考虑流固耦合效应的重力坝水力劈裂模拟

裂缝的高压水力劈裂是混凝土高坝安全评估的重要部分,研究其过程中的流固耦合作用是准确预测在各种情况下裂纹扩展路径和危险程度的关键.该文利用扩展有限元法在模拟裂纹扩展方面的优势,对大坝的裂纹进行水力劈裂模拟研究.裂纹中的水压分布模型采用Brühwiler和Saouma水力劈裂试验的成果,体现了水压和裂纹宽度的耦合关系,给出了扩展有限元在裂纹面上施加水压力荷载的实施方法,对一典型重力坝裂纹的水力劈裂进行了数值模拟分析.研究结果表明:采用扩展有限元法模拟水力劈裂,克服了常规有限元法存在的缺点,裂纹扩展时不用重新划分网格,裂纹的实时宽度可以由加强节点的附加自由度得到,裂纹面上水压的施加也变得简单易行.当考虑裂纹内的流固耦合效应时,裂纹的扩展路径相比不考虑耦合效应时的扩展路径(均布全水头水压),扩展角变大,扩展距离变短.     

含内聚裂纹弹性体的能量释放率与断裂能

根据内聚裂纹模型,含裂纹的弹性体在裂纹尖端附近存在一内聚区,内聚区断裂参数表达是其核心研究内容.该文假定弹性平板直线裂纹尖端存在一带状内聚区,并由一条虚拟线裂纹代替,其张开位移与内聚力存在确定的非线性函数关系.以Ⅰ型边裂纹为例,导出了满足虚拟裂纹条件的解析解;在此基础上给出了物理裂纹尖端扩展的能量释放率G_a、内聚裂纹尖端扩展的能量释放率G_b的计算公式;讨论了G_b,J积分和断裂能G_F之间的关系;从理论上证明了临界能量释放率G_bc就是断裂能G_F,G_bc可以作为含内聚区材料裂纹失稳扩展的断裂参数.提出的方法适用于所有含Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型内聚裂纹的弹性体.     

关于裂纹稳定扩展过程的数值模拟与一种非线性断裂准则

本文采用增量有限元数值法,建立了增量方程,并应用裂纹顶端临界张开角准则,实现了从起裂到失稳整个裂纹扩展过程的数值模拟,揭示了裂纹稳定扩展过程中一些复杂的力学现象.为了比较,文中还计算了J积分的数值,表明它不能作为裂纹稳定扩展过程的控制参数,认为选取裂纹顶端张开角准则是适当的.     

三轴压缩下岩石/混凝土的三维细观损伤模型

考虑三轴压应力作用下的无限大体深埋椭圆形裂纹的变形场,给出了闭合椭圆形微裂纹的能量释放率.采用能量平衡方法分析了闭合椭圆形微裂纹的扩展条件,得到了代表性体积单元中具有任意空间取向的单个闭合椭圆形微裂纹及其扩展引起的附加柔度张量.分析了闭合椭圆形微裂纹的偏折扩展,得到了微裂纹偏折扩展引起的附加柔度张量.采用Taylor方法考虑微裂纹系统对代表性体积单元变形的影响,引入概率密度函数,得到了三轴压缩下岩石/混凝土的三维细观损伤模型.分析了混凝土的单轴压缩特性,结果表明该模型能够很好地描述实验现象.     

Thermal Shock Crack Propagation of Alumina Simulated With the Phase-Field Method Under Temperature-Dependent Damage Criteria北大核心CSCD

氧化铝陶瓷材料的力学性能受温度影响显著,因此使用相场法模拟热冲击裂纹的扩展时有必要考虑损伤判据的温度相关性.在现有热力学相场模型的基础上通过引入温度相关性损伤判据,修正了相场模型的控制方程.利用该模型对氧化铝陶瓷热冲击实验进行有限元模拟,并将模拟结果与氧化铝热冲击实验结果和不考虑温度相关性损伤判据的有限元模拟结果进行对比.结果表明,通过引入温度相关性损伤判据,可实现对热冲击裂纹的萌生和扩展过程更合理的模拟.     

基于流-固耦合的水平缝压裂滤失规律研究

使用ABAQUS软件,建立了包含隔层和储层的层状多孔介质三维有限元模型,采用三维流固耦合实体单元和cohesive粘结单元描述岩石和裂缝的损伤行为.模拟直井水平缝的起裂和扩展以及液体滤失过程,分析得到了地质因素和工程因素对水平裂缝扩展参数的影响以及对滤失距离的影响,并进行了参数显著性分析,参数包括弹性模量、施工排量、渗透率、压力液粘度、地应力、孔隙压力和施工液量,最后利用模拟的规律认识指导实际井的压裂施工参数设计,压后效果显著.     

用有限元结合动态光弹性分析确定动态应力强度因子

本文运用有限元方法结合动态光弹性分析,对动态应力强度因子的计算进行了分析研究.作者在钱伟长教授[1]的基础上,将动态裂尖的奇异性分析解引入有限元计算;并以动态光弹性分析所得的裂纹扩展长度与时间的关系曲线作为定解补充条件,据此建立了有效模拟裂纹扩展的数值模型.通过具体算例证明,本文的方法取得了与实验结果相吻合的效果.     

