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基于SPH-FEM的落石冲击缓冲层-钢筋混凝土板动力响应研究 被引量:2
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作者 孙晓虎 李浩 +5 位作者 梅雪峰 李登峰 师郡 崔鹏 邵怡铭 李泽洲 《建筑结构》 北大核心 2025年第9期69-75,62,共8页
崩塌落石防治工程中,通常采用钢筋混凝土框架与砂(碎石土)土缓冲层共同组成抗落石冲击防护结构。针对有限元模拟冲击荷载下缓冲层超大变形存在无法收敛的问题,建立平滑粒子流-有限元法(SPH-FEM)耦合的数值计算模型。首先利用ABAQUS对整... 崩塌落石防治工程中,通常采用钢筋混凝土框架与砂(碎石土)土缓冲层共同组成抗落石冲击防护结构。针对有限元模拟冲击荷载下缓冲层超大变形存在无法收敛的问题,建立平滑粒子流-有限元法(SPH-FEM)耦合的数值计算模型。首先利用ABAQUS对整个模型建立标准拉格朗日有限元网格,然后利用Python脚本将土缓冲层有限元网格转换为SPH,最后进行求解计算,并与室外大型落石冲击试验结果进行对比。结果表明,数值模拟与实测的落石冲击力与钢筋混凝土板位移误差均在10%以内,证明了SPH-FEM耦合算法的合理性;在小于12m/s的冲击速度下,缓冲层能够吸收85%以上的冲击能量;落石峰值冲击力与冲击速度近似成线性关系,峰值冲击力模拟值与Hertz理论值基本一致;采用SPH-FEM耦合的数值模拟对于再现落石冲击砂土颗粒过程中的流动性比有限元更加客观真实。 展开更多
关键词 落石 缓冲层 钢筋混凝土板 冲击荷载 模型试验 sph-fem耦合算法
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基于SPH-FEM耦合的地震诱发滑坡启滑过程及其堆积形态模拟研究
2
作者 张卜 杜勇辉 +1 位作者 赵密 杜修力 《市政技术》 2025年第11期1-9,17,共10页
历史震害经验表明,地震灾害和地震链生滑坡灾害严重威胁坡体安全,尤其是高山峡谷工程区地震诱发滑坡问题日益突出。因此,为模拟地震诱发滑坡启动了滑动的堆积全过程,提出了一种光滑粒子流体动力学方法(SPH)与有限元方法(FEM)耦合的数值... 历史震害经验表明,地震灾害和地震链生滑坡灾害严重威胁坡体安全,尤其是高山峡谷工程区地震诱发滑坡问题日益突出。因此,为模拟地震诱发滑坡启动了滑动的堆积全过程,提出了一种光滑粒子流体动力学方法(SPH)与有限元方法(FEM)耦合的数值模拟方法,建立了静动力分析步骤;结合自编残余黏聚强度随等效塑性应变软化用户子程序,实现了地震诱发坡体滑动大变形过程模拟。开展了滑体不同衰减黏聚强度参数下、滑坡下的监测点位移时程、速度时程和堆积形态研究。研究结果表明,滑坡启动滑动堆积全过程可划分为初期缓慢位移阶段、中期加速位移阶段、后期减速至零阶段;不同残余黏聚强度滑坡中残余黏聚强度越低、滑坡体位移值越大、滑坡体速度峰值越高,变化就越剧烈,且位移增长趋势越明显;随着残余黏聚强度的增加,滑坡堆积范围逐渐减小,形态由分散趋向集中。 展开更多
关键词 地震诱发滑坡 sph-fem耦合 全过程模拟 堆积形态
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基于LS-DYNA的SPH-FEM火箭橇垂直水戽斗流固耦合仿真研究
3
作者 张宁 董龙雷 +2 位作者 吕水燕 刘洋 付良 《装备环境工程》 2025年第11期1-9,共9页
