水荷载引起混凝土重力坝位移的理论研究

基于多孔连续介质模型,从理论上探讨了作用在地基上的水荷载作为渗流体荷载时引起混凝土重力坝的位移,导出了均质各向同性地基在渗流体荷载作用下的应力解答和位移解答.通过理论分析得到:(1)由于渗流体荷载引起上游地基下沉,下游地基上抬,从而使地基转动,导致坝体向上游位移.(2)作用在地基上的水荷载按面荷载分析的位移大于按渗流体荷载分析的位移,但它们都引起坝体向上游位移.     

接触爆炸荷载作用下溢流坝的抗爆性能

以黄登重力坝的溢流坝为研究背景,考虑混凝土的高应变率效应,运用Lagrange-Euler耦合算法建立大坝-库水-空气-炸药全耦合数值模型,研究溢流坝在接触爆炸荷载作用下的抗爆性能。分析满库与空库时溢流坝在爆炸冲击波作用下的动力响应及损伤程度,并进一步研究满库时大坝在不同炸点的水下接触爆炸荷载作用下的动力响应及损伤分布。研究结果表明,满库时水下爆炸比空库时爆炸的动力响应及损伤程度大得多;溢流坝的抗爆薄弱部位主要集中在溢流道顶部及坝体上游折坡处。研究溢流坝的抗爆性能时应重点研究满库时水下爆炸对大坝的破坏特性。     

基于石膏材料的小结构重力坝损伤本构模型研究

大坝模型试验的模型材料力学性能是试验成功与否的关键影响因素。基于石膏模型材料基本力学性质和混凝土材料基本相似的实际情况,考虑石膏模型材料的孔隙率,在能量损伤理论模型的基础上,结合工程规范,建立了石膏模型材料的受拉损伤本构模型。同时,分析了模型材料应变率对材料峰值应力的影响,引入动应力提高系数,并给出了与应变率相关的模型材料受拉损伤本构模型。利用该本构模型模拟了动荷载下石膏模型重力坝的破坏过程,并与模型试验结果进行对比。结果表明：数值模拟得到的重力坝开裂破坏的位置、形式与模型试验结果较为接近。     

马尔可夫过程在一维随机损伤模型中的应用

1 引言自从Kachanov 在1958年研究蠕变断裂时引进损伤概念后,近三十年内损伤理论得到了很大发展,但对损伤演化过程,一般多采用确定性演化方程进行描述.由于材料微结构的几何和物理特性的随机性及制造工艺和外部环境等各种随机因素的存在,所以损伤演化过程应该是随机的.近几年来,采用随机过程描述损伤演化过程已引起人们的重视.Bogdanoff 提出了用马尔可夫过程来描述损伤演化,而马尔可夫过程具有无后效性,这一点恰好符合材料的     

四边简支矩形板的蠕变损伤非线性弯曲

 基于Kachanov蠕变损伤理论和Von Karman非线性板理论，建立了在横向和面内载荷 共同作用下蠕变损伤四边简支矩形板的非线性弯曲平衡方程，采用有限差分法进行 数值迭代求解，分析了几何非线性、面内荷载等因 素对板非线性蠕变损伤特性的影响.     

四边简支矩形板的蠕变损伤非线性弯曲

基于Kachanov蠕变损伤理论和Von Karman非线性板理论,建立了在横向和面内载荷共同作用下蠕变损伤四边简支矩形板的非线性弯曲平衡方程,采用有限差分法进行数值迭代求解,分析了几何非线性、面内荷载等因素对板非线性蠕变损伤特性的影响．     

耦合路面损伤的车辆随机动荷载特性研究

为准确分析车辆对不平整路面作用的实际动荷载,在传统计算方法的基础上,进一步考虑了永久变形和平整度劣化等路面损伤累积的影响,提出了耦合损伤的车辆随机动荷载分析方法.通过计算轴载作用下路面各点的永久变形,推导路面不平整度的更新方程,将其引入车-路系统动力方程,采用Matlab编制求解程序,即可得到任意时间路面各点受到的车辆随机动荷载序列.基于该方法分析了车辆随机动荷载沿轮迹的分布变化,研究了随机动荷载系数随轴次的演化规律.结果 表明,车辆随机动荷载是随时间逐渐增大的动态演化过程,其沿轮迹的分布具有空间可重复性,随着轴载作用,动荷载的离散程度增大,将引起路面各点的损伤累积差异增大;而车辆行驶速度越低,新建路面越不平整,动荷载随时间演化速率越快,对路面造成的损伤越大.     

