些模型既保持了传统纤维模型的优点,同时能够较准确地考虑上述复杂效应,模拟结果得到了大量试验数据和精细有限元的充分验证。基于上述成果,团队同时开发了一套涵盖钢筋混凝土结构、钢结构以及组合结构等工程常用结构形式的非线性分析程序COMPONA-MARC,为结构体系的精细化模拟提供了强大的平台和工具。

关键词：纤维模型楼板空间组合作用非线性剪切锚固纵筋滑移裂缝宽度非线性分析程序结构体系模拟高效精细化模型

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岩石三维强度准则的研究

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工程力学 2018年第3期35卷 30-40页

作者：黄景琦杜修力马超赵密刘晶波金浏北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124 清华大学土木水利学院土木工程系北京100084

结合非线性统一强度理论与Hoek-Brown强度准则,以Hoek-Brown强度准则构建子午面上的强度曲线,以非线性统一强度理论构建偏平面上的强度曲线,通过应力空间变化方法将子午面上强度曲线与偏平面上强度曲线进行结合,从而建立一种新的岩石三... 详细信息

结合非线性统一强度理论与Hoek-Brown强度准则,以Hoek-Brown强度准则构建子午面上的强度曲线,以非线性统一强度理论构建偏平面上的强度曲线,通过应力空间变化方法将子午面上强度曲线与偏平面上强度曲线进行结合,从而建立一种新的岩石三维强度准则。建立的强度准则在子午面上为非线性,考虑岩石材料的静水压力效应;在偏平面上强度线涵盖了从上限Drucker-Prager圆到下限Matsuoka-Nakai曲线之间的所有区域,可较好模拟岩石材料的中间主应力效应。强度面光滑、外凸,可用于建立岩石的屈服函数。强度准则共有3个材料参数mt、?c、mi,各参数可通过岩石试验数据确定且具有明确的物理意义。另外,该文提出一种mt的近似求解公式,总的参数可退化为?c和mi,与Hoek-Brown准则基本参数一致,可由岩石常规三轴压缩试验按Hoek-Brown提出的回归公式确定。与国内外学者已开展的岩石材料三轴试验结果进行对比,建立的强度准则与试验数据吻合良好,可合理描述岩石材料的非线性强度特性。其次,通过引入地质强度指标GSI,建立的强度准则可应用于较为完整的岩体(GSI>25),对于较为破碎岩体(GSI<25)需做进一步的研究。

关键词：岩石岩体强度准则非线性统一强度理论 Hoek-Brown强度准则

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结构自由振动问题有限元新型超收敛算法研究

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工程力学 2017年第1期34卷 45-50,68页

作者：叶康生曾强清华大学土木工程系土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084

该文以杆件轴向自由振动问题为例提出一个结构自由振动问题的新型超收敛计算方法。该法基于有限元解答中频率和振型结点位移的超收敛特性,建立了单元上振型近似满足的线性常微分方程边值问题,对该线性边值问题采用更高次数的多项式进行... 详细信息

该文以杆件轴向自由振动问题为例提出一个结构自由振动问题的新型超收敛计算方法。该法基于有限元解答中频率和振型结点位移的超收敛特性,建立了单元上振型近似满足的线性常微分方程边值问题,对该线性边值问题采用更高次数的多项式进行有限元求解获得各单元上振型的超收敛解,将振型的超收敛解代入Rayleigh商,获得结构频率的超收敛解。该法简单、直接,通过很少量的计算即能显著提高频率和振型的精度和收敛阶。数值算例显示,该法高效、可靠,是一个颇具潜力的新方法。

关键词：有限元超收敛自由振动频率振型 Rayleigh商

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基于微观机理的Q460钢材角焊缝搭接接头延性断裂研究

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工程力学 2017年第4期34卷 13-21页

作者：施刚陈玉峰土木工程安全与耐久教育部重点实验室清华大学土木工程系北京100084

该文基于微观断裂力学的方法,针对Q460钢材角焊缝搭接接头的断裂行为进行了研究。分别通过对接焊缝试件的静力拉伸试验得到了焊缝材料的本构关系,11个开圆弧形平滑槽圆形截面拉伸试件标定了焊缝材料微孔扩张模型VGM和应力修正临界应变模... 详细信息

该文基于微观断裂力学的方法,针对Q460钢材角焊缝搭接接头的断裂行为进行了研究。分别通过对接焊缝试件的静力拉伸试验得到了焊缝材料的本构关系,11个开圆弧形平滑槽圆形截面拉伸试件标定了焊缝材料微孔扩张模型VGM和应力修正临界应变模型SMCS的断裂参量η、α,5个正面角焊缝搭接接头拉伸试验获得了焊接接头的荷载-变形曲线并进行了数值模拟。试验结果表明,E55-D2型焊材的角焊缝搭接接头拉伸破坏形式呈延性破坏。断裂参量结果分析表明,焊材的化学成分会导致焊缝金属断裂性能的差异。该文研究成果为焊缝材料建立了准确的数值模型,同时为高强度钢材焊缝的设计和焊接结构的破坏预测提供了一种有效的方法。

