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- Cosserat介质理论针对节理岩体的应用北大核心CSCDCSTPCD摘要:由于考虑了内在尺度的影响,Cosserat介质理论较传统连续介质力学更精确和一般化,在考虑具有微结构介质的力学行为时拥有优势.节理岩体的力学性质明显受结构面影响控制,传统连续介质理论对于认识结构应力、应变的真实状况是有限度的.Cosserat理论应用于岩土介质模拟时,根据具体情况有三种方式:一种是将岩土介质视为粒状材料,第二种则是将节理岩体看作是层状材料,此种模型应用最为常见;另一种则是将高度节理化岩体看作是块体结构.与试验或其…查看全部>>
- Cosserat理论在互层岩体洞室有限元分析中的应用北大核心CSCDCSTPCD摘要:Cosserat理论考虑了偶应力对介质变形特性的影响,能反映出层状材料的弯曲变形.首先对基于平面应变问题的偶应力理论及扩展模型简略介绍,然后导出了模型的Mohr-Coulomb塑性屈服条件.再利用Matlab平台编制这种模型的有限元程序,并对地下洞室工程进行数值模拟验证程序的有效性.结果表明:Cosserat介质扩展模型与参数混合法互补是解决互层岩体问题的有效方法之一.
- 基于Cosserat理论的重力坝深层抗滑稳定分析北大核心CSCDCSTPCD摘要:重力坝深层滑动主要表现为沿缓倾角的软弱结构面形成滑移通道,滑移通道内应变积聚且应变梯度急剧不连续,是典型的应变局部化现象,采用经典连续介质理论进行数值模拟时存在病态的有限元网格依赖性.引入Cosserat连续体理论作为正则化机制,提出了基于Cosserat理论的Mohr-Coulomb弹塑性模型,考虑非关联的流动法则,在经典塑性理论框架下采用向后Euler隐式积分算法进行应力更新.采用ABAQUS的自定义单元接口(UEL)进行二次开发…查看全部>>
- 平面Cosserat模型有限元分析的4和8节点单元与分片试验研究北大核心CSCD摘要:经典连续体理论不包括物质内部尺度,当考虑应变软化问题时,有限元结果对网格具有很强的依赖性.与经典连续介质力学理论不同,Cosserat连续体模型在传统平动自由度的基础上添加了一独立的旋转自由度,在本构模型中引入了内尺度参数.本文研究了基于Cosserat理论的平面4和8节点等参元以及8(4)节点线、角位移混合插值等参单元,给出Cosserat单元分片试验的实施过程.最后将单元运用到小孔应力集中问题的分析当中,通过计算结果与理论解的比较…查看全部>>
- Cosserat理论的有限元实现及微梁弯曲的尺寸效应模拟CSTPCD摘要:由于传统连续介质理论的本构关系中不包含任何长度相关的量纲,因此它难以预测微电子工业设计与制造中常常遇到的微米尺度下的尺寸效应问题.通过建立Cosserat理论的变分原理和有限元基本方程,进而编制了相应的有限元程序GFEM2D,模拟了微米尺度下悬臂梁的尺寸效应.研究结果表明,随着内禀长度的增大,梁的抗弯刚度也增大.研究结果证明了Cosserat介质理论分析材料尺寸效应的可行性.
- 基于Cosserat理论的头发动态模拟北大核心CSCDCSTPCD摘要:针对基于弹性杆理论的超螺旋模型中对动力学方程的求解影响头发模拟实时性的问题,采用Cosserat弹性杆理论对头发建模,引入角速度变量,并加入头发运动平衡的固有约束,得到改进的拉格朗日动力学运动方程;然后,将头发单体离散化,用角速度和四元数作为状态变量简化动力学方程,用半显式的欧拉方程加速方程的执行,大大降低了系统的运行时间,提高了模拟的速度,在满足实时性要求的同时提高了头发模拟的真实度.
- 考虑偶应力影响的双组节理岩体等效模型北大核心CSCDCSTPCD摘要:考虑到岩体中节理存在的影响,针对具有两组斜交节理的岩体,通过对代表单元的分析,得到了基于一般Cosserat介质理论的等效模型,该模型可以退化到岩体具有两组正交节理或一组节理的情形.将上述模型以自编程序实现,对节理岩体沉降进行了数值模拟,同时采用增设节理单元法进行了对比分析,两者具有较好的一致性,最后讨论了两组节理不同斜交角度的影响,计算结果表明等效模型合理有效.
- 两组正交节理岩体的Cosserat等效模型研究北大核心CSTPCD摘要:基于一般Cosserat介质理论,针对具有两组正交节理的岩体,对其单元体进行了分析,导出了描述节理岩体力学行为的等效模型,并给出了平面问题的有限元模型.该模型可以考虑岩体特征尺度的影响.自编相应程序,采用等效模型进行了沉降有限元分析,结果表明,该模型可以模拟具有两组正交节理岩体的力学行为.
- 基于Cosserat理论的广义协调元法北大核心CSCDCSTPCD摘要:首次将广义协调元理论与Cosserat理论相结合,构造了一个基于Cosserat理论的平面四节点广义协调等参元。依据常应力与线性应力下的广义协调条件,推导了广义协调位移,进而得到有限元列式。利用广义协调元,一方面克服了协调元过于刚硬的缺点,另一方面消除了非协调元不一定收敛的弱点。分析了带有圆孔的应力集中问题,可以看出,该单元的数值精度准确和计算效率高。
- 细长杆的Cosserat动力学模型和变分原理北大核心CSCDCSTPCD摘要:利用Cosserat理论建立了细长杆的三维非线性动力学模型,借助伪刚体法和变分原理得到了Cosserat杆的包括各种形变的三维空间运动方程.