目的更准确地得出火箭橇垂直水戽斗在超音速条件下,对不同水层的完整刹车过程的力学响应特性。方法采用HyperMesh划分高质量的有限元网格,基于LS-DYNA,采用FEM模拟垂直水戽斗的有限元模型,采用无网格的SPH粒子模拟长柱形水域粒子在刹车... 目的更准确地得出火箭橇垂直水戽斗在超音速条件下,对不同水层的完整刹车过程的力学响应特性。方法采用HyperMesh划分高质量的有限元网格,基于LS-DYNA,采用FEM模拟垂直水戽斗的有限元模型,采用无网格的SPH粒子模拟长柱形水域粒子在刹车时的飞散过程,对火箭橇垂直水戽斗与水层之间的交互行为进行数值模拟仿真,得出垂直水戽斗在运动过程中的最大应力点,以及应力变化的全过程时域响应和不同工况下戽斗刹车力的理论-仿真误差特性,并结合火箭橇垂直水戽斗刹车试验数据结果,验证不同工况下戽斗刹车力的仿实误差特性的结果。结果通过数据分析可以发现,仿真结果的平均误差和最大误差分别为6%和10%。结论结合理论推导、模拟仿真与试验测试,验证了基于LS-DYNA的SPH-FEM流固耦合的数值模拟方法能有效预测火箭橇垂直水戽斗完整刹车过程中的力学响应。 展开更多
关键词 火箭橇 水戽斗 LS-DYNA sph-fem方法 流固耦合 动态响应
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考虑侧向土体大变形的箱涵安全SPH-FEM耦合分析
4
作者 季树凯 李加亮 +1 位作者 苏鸿梁 崔溦 《海河水利》 2025年第11期69-76,共8页
箱土围堰在拔除拉森钢板桩时,桩间土会发生滑塌变形,影响邻近建筑物的受力稳定。常规FEM方法模拟土体大变形易出现数值不收敛,而SPH法可模拟土体失稳过程中颗粒滑塌现象,但仅采用SPH法模拟计算精度较低。基于此,通过耦合SPH与FEM,并结... 箱土围堰在拔除拉森钢板桩时,桩间土会发生滑塌变形,影响邻近建筑物的受力稳定。常规FEM方法模拟土体大变形易出现数值不收敛,而SPH法可模拟土体失稳过程中颗粒滑塌现象,但仅采用SPH法模拟计算精度较低。基于此,通过耦合SPH与FEM,并结合强度折减理论,建立了可模拟桩间土失稳滑塌变形的数值模型,分析了拔除单侧、双侧钢板桩以及抽干围堰一侧明渠水与渠底清淤工况下箱涵的位移变形、主应力以及抗滑稳定性。结果表明,在4种工况下,箱涵不均匀沉降最大为1.4 cm,相应最大拉应力约0.85 MPa,满足钢筋混凝土箱涵强度标准,且箱涵滑动安全系数均满足要求,表明其具备良好的受力与稳定性。研究结果符合工程实际规律,可为类似工程提供较好的参考价值。 展开更多
关键词 土体大变形 颗粒滑塌 混凝土箱涵 sph-fem耦合 数值模型
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SPH-FEM耦合法数值模拟在弹塑性力学中典型案例分析
5
作者 缪广红 陈龙 +2 位作者 卢小雨 董继蕾 吴建强 《安阳工学院学报》 2025年第4期58-64,共7页
为了提高弹塑性力学教学效果,将SPH-FEM耦合法数值模拟技术应用与弹塑性力学课程教学。首先通过数值模拟技术建立了爆炸焊接复合板的实体模型,并对材料的参数进行选取,然后计算了爆炸焊接复合板的焊接窗口,最后分析了爆炸焊接中速度、... 为了提高弹塑性力学教学效果,将SPH-FEM耦合法数值模拟技术应用与弹塑性力学课程教学。首先通过数值模拟技术建立了爆炸焊接复合板的实体模型,并对材料的参数进行选取,然后计算了爆炸焊接复合板的焊接窗口,最后分析了爆炸焊接中速度、位移、压力等分布情况并对其碰撞角进行了测量。通过数值模拟技术得到的速度、位移、压力、碰撞角与实际理论基本吻合,在弹塑性力学教学中适当地运用SPH-FEM耦合数值模拟技术,可以使复杂的弹塑性力学教学变得更加直观、生动,可以极大提高学生们学习的积极性,增强学生们对弹塑性力学学习的兴趣。 展开更多
关键词 sph-fem耦合算法 爆炸焊接 炸药层厚度 课程教学
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隧道洞口危岩冲击河砂垫层试验及SPH-FEM仿真