环境激励下基于小波包分析的结构损伤预警方法

将环境荷载激励技术与小波包分析相结合,提出对环境激励下的结构动力响应计算虚拟脉冲响应函数并在此基础上计算结构的小波包能量谱及其损伤预警指标,用以表征结构动力系统的损伤状态.通过Benchmark试验模型模拟结构的多种损伤状态,采集模型在环境激励下结构损伤前后的动力响应,计算了结构损伤预警的小波包能量谱及其损伤预警指标.试验结果表明,环境激励下基于小波包能量谱的结构损伤预警指标具有良好的损伤预警能力,可以准确地判定结构初期损伤的发生.     

CT技术在混凝土细观损伤检测中的应用

应用X射线CT技术无损检测混凝土内部结构和裂纹演化过程,是对混凝土细观裂纹演化规律的分析和研究.详细总结了目前CT技术在混凝土破损过程中的实时动态观测、CT图像分析、裂纹演化规律、损伤演化与损伤变量分析、混凝土三维图像重建等方面的应用进展.结论表明:CT技术是研究混凝土细观损伤演化过程的有效观测手段,并指出混凝土CT试验目前存在的问题是如何获得各种试验条件下精确的CT图像及其成果的应用研究.     

双连梁短肢剪力墙结构的随机损伤演化分析

基本于概率密度演化方法和混凝土弹塑性损伤本构模型,本文针对一类新型双连梁短肢剪力墙开展了随机损失演化模拟研究.基于广义概率密度方程分别研究了结构荷载与受拉、受剪损伤随机过程,分析了三者在结构受力全过程中均值、方差以及变异系数的变化特征;通过不同随机参数组合计算结果与结构均值反应的对比,发现宏观结构荷载-位移曲线和细观受拉、受剪损伤随位移变化过程之间存在很大差异;通过分析研究典型位移水平下结构荷载与受拉、受剪损伤的概率密度曲线以及其极限状态下各自所对应的等概率线分布,不仅阐释了随机损伤演化的多样性与复杂性,而且为从本质上认识非线性问题提供了可能途径.     

Convergence analysis of a finite element method based on different moduli in tension and compression

When analyzing materials that exhibit different mechanical behaviors in tension and compression, an iterative approach is required due to material nonlinearities. Because of this iterative strategy, numerical instabilities may occur in the computational procedure. In this paper, we analyze the reason why iterative computation sometimes does not converge. We also present a method to accelerate convergence. This method is the introduction of a new pattern of shear modulus that was strictly derived according to the constitutive model based on the bimodular elasticity theory presented by Ambartsumyan. We test this procedure with a numerical example concerning a plane stress problem. Results obtained from this example show that the proposed method reduces the cost of computation and accelerates the convergence of the solution.     

Assessment of structural damage using natural frequency changes

The present paper develops a new method for damage localization and severity estimation based on the employment of modal strain energy. This method is able to determine the damage locations and estimate their severities, requiring only the information about the changes of a few lower natural frequencies. First, a damage quantification method is formulated and iterative approach is adopted for determining the damage extent. Then a damage localization algorithm is proposed, in which a damage indicator is formulated where unity value corresponds to the true damage scenario. Finally, numerical studies and model tests are conducted to demonstrate the effectiveness of the developed algorithm.     