关键词：高强度钢材角焊缝微观机理断裂参量延性断裂

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平面曲梁有限元静力分析的p型超收敛算法

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工程力学 2017年第11期34卷 26-33,58页

作者：叶康生姚葛亮清华大学土木工程系土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084

该文对平面曲梁有限元静力分析提出一种p型超收敛算法,由该法可求得曲梁结构全域超收敛的位移和内力。该法基于有限元解答中结点位移的超收敛特性,通过将单元端部结点位移有限元解设为本质边界条件,在单元上建立单元位移近似满足的线性... 详细信息

该文对平面曲梁有限元静力分析提出一种p型超收敛算法,由该法可求得曲梁结构全域超收敛的位移和内力。该法基于有限元解答中结点位移的超收敛特性,通过将单元端部结点位移有限元解设为本质边界条件,在单元上建立单元位移近似满足的线性常微分方程边值问题,对该边值问题采用更高次数的多项式进行有限元求解获得单元上位移的超收敛解,将位移超收敛解代入内力表达式获得内力的超收敛解。该法简单、直接,通过很少量的计算即能显著提高位移和内力的精度和收敛阶。数值结果显示,该法高效、可靠,是一个颇具潜力的方法。

关键词：平面曲梁有限元后处理超收敛边值问题

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应变率对硬化水泥净浆微观力学性能及徐变行为的影响

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硅酸盐学报 2017年第11期45卷 1605-1612页

作者：魏亚梁思明高翔清华大学土木工程系土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084

采用连续刚度测试研究应变率对硬化水泥净浆微观力学性能及徐变行为的影响,结合扫描电镜技术分析水泥净浆的微观结构对连续刚度测试结果的影响。结果表明:通过30μm压入深度的连续刚度测试可以得到水泥净浆均匀的力学性能,当压入深度(荷... 详细信息

采用连续刚度测试研究应变率对硬化水泥净浆微观力学性能及徐变行为的影响,结合扫描电镜技术分析水泥净浆的微观结构对连续刚度测试结果的影响。结果表明:通过30μm压入深度的连续刚度测试可以得到水泥净浆均匀的力学性能,当压入深度(荷载)大于临界最小深度(荷载)时,测试得到的弹性模量和压痕硬度基本保持不变,反映了水泥净浆均匀的力学性质;在0.01 s^(–1)~0.50 s^(–1)应变率范围内,应变率变化对硬化水泥净浆弹性模量的影响可忽略不计,但压痕硬度随着应变率的增大而增大,且二者具有幂型函数关系;应变率影响持载阶段的接触徐变函数,应变率越大,持载阶段的接触徐变函数越大,这与应变率越大时加载阶段的徐变发展越不充分有关。为了准确测试水泥净浆的微观徐变,需尽可能减小加载阶段的用时。

关键词：硬化水泥净浆力学性能微观徐变连续刚度测试应变率

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基于微预应力-固结理论的早龄期混凝土高温拉伸徐变试验与模拟

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工程力学 2017年第3期34卷 197-203页

作者：郭为强魏亚清华大学土木工程系土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084

研究了早龄期混凝土高温拉伸徐变特性,建立起能够考虑混凝土内部水化热和外界环境温度影响,并且适用于早龄期混凝土拉伸徐变的数值计算方法。采用自行设计的门式徐变加载设备和环境箱控制系统,进行了室温(23℃)和高温(43℃)环境下的混... 详细信息

研究了早龄期混凝土高温拉伸徐变特性,建立起能够考虑混凝土内部水化热和外界环境温度影响,并且适用于早龄期混凝土拉伸徐变的数值计算方法。采用自行设计的门式徐变加载设备和环境箱控制系统,进行了室温(23℃)和高温(43℃)环境下的混凝土拉伸徐变试验,加载龄期分别为1 d、7 d和28 d。利用徐变试验结果确定模型的计算参数,进而模拟、验证温度因素对于混凝土拉伸徐变的影响。研究结果表明,早龄期混凝土的拉伸徐变对混凝土的加载龄期和温度变化非常敏感,基于微预应力-固结理论建立起考虑温度效应和早龄期特征的数值模型,可以较好地描述不同温度历史下的早龄期混凝土拉伸徐变特征。模型采用应力-应变增量关系进行数值计算,能够为通用有限元软件徐变分析的二次开发提供基础。

关键词：混凝土早龄期拉伸徐变微预应力-固结理论高温环境徐变模型

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960MPa高强度钢材轴压柱局部稳定性能及设计方法

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湖南大学学报（自然科学版） 2017年第1期44卷 102-111页