6
作者 王星 来显杰 +2 位作者 黄帅 聂亚伟 胡朝霞 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第9期34-41,共8页
在考虑缓冲行程理念下提出了河砂垫层棚洞设计方案,依托某隧道工程洞口危岩落石灾害,构建了室内试验模型,建立了SPH-FEM耦合算法的棚洞计算模型。研究结果表明:相较于传统砂土垫层,河砂垫层棚洞顶板中心测点应力峰值降幅达42.52%,立柱... 在考虑缓冲行程理念下提出了河砂垫层棚洞设计方案,依托某隧道工程洞口危岩落石灾害,构建了室内试验模型,建立了SPH-FEM耦合算法的棚洞计算模型。研究结果表明:相较于传统砂土垫层,河砂垫层棚洞顶板中心测点应力峰值降幅达42.52%,立柱压应力峰值降幅达65.77%,落石加速度峰值降幅达56.84%;相较于砂土垫层,河砂垫层下落球冲击坑深度由28.54 mm增加至58.24 mm,增幅达50.99%,河砂垫层情况下落石的冲击侵彻缓冲行程远高于砂土垫层,以此提升了河砂垫层棚洞耗能减震效果;再次构建实际尺寸棚洞结构模型,当铺设河砂垫层后顶板腹部单元应力峰值降幅达53.41%,顶板腹部单元位移峰值降幅34.44%,落石加速度峰值降幅达55.41%。 展开更多
关键词 隧道工程 落石冲击 棚洞结构 河砂垫层 模型试验 sph-fem
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基于SPH-FEM耦合算法的磨料水射流破岩数值模拟 被引量:51
7
作者 林晓东 卢义玉 +2 位作者 汤积仁 敖翔 张磊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第18期170-176,共7页
磨料水射流破岩是一个涉及诸多因素的非线性冲击动力学问题。针对磨料水射流破岩过程的复杂性以及有限元分析法在处理超大变形问题时存在的网格畸变问题,基于光滑粒子(SPH)耦合有限元(FEM)的方法模拟了磨料水射流破岩过程,并结合模拟结... 磨料水射流破岩是一个涉及诸多因素的非线性冲击动力学问题。针对磨料水射流破岩过程的复杂性以及有限元分析法在处理超大变形问题时存在的网格畸变问题,基于光滑粒子(SPH)耦合有限元(FEM)的方法模拟了磨料水射流破岩过程,并结合模拟结果分析了在磨料浓度30%不同速度磨料水射流作用下岩石的损伤范围。其中磨料水射流采用SPH算法模拟,并通过修改关键字文件实现水与磨料两种不同组分,岩石采用H-J-C累计损伤模型。研究表明:岩石冲蚀坑首先成漏斗状,随着冲蚀坑不断加深,最终形成"V"形剖面和圆形截面组成的"子弹"体;损伤值由冲蚀坑沿径向方向向外急剧减少,岩石的损伤半径与冲蚀坑半径随着射流速度减小而减小,两者之比在1.8-2.2之间。计算结果与相关文献基本吻合,为研究磨料水射流破岩提供一种研究的方法。 展开更多
关键词 磨料水射流 破岩 sph-fem耦合 损伤
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基于SPH-FEM耦合算法的埋地输气管道近场爆炸冲击动力响应 被引量:19
8
作者 梁博 蒋宏业 +2 位作者 徐涛龙 姚安林 文霞 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期1326-1334,共9页
