一、运用平面弹性有限单元法分析帚状构造应力场（论文文献综述）
许新[1]（2021）在《基于比例边界有限元的高精度应力场构造方法研究》文中研究说明应力是结构强度校核的基本依据,对于复杂结构,常采用有限元法获得结构的应力响应,但计算结果与网格尺寸、排列方式相关,需采用网格加密、提高插值阶数、应力恢复等方法进行后处理来获得较为合理的应力场,在实际工程中难以实现,尤其是针对裂纹、凹角等几何形状突变位置处,需要剖分很密的网格,才能较好地刻画这些部位的奇异应力场。比例边界有限元方法（SBFEM）的解具有半解析的特性,与有限元相比,非常适用于求解奇异应力场、无限域等问题。本文基于比例有限元方法,开展了提高应力精度的计算方法研究,主要研究内容包括:1.针对以点作为相似中心的标准比例边界有限元方法,（1）研究了单元形函数,相似中心点布置方法对计算结果精度的影响。结果表明高阶单元更容易获得收敛、可靠的解;（2）采用单元应力磨平方法,获得比例边界有限元表面离散单元的改进结点应力,通过裂尖应力场的计算结果表明,与有限元方法（FEM）进行对比,比例边界有限元方法可以利用较少的结点即可刻画裂缝尖端的奇异应力场。2.基于Zienkiewicz-Zhu（ZZ）所提出的后验误差计算方法的基础上,推导了三维比例边界有限元单元的应力误差指标计算公式。通过算例计算可发现,随着网格的加密,应力误差指标逐渐减小,初步验证了应力误差指标可作为判定当前求解应力场计算精度的依据。3.提出了采用线作为相似中心,可以较好地刻画整个裂纹前缘或凹角交线部位的奇异应力场。首先,基于Hamilton变分原理,推导出了以线为相似中心的有限域SBFEM控制微分方程,然后,采用Runge-Kutta法求解该方程得到单元边界刚度,进而可求解单元表面结点的位移,最终求得单元内部的应变和应力场。对于悬臂直梁和单边裂缝例题,位移场和应力场的计算结果与有限元结果吻合较好,验证了本文方法的准确性。
高成路[2]（2021）在《隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法》文中进行了进一步梳理突水灾害严重制约着我国隧道及地下工程建设向更高质量、更高效率迈进,成为交通强国战略目标实现道路上的一道阻碍。深入认识突水灾变演化过程及其灾变机理,是解决隧道施工安全防控难题的理论基础。近年来,随着计算机技术的飞速发展和数值分析方法的广泛应用,利用数值模拟手段解决工程建设难题、再现地质灾害演化过程、揭示灾变过程中关键信息演化规律逐渐成为了研究热点,也为科学认识隧道突水灾变演化过程提供了解决思路。本文以隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法为主要研究目标,针对隔水岩体在隧道开挖卸荷与地下水渗流综合作用下发生的渐进破坏过程,利用基于非局部作用思想的近场动力学方法,采用理论分析、数学推导、程序研发、算例验证以及工程应用等手段,通过将近场动力学在模拟固体材料连续-非连续变形损伤与地下水渗流两方面的优势相结合,建立了描述流体压力驱动作用下裂隙岩体流-固耦合破坏过程的近场动力学模拟分析方法,并提出了描述隧道开挖卸荷效应的物质点休眠法与三维高效求解的矩阵运算方法,构建了考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法,成功应用于典型岩溶隧道突水灾变过程模拟,揭示了不同影响因素对隔水岩体渐进破坏突水灾变演化过程的影响规律,为隧道突水等相关地质灾害的预测预警及安全防控提供了重要的研究手段。（1）岩体往往是由节理裂隙等不连续结构面切割而成的岩块构成的,存在明显的不连续变形特征。