教学课程资源库 更多>>

ISBN: (纸本)711118257X

ISBN: (纸本)7030168216

关键词： 可靠度   地基基础   有限元   优化设计  

摘要： 地基基础工程中存在大量的不确定因素,工程设计中处理这些不确定性的方法是安全系数法。安全系数法在理论上存在一些缺陷,其结果无法完整清晰地评价工程安全度,经常会造成工程设计的较大风险或设计上的浪费。而可靠度设计计算方法比安全系数法更科学合理,可以弥补安全系数法的诸多不足,得出更多合理的安全性评价指标。因而地基基础工程中可靠度方法的应用研究具有重要的理论与实际意义。 本文运用理论分析、试验分析与数值模拟等手段,对结构可靠度计算方法、基于有限元法的地基基础可靠度分析及优化设计等问题进行了重点研究,主要内容如下: (1)介绍了结构可靠度理论的基本概念与常用计算方法;基于误差传播理论,提出一种较为简单的可靠度计算方法,通过对膨胀土路基沉降的可靠度计算及与JC法计算结果的比较,表明该方法简单可靠,精度能满足工程要求。 (2)介绍了两种常用的蒙特卡罗抽样方法;通过水泥复合土工程试验实例研究了统计学中正交试验设计法在土工试验中的应用,表明该方法科学合理,可大大减少试验次数;在此基础上,将正交试验法应用于蒙特卡罗抽样,提出一种改进的抽样方法,可减少蒙特卡罗法的模拟次数,提高模拟效率。 (3)将蒙特卡罗法与有限元法相结合,借助于ANSYS软件,在计算机上实现蒙特卡罗-有限元法分析结构的可靠度。通过筏板基础的可靠度分析,表明该方法可方便地进行地基基础可靠度分析、显著提高可靠度分析的效率与精度。 (4)运用结构优化设计理论与结构有限元分析方法,探讨了基础工程的优化设计,借助ANSYS软件实现优化设计的过程。以筏板基础可靠度为状态函数,通过优化迭代过程实现了筏板厚度的优化。

关键词： DIFFUSION TOMOGRAPHY   MEDIA   LIGHT   BOUNDARY   EQUATION  

摘要： In this paper, we propose a dual-excitation-mode methodology for three-dimensional (3D) fluorescence molecular tomography (FMT). For this modality, an effective reconstruction algorithm is developed to reconstruct fluorescent yield and lifetime using finite element techniques. In the steady state mode, a direct linear relationship is established between measured optical data on the body surface of a small animal and the unknown fluorescent yield inside the animal, and the reconstruction of fluorescent yield is formulated as a linear least square minimization problem. In the frequency domain mode, based on localization results of the fluorescent probe obtained using the first mode, the reconstruction of fluorescent lifetime is transformed into a relatively simple optimization problem. This algorithm helps overcome the ill-posedness with FMT. The effectiveness of the proposed method is numerically demonstrated using a heterogeneous mouse chest phantom, showing good accuracy, stability, noise characteristics and computational efficiency. (c) 2005 Optical Society of America

关键词： 机械制造   机身   设计   有限元   单柱液压机  

摘要： 介绍了单柱液压机的优化设计,通过对三种机身有限元计算结果的比较,选用了最合理的优化设计方案。

关键词： 有限元法   加热炉基础   温度场   分析  

摘要： 在加热炉基础的设计过程中,常常不能确定基础所处的温度,本文用有限元法并借助有限元分析软件(ANSYS)对几种不同特点、不同尺寸的基础建立有限元分析模型,并加载不同的边界条件,从而对加热炉基础的温度场进行了分析,根据计算结果,找出加热炉基础温度场中的一些特点,为基础的设计优化提供依据。