利用ANSYS/LS-DYNA和LS-PREPOST前后处理模块,建立基于光滑粒子流体力学-有限单元法(SPH-FEM)耦合的土中爆炸模型。结果表明,土中爆炸波峰值压力随比例爆距的衰减规律与经验曲线基本一致,且瞬时爆腔尺寸也和相关经验描述吻合较好,从而... 利用ANSYS/LS-DYNA和LS-PREPOST前后处理模块,建立基于光滑粒子流体力学-有限单元法(SPH-FEM)耦合的土中爆炸模型。结果表明,土中爆炸波峰值压力随比例爆距的衰减规律与经验曲线基本一致,且瞬时爆腔尺寸也和相关经验描述吻合较好,从而验证了方法的可行性与准确性。针对X80大口径高压输气管线在土中近场爆炸的冲击响应过程,建立管-土-炸药耦合模型,分析起爆后不同时刻爆腔形状的演变过程(从球状到椭球状),得到不同时刻管体扰动(变形与受力)与土壤介质压缩形态的内在联系,详细描述管体迎爆面、背爆面测点的位移及应力特征,并反映最大冲击应力的截面分布情况及其在不同时刻的出现位置,最后,基于应变极限判断受冲击管道的失效情况。研究采用的耦合算法可为管道防爆研究提供新思路,对爆炸灾害下管体及周边结构的风险评估提供基于模拟分析的定量依据。 展开更多
关键词 sph-fem耦合算法 输气管道 土中爆炸 动力学响应 数值模拟
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基于SPH-FEM耦合法的土体爆炸效应数值研究 被引量:18
9
作者 王维国 陈育民 +1 位作者 刘汉龙 张智超 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期2104-2110,共7页
岩土体爆炸破坏问题是岩土工程领域的研究热点,为开展小当量集团装药在不同埋置深度时的土中爆炸效应分析研究,在LS-DYNA框架内建立基于光滑粒子流体动力学-有限元耦合方法(SPH-FEM)的砂土地基爆炸效应分析模型。计算结果表明:浅埋装药... 岩土体爆炸破坏问题是岩土工程领域的研究热点,为开展小当量集团装药在不同埋置深度时的土中爆炸效应分析研究,在LS-DYNA框架内建立基于光滑粒子流体动力学-有限元耦合方法(SPH-FEM)的砂土地基爆炸效应分析模型。计算结果表明:浅埋装药时最大爆坑深度到达时刻远在最大爆坑直径之前,地基表层砂土体剪切流场对爆坑直径的发展具有决定性作用;随着药包埋置深度的增加存在一个临界爆坑直径,爆坑直径近似认为只与药包当量和埋置深度相关,经简化与经验假定之后得到的爆坑直径与埋药深度之比与比例距离近似呈直线关系;砂土中爆炸波在近区表现为强间断的冲击波形式,压缩作用是造成近区砂土大变形流动的主要因素,而在爆炸远区则转变为连续的应力波形式;土中爆炸波峰值压力随比例爆距的衰减规律与经验曲线基本一致。研究结果可以为地基工程的抗爆设计及加固提供参考。 展开更多
关键词 sph-fem耦合法 爆炸效应 埋置深度 临界爆坑直径 峰值压力
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一种新型SPH-FEM耦合算法及其在冲击动力学问题中的应用 被引量:35
10
作者 张志春 强洪夫 高巍然 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期243-249,共7页
为了充分发挥光滑粒子流体动力学方法(smoothed particle hydrodynamics,SPH)在处理大变形和有限元(finite element method,FEM)问题时计算精度高的优势,提出了一种新型SPH-FEM耦合算法。该耦合算法在大变形区域使用SPH粒子离散,其余区... 为了充分发挥光滑粒子流体动力学方法(smoothed particle hydrodynamics,SPH)在处理大变形和有限元(finite element method,FEM)问题时计算精度高的优势,提出了一种新型SPH-FEM耦合算法。该耦合算法在大变形区域使用SPH粒子离散,其余区域使用有限元离散。在耦合界面处将SPH粒子固结在有限单元,在有限元节点设置背景粒子,通过背景粒子的方式将有限元节点纳入到SPH临近搜索列表,消除了SPH边界效应,确保耦合界面物理量的连续性。使用该算法对圆柱形钢弹正冲击钢板发生冲塞破坏的过程进行了三维数值模拟,靶板参数的计算采用含损伤的Johnson-Cook模型和Grüneisen状态方程,模拟结果与实验吻合较好。 展开更多