作者：徐克龙施刚林错错土木工程安全与耐久教育部重点实验室清华大学土木工程系北京100084

为研究960 MPa(屈服强度标准值)高强度钢材轴心受压构件的局部稳定受力性能,本文使用ANSYS软件建立有限元模型,对4个箱形截面和4个工字形截面轴心受压构件进行了有限元分析.模型考虑了几何初始缺陷及焊接残余应力的影响,提取构件的极限... 详细信息

为研究960 MPa(屈服强度标准值)高强度钢材轴心受压构件的局部稳定受力性能,本文使用ANSYS软件建立有限元模型,对4个箱形截面和4个工字形截面轴心受压构件进行了有限元分析.模型考虑了几何初始缺陷及焊接残余应力的影响,提取构件的极限承载力和局部屈曲临界承载力的有限元计算结果与试验实测结果进行对比,验证了模型的有效性.利用这种建模方法,对960 MPa高强度钢材箱形和工字形轴心受压构件的局部稳定受力性能进行了有限元参数分析,并将有限元计算结果,以及本文汇总的已有试验结果,与中国、美国和欧洲的钢结构设计规范中轴心受压构件的设计曲线进行了对比,并提出了新的设计公式.结果表明,本文使用的有限元建模方法能够准确地分析计算960 MPa高强度钢材轴心受压构件的局部屈曲受力性能;几何初始缺陷和残余应力对构件的极限应力的影响很小,但是对板件宽厚比较大构件的局部屈曲应力的影响相对较大;相对于中美欧现行钢结构设计规范中的设计方法,本文提出的设计公式更适用于960 MPa高强度钢材轴心受压构件的局部屈曲应力和屈曲后极限应力的设计计算.

关键词：高强度钢材轴心受压局部稳定有限元方法设计

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一维C1有限元后处理超收敛计算的新型算法

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工程力学 2017年第9期34卷 27-33,53页

作者：钟博叶康生袁驷清华大学土木工程系土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084

该文针对一维C^1有限元提出一种新型后处理超收敛算法,由该法可求得全域超收敛的位移和内力。该法在单个单元上逐单元实施,通过将单元端部结点位移有限元解设为本质边界条件,在单元域上建立单元位移恢复的局部边值问题。对该局部边值问... 详细信息

该文针对一维C^1有限元提出一种新型后处理超收敛算法,由该法可求得全域超收敛的位移和内力。该法在单个单元上逐单元实施,通过将单元端部结点位移有限元解设为本质边界条件,在单元域上建立单元位移恢复的局部边值问题。对该局部边值问题,以单元内任一点为结点将单元划分为两个子单元进行有限元求解,子单元次数与原单元相同,由此获得该点位移的超收敛解。对单元内所有点均作这样的超收敛求解,可获得整个单元上位移的超收敛解。该位移超收敛解光滑、连续,通过对该位移超收敛解求导可获得转角和内力的超收敛解。数值结果表明,对于m次元,该法得到的挠度和转角具备与结点位移相同的h^(2m-2)阶的最佳收敛阶;弯矩和剪力则分别具备h^(2m-3)、h^(2m-4)阶的收敛阶,均比相应有限元解高出m-2阶。该法可靠、高效、易于实施,是一种颇具潜力的后处理超收敛算法。

关键词：有限元一维C 1问题后处理超收敛最佳收敛阶

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硬化水泥净浆基于纳米压痕的相态识别与水化程度计算

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复合材料学报 2017年第5期34卷 1122-1129页

作者：魏亚高翔梁思明清华大学土木工程系土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084

采用纳米原位压痕手段测量硬化水泥净浆中单一相态的代表性微观力学性能,并采用纳米点阵压痕研究各相态的含量。研究对象囊括水灰比为0.3、0.4、0.5的纯水泥净浆和水灰比为0.3情况下含50%、70%矿渣掺量复合体系,共5种配比,以表征它们的... 详细信息

采用纳米原位压痕手段测量硬化水泥净浆中单一相态的代表性微观力学性能,并采用纳米点阵压痕研究各相态的含量。研究对象囊括水灰比为0.3、0.4、0.5的纯水泥净浆和水灰比为0.3情况下含50%、70%矿渣掺量复合体系,共5种配比,以表征它们的相态分布和微观力学性质的异同点。掺矿渣的试件中含有明显多的复合相,因此提出三相模型测算复合相中未水化物的体积分数。此外,提出基于纳米压痕技术计算纯水泥和掺矿渣水泥试件水化程度的方法,结果吻合于热重分析的结果,其中纯水泥净浆中复合相较少,计算得到的水化程度优于对掺矿渣水泥试件的计算。

关键词：硬化水泥净浆纳米压痕微观力学性能水化程度三相模型

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