HOMOTOPY CONTINUATION ALGORITHM FOR STRUCTURAL DAMAGE IDENTIFICATION

I. INTRODUCTIONStructural damages due to the loss of sti?ness such as crack, localization bulking have remarkablein?uences on the physical properties of structure such as deformation, stress, frequency and modelshape. So the change of these properties can be used to identify the damage location and degree ofstructures. The damage identification techniques based on these properties’ changes have attractedmuch attention in recent years, and many approaches have been developed[1??5].Nowaday…     

矩形板非线性蠕变损伤屈曲特性分析

基于Von Karman非线性板理论和Kachanov-Rabotnov损伤理论,建立了在横向和面内载荷共同作用下考虑蠕变损伤效应的矩形板的非线性控制平衡方程,采用有限差分法和时间增量算法对未知变量进行离散,对整个问题进行迭代求解,分析了几何非线性、荷载等因素对板非线性蠕变损伤特性的影响。     

框架结构缺损识别的交错迭代法

对具有局部缺损刚度框架结构识别的逆分析问题进行了研究,在采用有限元最小二乘法的基础上,提出了非线性最小化过程的交错迭代方法。算例及分析表明,本文方法是一种精度高、收敛迅速、应用方便的逆分析方法。     

船体水下近距非接触爆炸损伤计算之两步迭代法

船体水下近距非接触爆炸产生的破口计算过程复杂，涉及船体板架、武器装药和爆距方位等诸多因素，工程实践中通常应用经验公式求解。基于舰船遭受定向型战斗部攻击、毁伤面近似垂直于毁伤轴和爆炸过程瞬时发生满足近似能量守恒基本条件，根据爆炸冲击波初始动能与爆炸作用区域结构塑性变形能等量传递的假设，给出了计算方法。考虑了附着加强筋的船体壳板等效厚度对抵御冲击波毁伤的影响，运用爆炸冲击波作用下船体壳板产生的极限应变超过板材动态极限应变导致壳板开裂这一基本原理，设计了两步迭代法计算流程，给出了简捷易用的迭代计算表格。针对4种典型装药当量冲击波作用下，5～20 m长度舱段，11 m以内爆炸距离，6和8 mm这2种典型厚度船体壳板遭受爆炸冲击受损情况进行了768组数据计算。引入平面拟合方程，通过判断截平面相似度分析，给出了计算方法的适用性判据，探讨了计算参数的适用范围，以保证两步迭代法能够客观反映水下近距非接触爆炸的实际破坏效果。结合经验公式计算结果和破损舰船受损实测数据，对该方法进行了检验，实践表明：两步迭代法易于工程实践且具有较好的准确性。     

Semi-permeable crack analysis in a 2D magnetoelectroelastic medium based on the EMPS model

For a crack in a magnetoelectroelastic plane under the electrically and magnetically semi-permeable boundary condition, we derive the non-linear analytical solution of the strip electric–magnetic polarization saturation (EMPS) model. Using the extended dislocation theory and integral equation method, we obtain the electric and magnetic yielding zones, as well as the field intensity factor and local J-integral. Adapting an iterative method, numerical examples were performed to analyze the effect of different boundary conditions and the electric–magnetic saturated properties on the electric displacement and magnetic induction in the crack cavity, electric and magnetic yielding zones, stress intensity factor and local J-integral.     

环空大挠度钻柱力学分析的动坐标迭代法及其简化应用

应用动坐标迭代法分析环空钻柱的边界待定问题与几何非线性受力变形问题。将摩擦引入平衡计算中，导出了三维分析模型。计算说明该方法和模型简便可靠，实际应用可以简化计算。     

灰色相关性分析在结构静力损伤识别中的应用

基于灰色理论的相关性分析方法，首次提出了灰色曲率关联系数的概念并将其应用到结构的静力损伤识别中，提出了对局部损伤十分敏感的静态位移曲率置信因子SDCACi，通过该因子的大小对各节点所连接的单元是否会发生损伤进行精确的判断，然后运用最小二乘法对损伤区域的损伤程度进行识别．并将该方法应用于两端固支梁的损伤识别中，由识别结果可以证明：不论测量数据(用有限元仿真计算并考虑了测量误差)的多少，该方法对结构中的单损伤和多损伤都能进行准确的定位，因此该方法在大型结构及复杂结构的损伤识别中具有广阔的应用前景．     

二维边界层方程的迭代求解

针对二维边界层方程,提出了分析积分迭代法.首先将该方法应用于Blasius方程和Falkner-Skan方程的求解,数值计算结果稳定,计算精度高;然后对外部有势流不能达到自相似要求、必须二维求解的二维层流边界层问题,在分析积分迭代法中加上计算力学的松弛迭代法,形成了一套有效的算法.数值结果表明该方法用于层流边界层的计算是很有效的.