关键词 固体力学 sph-fem耦合算法 背景粒子 冲击
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SPH-FEM耦合方法在弹丸膛内运动中的应用 被引量:12
11
作者 孙玉杰 崔青春 +2 位作者 丁宏民 徐坚 郭俊行 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期166-172,187,共8页
大口径火炮弹丸膛内运动是个高度非线性冲击动力学过程,采用有限元(FEM)与光滑粒子(SPH)耦合方法,结合SPH方法处理大变形能力和FEM计算效率高的互补优势,对大变形的弹带采用光滑粒子离散,发射系统的其它结构采用有限元模拟,综合考虑弹... 大口径火炮弹丸膛内运动是个高度非线性冲击动力学过程,采用有限元(FEM)与光滑粒子(SPH)耦合方法,结合SPH方法处理大变形能力和FEM计算效率高的互补优势,对大变形的弹带采用光滑粒子离散,发射系统的其它结构采用有限元模拟,综合考虑弹带材料的动态力学性能及损伤行为,弹带与身管内膛摩擦界面特性及火药燃气的波尔登效应,建立了较为全面的火炮发射动力学模型,成功模拟出弹丸挤进过程和随后直膛运动。通过与任意的拉格朗日-欧拉自适应网格(ALE)仿真结果相比验证了该方法的优越性,通过对比仿真结果与试验数据验证了其有效性,获得了弹丸膛内运动过程中弹带温度、炮口振动和弹丸运动姿态的变化规律,为火炮弹炮匹配设计及精度设计提供了参考。 展开更多
关键词 膛内运动 sph-fem耦合方法 弹炮耦合 波尔登效应 炮口振动 运动姿态
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基于SPH-FEM耦合方法的落石冲击拱形钢筋混凝土棚洞数值模拟 被引量:18
12
作者 柳春 余志祥 +2 位作者 郭立平 骆丽茹 赵世春 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第13期118-125,共8页
与框架钢筋混凝土棚洞相比,拱形钢筋混凝土棚洞具有自重小、跨度大的优点,其常用砂土垫层来耗散冲击能量。针对有限元法(FEM)模拟拱棚洞砂土材料超大变形问题时所存在的困难,建立了有限元(FEM)与光滑粒子流体动力学(SPH)的耦合数值计算... 与框架钢筋混凝土棚洞相比,拱形钢筋混凝土棚洞具有自重小、跨度大的优点,其常用砂土垫层来耗散冲击能量。针对有限元法(FEM)模拟拱棚洞砂土材料超大变形问题时所存在的困难,建立了有限元(FEM)与光滑粒子流体动力学(SPH)的耦合数值计算方法。利用SPH粒子模拟落石冲击区域的大变形砂土,为提高计算效率和精度,非冲击区域砂土用有限元单元模拟,并将混凝土、钢筋、岩石、冲击锤等划分成Lagrange标准有限元网格;然后基于耦合SPH-FEM方法建立了落石冲击拱形钢筋混凝土棚洞数值模型。研究结果表明:随着冲击能量的增大,冲击力峰值和拱中点位移峰值也逐渐增大;与足尺冲击试验结果对比,冲击力峰值和拱中点位移峰值最大误差均没有超过10%,验证了数值耦合模型的准确性;数值耦合模型形象再现了砂土成坑的物理过程,砂土垫层耗能占初始冲击动能的85%以上,说明砂垫层是一种很好的缓冲耗能材料。SPH-FEM耦合方法显示出了模拟拱形钢筋混凝土棚洞冲击问题的有效性。 展开更多
关键词 sph-fem耦合 落石冲击 拱形钢筋混凝土棚洞 足尺冲击试验 数值计算
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基于SPH-FEM方法的半球形聚能装药破甲特性研究 被引量:9