GTN模型参数标定方法与应用

采用有限元辅助试验的FAT(finite-element-analysis aided testing)迭代方法获取的材料直至破坏的全程本构关系曲线并借助ABAQUS和GTN(Gurson-Tvergaard-Needleman)模型,提出了基于有限元逆向法标定GTN模型参数的方法,对316L不锈钢、304不锈钢和汽轮机转子材料26Ni Cr Mo V11-5漏斗试样拉伸过程的仿真结果良好。在此基础上获得的三种材料的GTN模型参数应用于模拟CT(compact tension)试样的准静态裂纹扩展下的载荷位移曲线并基于载荷分离方法,获得了三种材料CT试样的J阻力曲线。     

统一的解理断裂统计模型

根据微裂纹的解理断裂强度服从三参数Weibull分布的假设和最薄弱链理论,推导出了低合金结构钢的解理断裂统计模型.由模型的一般表达式结合裂纹、缺口和光滑试样具体的应力分布,进一步推导出了这三种试样的解理断裂统计模型.并以临界应力强度因子K_IC、断裂载荷L_F和断裂真应力σ_F作为控制参量,分别建立了裂纹、缺口和光滑试样的解理断裂统计判据.采用热模拟技术,在15MnVN钢中得到了焊接过热区粒状贝氏体组织,在-196—20℃的温度范围内,对热模拟后的材料分别进行了光滑试样的单轴拉伸试验、缺口试样的四点弯曲试验、裂纹试样的三点弯曲试验,所测得的光滑试样的断裂真应力、缺口试样的断裂载荷以及裂纹试样的K_IC与统计模型所预测的相应参量的变化趋势及其分散带完全一致,从而在扩展控制的解理温度区间里,首次统一了不同试样、加载方式条件下材料的解理断裂行为.     

对部分线性模型用惩罚最小二乘估计时最优光滑化的注记

部分线性模型也就是响应变量关于一个或者多个协变量是线性的, 但对于其他的协变量是非线性的关系\bd 对于部分线性模型中的参数和非参数部分的估计方法, 惩罚最小二乘估计是重要的估计方法之一\bd 对于这种估计方法, 广义交叉验证法提供了一种确定光滑参数的方法\bd 但是, 在部分线性模型中, 用广义交叉验证法确定光滑参数的最优性还没有被证明\bd 本文证明了利用惩罚最小二乘估计对于部分线性模型估计时, 用广义交叉验证法选择光滑参数的最优性\bd 通过模拟验证了本文中所提出的用广义交叉验证法选择光滑参数具有很好的效果, 同时, 本文在模拟部分比较了广义交叉验证和最小二乘交叉验证的优劣.     

RECENT PROGRESS ON SPHERICAL HARMONIC APPROXIMATION MADE BY BNU RESEARCH GROUP ——In memory of Professor Sun Yongsheng

As early as in 1990, Professor Sun Yongsheng, suggested his students at Beijing Normal University to consider research problems on the unit sphere. Under his guidance and encouragement his students started the research on spherical harmonic analysis and approximation. In this paper, we incompletely introduce the main achievements in this area obtained by our group and relative researchers during recent 5 years （2001-2005）. The main topics are： convergence of Cesaro summability, a.e. and strong summability of Fourier-Laplace series; smoothness and K-functionals; Kolmogorov and linear widths.     

Instructions for Authors

<正>Submission Authors must use LaTeX for typewriting,and visit our website www.actamath.com to submit your paper.Our address is Editorial Office of Acta Mathematica Sinica,Academy of Mathematics and Systems Science,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,P.R.China.     

THE 8~(th) INTERNATIONAL CONGRESS ON INDUSTRIAL AND APPLIED MATHEMATICS

正August 10-14,2015Beijin,China The International Congress on Industrial and Applied Mathematics(ICIAM)is the premier international congress in the field of applied mathematics held every four years under the auspices of the International Council for Industrial and Applied Mathematics.From August 10 to 14,2015,mathematicians,scientists     

Boundedness for commutators of multipliers on Hardy type spaces

In this paper, we study the commutators generalized by multipliers and a BMO function. Under some assumptions, we establish its boundedness properties from certain atomic Hardy space Hb^p（R^n） into the Lebesgue space L^p with p 〈 1.     

A unified approach to certain problems of best local approximation

In this paper we study best local quasi-rational approximation and best local approximation from finite dimensional subspaces of vectorial functions of several variables. Our approach extends and unifies several problems concerning best local multi-point approximation in different norms.     

Towards Excellence in Science Chinese Academy of Sciences

<正>May 26,2014,Beijing Science is a human enterprise in the pursuit of knowledge.The scientific revolution that occurred in the 17th Century initiated the advances of modern science.The scientific knowledge system created by     

THE 8~(th) INTERNATIONAL CONGRESS ON INDUSTRIAL AND APPLIED MATHEMATICS

<正>August 10-14,2015Beijing,ChinaThe International Congress on Industrial and Applied Mathematics(ICIAM)is the premier international congress in the field of applied mathematics held every four years under the auspices of the International Council for Industrial and Applied Mathematics.From August 10 to 14,2015,mathematicians,scientists     

Bounds for the zeros of polynomials

Let P(z)=∑↓j=0↑n ajx^j be a polynomial of degree n. In this paper we prove a more general result which interalia improves upon the bounds of a class of polynomials. We also prove a result which includes some extensions and generalizations of Enestrǒm-Kakeya theorem.