据此,通过引入描述节理裂隙强度弱化效应的折减系数建立了节理裂隙岩体强度折减本构模型,通过引入反映物质点不可压缩效应的短程排斥力和反映材料非均质特性的Weibull分布函数建立了描述材料在压缩荷载作用下发生非均匀破坏的近场动力学基本控制方程,并且自主研发了基于矩阵运算的三维近场动力学高效求解方法和程序,实现了近场动力学在节理裂隙岩体压缩破坏过程中的有效模拟。（2）裂隙岩体流-固耦合破坏机制是隧道岩体破坏突水灾变演化过程模拟的关键。据此,基于近场动力学非局部作用思想,建立了模拟地下水渗流的等效连续介质、离散裂隙网络介质以及孔隙-裂隙双重介质近场动力学模拟方法,结合有效应力原理,提出了反映固体材料变形破坏与地下水渗流耦合作用的物质点双重覆盖理论模型,建立了模拟裂隙岩体水力压裂过程的近场动力学流-固耦合模拟方法,揭示了裂隙岩体水力压裂过程中应力-渗流-损伤耦合作用机制。（3）开挖卸荷是诱发隧道围岩损伤破坏及突水的主要原因,目前近场动力学方法尚未在岩土工程领域广泛应用,且缺乏描述围岩卸荷过程的理论与方法。据此,提出了模拟隧道开挖卸荷效应的物质点休眠法,通过与工程现场观测数据及前人研究结果进行对比,验证了该方法在模拟隧道开挖损伤区演化规律方面的有效性和可靠性,进而建立了考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法,实现了应力-渗流耦合作用下节理地层隧道开挖损伤区分布位置及形态的有效预测,为隧道施工过程岩体破坏突水灾变模拟提供了有效的数值方法。（4）隧道岩体破坏突水是不良地质构造与地下工程活动综合作用下发生的一种典型的连续-非连续动态变化过程,对数值模型的建立和求解提出了更高的要求。据此,应用自主研发的基于矩阵运算的考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法及程序,依托歇马隧道典型溶洞突水案例,实现了模型试验尺度岩溶隧道施工过程中隔水岩体在开挖卸荷与地下水渗流综合作用下,开挖损伤区与渗透损伤区接触-融合-贯通直至突水通道形成的全过程模拟。（5）岩溶隧道突水灾变机理十分复杂,正确认识突水灾变发生条件与影响规律是突水灾害防控的基础。据此,依托歇马隧道工程实例,开展了工程尺度岩溶隧道突水灾变过程模拟,通过对比分析不同影响因素条件下隔水岩体渐进破坏与突水通道形成过程,揭示了溶洞发育规模、溶洞水压力、围岩材料性能和隧道埋深等因素对突水灾变过程的影响机制,通过防突结构最小安全厚度和突水防控措施分析,为岩溶隧道突水灾害预测预警及安全防控提供了科学指导。（6）近场动力学凭借其模拟材料损伤破坏的独特优势,在岩土工程领域拥有巨大的应用潜力,但是目前尚无成熟的数值仿真软件推广应用。据此,基于自主研发的考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法及程序,利用C++与Matlab混合编程技术,开发了具有自主知识产权的界面友好、操作方便、扩展性强的适用于岩土工程问题的专业数值仿真软件——近场动力学工程仿真实验室（PESL）,为近场动力学在岩土工程及其他领域的推广应用提供了借鉴。
王斌[3]（2021）在《松辽盆地现今应力环境研究》文中研究指明松辽盆地是世界上目前已发现的白垩纪时期最大的陆相湖盆沉积单元,也是白垩系陆相地层和地质记录保留最为完整的地区之一,油气资源丰富。随着松辽盆地深部断陷地层中商业油气流的发现,以及盆地内近年来较高频率地震活动的发生,使该地区地球动力学的研究逐渐引起人们的重视。地壳深部地应力的大小和方向信息与矿产资源开采、地下空间开发、地质灾害机理研究等多个领域息息相关,是地球动力学研究的重要基础参数。在深入认识松辽盆地及邻区区域地质背景资料的基础上,详细研究该区现今地应力环境及其分布特征,对于深入理解该区的地球动力学控制因素及深大断裂活动对该区应力场的影响具有重要意义。