13
作者 张之凡 李兵 +1 位作者 王龙侃 张阿漫 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第14期71-76,共6页
为了研究杆式射流的形成及破甲过程,基于SPH-FEM方法建立半球形聚能装药模型,对半球形聚能装药起爆后形成金属射流及射流穿透双壳的过程进行仿真模拟。通过对射流形成过程、速度衰减规律以及壳体破口形成过程进行分析,得到以下结论:在... 为了研究杆式射流的形成及破甲过程,基于SPH-FEM方法建立半球形聚能装药模型,对半球形聚能装药起爆后形成金属射流及射流穿透双壳的过程进行仿真模拟。通过对射流形成过程、速度衰减规律以及壳体破口形成过程进行分析,得到以下结论:在半球形聚能装药的爆轰作用下,药型罩被高压冲击变形继而形成了高速的金属射流;射流头部最大速度可达约4 174 m/s;射流在击穿双壳的过程中会发生断裂形成射流断裂块,第一层壳在被击穿过程中,经历了冲塞、凹陷等过程,第二层壳直接被射流穿透,之后不断地被射流断裂块击穿。整个计算旨在对半球形聚能炸药的工程设计提供参考。 展开更多
关键词 半球形聚能装药 sph-fem方法 射流 破甲
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混凝土爆破损伤的SPH-FEM耦合法数值模拟 被引量:28
14
作者 王志亮 毕程程 李鸿儒 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1419-1428,共10页
为了提高计算效率以及更好展现爆炸荷载下混凝土破坏过程,采用SPH-FEM耦合法对混凝土爆破成坑进行模拟。首先结合前人给出的C30混凝土Holmquist-Johnson-Cook(HJC)部分本构参数,通过理论推导等方法确定出剩余的参数;然后代入模型中计算... 为了提高计算效率以及更好展现爆炸荷载下混凝土破坏过程,采用SPH-FEM耦合法对混凝土爆破成坑进行模拟。首先结合前人给出的C30混凝土Holmquist-Johnson-Cook(HJC)部分本构参数,通过理论推导等方法确定出剩余的参数;然后代入模型中计算,将数值解与实测数据进行对比;最后以峰值压力和峰值加速度作为考察对象,对HJC模型中21个参数敏感性进行分析。结果表明:SPH-FEM耦合法能直观地模拟爆炸荷载作用下爆坑的发展全过程,且能够较好地处理SPH边界问题;基于所给出的C30混凝土HJC本构参数,采用SPH-FEM耦合法对混凝土爆破破坏进行模拟,计算结果与实测数据吻合度高,表明HJC本构参数的确定具有合理性。此外,还发现HJC本构参数对爆破问题结果的敏感度各不相同,指出对峰值压力和峰值加速度均有较大影响的参数在确定的时候需引起足够的重视。 展开更多
关键词 混凝土 爆破损伤 sph-fem耦合法 HJC本构 参数敏感度
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半球壳冲击土壤的SPH-FEM耦合分析方法 被引量:7
15
作者 罗杰 肖建春 +1 位作者 马克俭 毛家意 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第17期195-199,230,共6页
SPH方法作为一种具有无网格、拉格朗日性质的动力学求解算法,已经广泛应用于冲击动力学的研究。采用SPH-FEM耦合分析和8组试验进行半球壳冲击土壤的对比分析,比较加速度时程曲线和局部变形图,验证SPHFEM方法在处理此类问题中的适用性。... SPH方法作为一种具有无网格、拉格朗日性质的动力学求解算法,已经广泛应用于冲击动力学的研究。采用SPH-FEM耦合分析和8组试验进行半球壳冲击土壤的对比分析,比较加速度时程曲线和局部变形图,验证SPHFEM方法在处理此类问题中的适用性。利用SPH-FEM方法得到的能量和冲击力时程曲线,归纳出土壤的能量耗散机理。分析表明,数值模拟结果和试验结果吻合较好,SPH-FEM方法能胜任模拟半球壳冲击土壤的整个过程。土壤是一种很好的能量缓冲体。 展开更多
