边界元法解摩擦型的弹性接触问题

1.弹性接触问题的边界积分方程以两个相互接触弹性域Ω~A和Ω~B为研究对象(图1).对任一弹性域Ω~K及边界Γ~K,可以推导出以增量形式写出的弹性接触问题的边界积分方程     

Lode角对应力张量的导数的基本性质

为计及岩土类材料塑性力学行为的中主应力影响或应力路径相关性,通常将应力张量Lode角/Lode数引入屈服函数与塑性势函数。由此在计算塑性应变增量时必然涉及Lode角/Lode数对应力的导数张量（记为 ）。然而,应力张量主值有重根时 的计算存在困难。本文给出了 的主值计算方法及谱分解表达式并详细讨论了张量 的基本性质。     

筒仓泄料过程中阻塞现象的数值模拟

基于颗粒材料离散颗粒模型及颗粒流方案,通过数值试验研究了筒仓泄料过程中影响颗粒流发生阻塞的若干因素,给出了阻塞概率随筒仓底部开口半径及倾角、颗粒间摩擦系数及颗粒粒径分布的关系曲线.基于颗粒簇的概念,进一步研究了颗粒形状的影响,并对颗粒材料阻塞时的力链分布特征进行简要分析.     

应力历史对颗粒材料强度和变形特征影响的离散元模拟

主要关注了颗粒材料前期所受的应力历史对其后期宏观力学响应的影响。该应力历史由一段等比例加载应力路径以及卸载垂直方向应力至与水平方向围压相同的卸载段描述。具体工作为:基于PFC2D双轴压缩数值实验,调查了应力历史对颗粒样本的强度、变形特征、细观参量如组构的影响,得出颗粒样本的偏应力-应变、体积应变曲线及其发生破坏时的名义应变云图。数值结果表明:高低围压下样本分别发生剪切破坏和弥散破坏,高围压下弹性阶段的刚度受应力历史影响较大,而低围压下样本在刚进入塑性至应力峰值点阶段的弹塑性刚度变化较为明显。随着应力历史中等比例加载系数的增大,剪胀加快,变形局部化范围有所不同;另一方面,颗粒形状的不规则性会增强颗粒材料的各向异性,导致样本强度更高。     

基于教育目标分类学的工程力学课堂教学探讨

基于教育目标分类学的思维过程分层次理论,结合工程力学的课程特点,针对该课程的情感培养以及基于该课程的创新意识引导和培养提出了教学实施方案. 强调了在课堂教学中对学生分析、综合和评价能力的培养以及专业知识的更新,从而达到培养创新人才的目标.     

?????????Mohr-Coulomb???????????????

在应用Mohr-Coulomb屈服条件时,由于中主应力不影响判别材料是否进入屈服,因此有关中主应力对Mohr-Coulomb材料屈服的影响性质关注较少.考虑Mohr-Coulomb屈服条件与应力路径相关性,本文采用Lode角或Lode数描述了偏平面上屈服性质的分区,对任意满足Mohr-coulomb屈服条件的应力状态,在保持其大、小主应力不变的条件下给出了中主应力在大、小主应力之间变化时的屈服轨迹,从而明确了中主应力对Mohr-Coulomb材料屈服性质的影响.     

连续介质力学中变形梯度张量客观性表述的分歧

张量的客观性是连续介质力学中一个重要的概念,但现有文献对张量客观性的定义不一致导致有关变形梯度张量客观性的表述存在分歧.本文主要基于张量的逆及功共轭角度分析了不同客观性定义的差别,旨在加深对张量客观性,特别是对变形梯度等两点张量客观性的认识.     

基于扰动状态概念与E-B模型的粗粒料力学行为模拟

考虑到基于复杂弹塑性模型与扰动状态概念的本构模型在数值积分时的困难,以Duncan-Chang(E-B)模型描述材料在相对完整状态(RI)下的响应,用临界状态模型描述材料在完全调整状态(FA)下的力学行为。依据常规三轴试验曲线判断材料状态的转变并建议了相应的扰动因子计算方法。利用Abaqus软件实现了相应的程序代码,数值算例模拟了堆石料的三轴试验,结果表明邓肯-张模型与扰动状态概念的结合在模拟应变软化、剪缩与剪胀方面具有良好能力。在此基础上进一步模拟了某混凝土面板堆石坝的施工、蓄水、退水的过程,数值结果表明变形分布符合一般规律,且在定量上与原型观测吻合较好。     

基于多刚体动力学模型的漂浮式拦污排的平衡形状和张力

漂浮式拦污排为多个浮箱通过铰接组成的多体系统．将浮箱模型简化为刚性杆件,基于多体动力学理论,建立了漂浮式拦污排的运动控制方程,并给出了相应的数值求解方案．模型试验表明了数值模型及求解方案的有效性．数值算例结果表明,传统的悬链线假设得到的结果误差较大．此外还讨论了平衡状态下拦污排发生“自锁”状态的判断方法及水面下降时的张力演化过程．     

非均质材料动力分析的广义多尺度有限元法

自然界和工程中的大部分材料都具有多尺度特征,当考察尺度小到一定程度后,都将表现出非均质性.针对非均质材料的动力问题,提出了一种广义多尺度有限元方法,其基本思想是利用静态凝聚法以及罚函数法构造能够反映单元内部材料非均质特性的多尺度位移基函数.与传统扩展多尺度有限元法中的基函数构造方式不同,广义多尺度有限元法的基函数无需通过在子网格域上多次求解椭圆问题得到,而可直接通过矩阵运算获得.其主要步骤如下:利用数值基函数将一个非均质单胞等效为一个宏观单元,进而形成整个结构的等效刚度矩阵,并得到宏观网格的节点位移,最后再次利用数值基函数得到微观尺度上的位移结果.该广义多尺度有限元法是扩展多尺度有限元法的一种新的拓展,可模拟具有更加复杂几何的非均质单胞的力学行为.通过数值算例,模拟了非均质材料的静力问题、广义特征值问题以及瞬态响应问题,计算结果表明:在边界条件一样的情况下,广义多尺度有限元法的计算结果与传统有限元的计算结果保持高度一致.与传统有限元相比,该方法在保证计算精度的同时极大地提高了计算效率.研究结果表明,广义多尺度有限元法能够很好地模拟非均质单胞的力学行为,具有良好的工程应用潜力.