在对松辽盆地及邻区区域地质特征、构造分区、地震活动性、岩石圈动力学背景资料进行系统收集和分析的基础上,利用岩芯非弹性应变恢复法（Anelastic Strain Recovery method,简称ASR法）成功获得了松辽盆地大陆科学钻探松科二井近7 km深度的三维地应力状态。分析了松辽盆地深部沉积盖层和基底现今地应力随深度变化规律,并依据松辽盆地及邻区纵向地壳结构特征、横向构造分区及深大断裂展布特征,建立了研究区的三维地质模型。基于线弹性有限元数值模拟方法,利用ANSYS通用模拟软件,以松科二井深部ASR法地应力测量结果及震源机制解反演结果作为模型的边界约束条件,开展了松辽盆地及其邻区现今三维构造应力场数值模拟研究。模拟得到了松辽盆地及邻区在现今地球动力学背景下水平主应力大小、方位等,分析和探讨了研究区深大断裂带对应力场特征的影响,以及松辽盆地现今应力场形成的原因。通过对松辽盆地现今应力环境研究,主要取得以下结论和认识:1、利用ASR（非弹性应变恢复）法对松科二井深部岩芯进行地应力测试,获得了松辽盆地深部（6～7 km）沉积盖层和基底现今地应力随深度变化规律,在沉积盖层火石岭组6296 m～6335 m深度范围内,最大主应力近垂直,中间和最小主应力近水平,为正断层应力环境,与沉积盖层内利用地震反射剖面观测到的许多高角度正断层的发育相吻合。在基底6645 m～6846 m深度范围内,最大主应力倾角均小于40°,为走滑兼逆冲的应力环境,与钻孔附近区域浅源地震（7～15 km）的震源机制解应力状态一致,即松辽盆地沉积盖层和基底存在显着的应力状态差异,沉积盖层的伸展应力状态可能说明了西太平洋板块俯冲对沉积盖层应力状态的影响是有限的,保留了原来断陷期的正断应力环境,基底现今应力状态则显示了与西太平洋板块俯冲的现今构造运动具有较密切的成生联系。2、通过三维构造应力场数值模拟研究得到在0～35 km地壳深度范围内,松辽盆地及邻区最大水平主应力大小为17.20～1027.00 MPa,最小水平主应力大小为13.00～994.00 MPa,垂向应力大小为7.83～1130.00 MPa。3个主应力在0～35 km深度范围内基本上随深度的增加而线性增大,并且在0～7km深度范围内为σv>σH>σh,属于正断型应力状态,与实测得到的应力状态一致;7～35 km深度范围内为σH>σv>σh,表现为走滑兼逆冲应力状态,与松辽盆地内部的浅源地震震源机制解所反演的应力状态一致。松辽盆地及邻区地壳深度内最大主应力方位在地壳深部和浅部差异不大,除华北地块北缘及兴安地块部分区域主压应力方位为NWW向外,其他构造单元内大部分区域现今主应力优势方位为NE～NEE向。受各次级地块内地壳物性参数差异性以及断裂带的影响,松辽盆地及邻区各构造单元主应力大小分布在横向和纵向上均表现出差异性,在较稳定的次级块体内部主应力大小分布较为相似,表现为主应力大小在相同的深度范围内趋于稳定。3、以西太平洋板块俯冲方向作为动力边界条件,对数值模拟得到的地应力特征与深大断裂之间的关系进行了研究,认为西太平洋板块俯冲和郯庐断裂带北段的依兰-伊通断裂、敦化-密山断裂对松辽盆地现今应力场的形成产生了一定的影响。西太平洋板块NWW向俯冲产生的挤压作用在NE走向的郯庐断裂带上,其剪切分量和正向挤压分量引起郯庐断裂带的右旋走滑和逆冲活动,因此松辽盆地现今应力场的形成,可能是在西太平洋板块NWW向俯冲到欧亚板块形成的挤压作用下,并被郯庐断裂带北段的右旋走滑所影响。