关键词 sph-fem 冲击 土壤 半球壳 加速度
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基于SPH-FEM耦合方法的圆锯片切割石材数值仿真研究 被引量:4
16
作者 田永军 段国林 +2 位作者 姚涛 孙迎建 刚建华 《机械设计》 CSCD 北大核心 2017年第2期33-38,共6页
针对圆锯片切割石材过程中复杂的动态力学行为,依据脆性材料断裂理论,基于有限元与光滑粒子耦合算法(SPH-FEM)模拟了锯片-石材切割系统的复杂动力学加工过程。模拟结果表明:在切割过程中石材去除过程分为塑性变形阶段、小规模挤裂阶段... 针对圆锯片切割石材过程中复杂的动态力学行为,依据脆性材料断裂理论,基于有限元与光滑粒子耦合算法(SPH-FEM)模拟了锯片-石材切割系统的复杂动力学加工过程。模拟结果表明:在切割过程中石材去除过程分为塑性变形阶段、小规模挤裂阶段、大规模挤裂阶段和重复大规模挤裂阶段;切割过程中切割力从零开始,接触石材先瞬间增大,然后又减小,最后在一定范围内平稳波动;根据锯片结构表面等效应力分布情况确定了模型最易破坏的区域。通过试验对比验证了该耦合算法的可行性,表明SPH-FEM耦合算法能准确获取切割石材时系统的动力学响应信息,为揭示锯路拓展及石材动态损伤、成屑机理提供理论支撑。 展开更多
关键词 sph-fem 耦合 石材切割 圆锯片 脆性材料
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爆炸荷载作用下大型箱涵安全性的SPH-FEM耦合分析 被引量:3
17
作者 崔溦 卢珊珊 +1 位作者 宋慧芳 张社荣 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期838-844,共7页
爆炸冲击荷载对地下结构物影响是工程界关注的重点问题.采用SPH与FEM耦合的数值分析技术,SPH法用于模拟爆破近域的土体大变形,FEM法用于模拟远场土体和结构物响应,研究了爆炸冲击荷载对大型输水箱涵安全性的影响,研究结果表明:SPH与FEM... 爆炸冲击荷载对地下结构物影响是工程界关注的重点问题.采用SPH与FEM耦合的数值分析技术,SPH法用于模拟爆破近域的土体大变形,FEM法用于模拟远场土体和结构物响应,研究了爆炸冲击荷载对大型输水箱涵安全性的影响,研究结果表明:SPH与FEM耦合分析技术可以满足计算精度与计算效率要求,计算结果较好地揭示了爆坑形成和冲击荷载的传播过程;不同爆炸位置下箱涵受力和变形存在较大差异,尤其是边墙中间位置,受土体变形流动影响,不同爆炸位置会引起明显的二次加载和拉压变化. 展开更多
关键词 大型箱涵 爆破 sph-fem耦合技术 响应
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基于SPH-FEM耦合法的射流冲击型动量定律实验装置误差特性分析 被引量:3
18
作者 杨嵩 朱先勇 +1 位作者 王辉 于萍 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第16期253-260,共8页