关键词： 电渣熔铸   凝固过程   金属熔池   数值模拟   微观组织   近净成形   有限元计算  

摘要： 本文采用理论探讨、数值计算与实验验证相结合的方法，对电渣熔铸系统中的凝固过程进行了有限元数值模拟的基础研究和实验验证，具体的研究工作和主要结论如下：\n 1.建立了切合实际的电渣熔铸系统热电场的物理模型和数学模型，详细阐述了有限元求解中几何模型和材料参数以及初始条件和边界条件的处理，有限元模拟结果和实际结果吻合。通过模拟与实验验证，电渣熔铸从倒渣到稳定熔铸要经历一段瞬态过程，时间长度大约为160s。电渣熔铸过程稳定后，在自耗电极底部与金属熔池之间存在着一个电流密度较大、温度较高、体积较小的高温区，和一个电流密度较小，温度较低，体积较大的低温区。高温区的存在能促进电极的快速熔化，提高电能的利用率。低温区温度比较均匀，温度轴向变化比较小，等温线几乎与渣壳内表面平行，有利于形成均匀的渣壳，从而保证铸锭有较好的表面质量。\n 2.建立了有相变时轴对称温度场的变分原理，完善了电渣熔铸系统凝固过程宏观温度场有限元计算的基础理论，求解出了金属熔池的形状和深度。结果表明，金属熔池固液界面的形状为抛物形曲线，符合金属熔池界面理论，熔池深度与结晶器直径之比与理论结果吻合，实验结果验证了模拟结果的准确性。\n 3.模拟和实验研究了工艺参数对金属溶池深度的影响(金属溶池深度是电渣熔铸凝固过程中最重要的控制参数之一)。结果表明，在实验室条件下，渣池深度对系统温度场和熔池界面的影响程度最大，熔铸电流次之，冷却水流量最小。结合正交实验得出了实验室条件下优化的工艺制度为：熔铸电流2500(A)、渣池深度60mm、冷却水流量1.2(m3/s)或1.4(m3/s)。\n 4.对电渣熔铸中凝固过程微观组织模拟的基础理论进行了初步探讨。建立了电渣熔铸中凝固过程微观组织模拟的相场模型，推导了其有限元求解格式，证明了有限元解的存在唯一性和数值稳定性，并建立了有限元求解格式的误差估计式；\n 5.

ISBN: (纸本)7111155327

关键词： 参数化   灌注桩   软土地基   钢筋混凝土   接触面单元   本构关系非线性有限元   地震响应   ANSYS   相互作用   时程分析法   APDL  

摘要： 桩基础是软土地区常见的地基处理方法，软土高含水量、高孔隙比、高压缩性和低强度、低渗透性、低固结系数的特性，使天然地基往往不能满足工程需要，采用桩基础进行加固是有效手段。但结构基础、桩与土体相互作用的受力机理相当复杂，目前关于这方面的研究相对较少。 有限元方法是研究相互作用问题的有效方法，利用三维有限元分析，可建立土体、桩与基础共同作用的数值模型，计算桩土复合体的应力和变形。由于混凝土与土体材料特性、受力性能等方面的差异，使用符合工程实际的反映各自的非线性特性的本构模型，在不同材料接触处设置恰当的接触面单元，可以更好地使计算结果与实际相一致。 本文深入讨论了三维非线性有限元分析方法、钢筋混凝土和土体的本构模型以及接触面单元形式，对在桩土结构中的土体材料与混凝土结构的接触处提出应用薄层单元进行接触面的数值模拟。 对于基本结构形状类似但具体尺寸参数变动的情况，为了能快速高效地进行分析计算，采用有限元中的参数化分析技术(APDL)，使用参数化命令语言编程，不但可以实现参数化的建模，而且可使计算分析过程自动化，提高了分析效率，而且只需简单的参数数值改变即可将程序应用于类似工程的计算分析。 文中对秦淮河三汊河口闸工程进行了考虑桩、土及基础相互作用的三维非线性静、动力分析，计算分析了各种工况下水闸的应力和位移规律，对齿墙深度进行敏感性分析，得出控制闸室水平位移的最佳齿墙深度，进行了在单、双向地震波作用下的动力时程分析，为工程的设计和施工提供了可用的计算结果。

关键词： 非线性   摄动   随机有限元   随机场  

摘要： 将二阶非线性摄动随机有限元理论和土性参数随机场的离散技术相结合,可以处理岩土工程中由多种不确定因素带来的结果的不确定性。与一阶摄动随机有限元相比,二阶摄动随机有限元具有较高的计算精度。笔者探讨了这一方法,考虑土性分布参数和荷载变异性,用二阶摄动随机有限元法进行了浅地基沉降的概率分析。