射流冲击型动量定律实验装置是流体力学动量定律验证实验中广泛使用的一种设备。圆形平板和传感器是动量定律实验装置的核心结构。采用SPH-FEM耦合算法对射流冲击载荷作用下,平板-传感器结构的位移响应特性及传感器的应力特性进行了计... 射流冲击型动量定律实验装置是流体力学动量定律验证实验中广泛使用的一种设备。圆形平板和传感器是动量定律实验装置的核心结构。采用SPH-FEM耦合算法对射流冲击载荷作用下,平板-传感器结构的位移响应特性及传感器的应力特性进行了计算和分析;在此基础上,引入位移响应比和应变片横向效应理论,对实验装置测量误差的产生原因及误差范围进行了探讨分析;结合物理实验,对误差分析理论及方法进行了验证,并绘制了传感器结构随时间的变形图。结果表明,圆形平板和传感器在非射流冲击方向上的不规则振动能会导致测量误差,依据横向效应理论和位移响应比构建的测量误差预测方法可行、有效,不规则振动引发测量误差的大小与位移响应比呈线性关系。 展开更多
关键词 动量定律 射流冲击 sph-fem耦合算法 误差分析
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考虑强度速率衰减效应的地震滑坡SPH-FEM模拟 被引量:2
19
作者 魏星 程世涛 +1 位作者 谢相焱 陈睿 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1753-1761,共9页
基于SPH和FEM耦合的数值计算方法,引入滑动面摩擦强度的速率衰减模型,提出了一种能够模拟地震诱发滑坡破坏过程的数值模拟方法。基于所提数值方法模拟了唐家山地震滑坡,模拟结果与现场勘查结果及室内试验现象较为一致。基于模拟的滑动... 基于SPH和FEM耦合的数值计算方法,引入滑动面摩擦强度的速率衰减模型,提出了一种能够模拟地震诱发滑坡破坏过程的数值模拟方法。基于所提数值方法模拟了唐家山地震滑坡,模拟结果与现场勘查结果及室内试验现象较为一致。基于模拟的滑动面上摩擦系数的演化过程,将唐家山滑坡的发生分为4个阶段:启动阶段、摩擦衰减阶段、低摩擦滑移阶段和逐步稳定阶段。模拟结果表明速度增加和摩擦强度衰减的相互促进,是触发滑体的高速运动的根本原因。提出采用滑体上作用的动摩擦力fd和动下滑力Td的比值R作为判别指标用于判断大型滑坡的启动,当首次出现R小于1时认为滑动面发生整体贯通并出现失稳启动。基于滑动面不同位置摩擦系数的演化,揭示了滑坡启动中滑动面摩擦强度衰减和滑动面的渐进贯通过程,解释了地震作用与滑动面摩擦参数速率衰减效应共同作用触发大型滑坡发生破坏的内在机理。 展开更多
关键词 大型滑坡 滑动面 摩擦强度 速度衰减效应 sph-fem耦合方法
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防汛抢险螺旋桩SPH-FEM耦合仿真对比分析 被引量:2
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作者 庞洪臣 王玉兴 +1 位作者 唐艳芹 籍芳 《中国农机化学报》 2015年第4期271-274,共4页
为进一步提高防汛抢险螺旋桩便携性,降低能耗,在对其沉桩阻力进行简要分析基础上提出了适当缩颈和减少螺旋叶长度的措施。利用LS-dyna软件的SPH粒子构建土体模型,利用FEM壳单元构建桩体模型,对改型前后的桩体结构进行仿真。对比分析了... 为进一步提高防汛抢险螺旋桩便携性,降低能耗,在对其沉桩阻力进行简要分析基础上提出了适当缩颈和减少螺旋叶长度的措施。利用LS-dyna软件的SPH粒子构建土体模型,利用FEM壳单元构建桩体模型,对改型前后的桩体结构进行仿真。对比分析了沉桩扭矩、内能、土体扰动及土体应力分布等仿真结果。结果表明,改型后的桩体结构减少了沉桩所需扭矩及能耗,但对桩周土体扰动及螺旋叶周边的土体应力将增大,为明确沉桩机理及进一步优化桩体结构提供了依据。 展开更多
关键词 防汛抢险 螺旋桩 仿真对比 sph-fem耦合
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