曾祥晨[4]（2021）在《个旧矿区高松矿田成矿期构造应力场数值模拟与找矿预测》文中研究说明个旧矿区高松矿田大地构造位置位于华夏地块西部右江盆地中南盘江凹断褶束的西南隅,是中国华南成矿省的最西端,毗邻三江成矿带,为特提斯构造域与环太平洋构造域的复合作用下的产物,区内矿床受构造、岩浆岩复合作用控制明显。本论文通过对矿田内的节理构造、断裂构造进行系统划分,结合个旧矿区高松矿田已有勘查成果,分析矿田内构造应力场演化特征,对矿田构造体系进行划分,建立了构造变形的时间序列,分别对成矿前、成矿期和成矿后的构造应力场使用ANSYS有限元数值模拟软件进行模拟,将数值模拟结果与矿区内有利控矿条件结合,对区内有利找矿区域进行预测。通过研究取得以下主要成果:（1）研究区内断层构造发育且多数断层具有多期次活动的特点,将研究区内断层按不同的构造特征分为南北向、北东向、北西向和东西向四组。研究区内发育的节理优势走向集中在NE向（30°～70°）、NW向（290°～330°）、EW向（80°～100°）及SN向（340°～20°）之间。结合所测主要节理构造和断层构造期次划分,认为高松矿田自中生代以来所受主应力方向经历四次转换过程,按演化过程将其划分为近SN向（2°～16°）→NW-SE向（310°～325°）→NE-SW向（43°～53°）→近EW向（72°～96°）。（2）整理个旧高松矿田的区域地质背景、区域成矿过程和条件,总结个旧高松矿田成矿动力学过程,建立了研究区地质模型,运用有限元分析软件ANSYS编写了个旧矿区高松矿田的成矿动力学数值模拟过程,得到各期最大主应力、剪应力和应变强度云图,结合构造应力场数值模拟结果分析了各期构造活动特点。（3）通过分析成矿期数值模拟结果和已探明矿体关系,解析构造应力场对矿体的控制作用,提取个旧矿区高松矿田的有利成矿条件。认为剪应力集中、应变能衰减迅速的区域是有利的找矿部位,并对高松矿田的隐伏矿体进行预测,圈定三处具备找矿潜力的区域。
赵子豪[5]（2021）在《连铸板坯传热/应力计算及其可视化》文中研究说明结晶器内钢水凝固过程伴随的流动、溶质再分配、传热和应力等复杂行为,极易引发铸坯的各种缺陷,探索连铸坯凝固过程中发生的传热与力学行为,是解决铸坯中各种缺陷的重要途径。连铸生产工况恶劣,通过试验的手段对铸坯的凝固过程进行研究十分困难,鉴于此,本文的工作重点是对结晶器内铸坯传热/应力的数值计算与可视化方法进行研究,具体包括以下内容:首先,依据连铸的工艺特点,建立基于有限元方法的连铸坯传热控制模型和热弹黏塑性应力计算模型。为解决熔融钢水液固相变释放大量潜热导致计算不收敛的问题,通过热焓法处理凝固潜热;利用加权余量法构造了有限元形式的传热计算模型,将其作为应力计算的前提条件。之后,依据二维平面应变模型,考虑凝固收缩、弹性变形、塑性变形、蠕变对铸坯力学行为的影响,通过热弹黏塑性本构模型建立连铸坯应力计算模型。基于以上数学模型,运用C++编程语言自行开发设计面向对象的连铸坯有限元传热/应力计算专用程序,为研究铸坯在结晶器内的传热、凝固和变形提供可靠手段。然后,以国内某钢厂2300×220 mm的宽厚板坯为研究对象,依据结晶器铜板热电偶实测数据,通过传热反问题算法获得铸坯传热和凝固模块所需的边界条件,由此计算讨论了铸坯的传热与坯壳生长规律。基于传热计算结果,对铸坯宽面的应力、应变进行计算,分析了宽面力学行为的分布特点。重点考察了偏角部区域坯壳厚度、应力、应变的非均匀性及存在的差异,探讨近角部裂纹成因的影响因素。最后,在有限元传热/应力计算程序的基础上,运用OpenGL图形技术开发了面向对象的连铸坯传热、应力可视化模块和程序。采用平滑着色模式与深度测试功能,绘制三维图形,直观呈现铸坯和结晶器物理场的分布状态。通过响应键盘和菜单操作的消息处理,控制模型旋转和选择建模渲染对象,观察铸坯内部与表面任意区域的物理场分布,以便捷了解和掌握铸坯在结晶器内的凝固过程,为提升连铸过程的可视化水平及连铸坯质量提供技术支持和参考。
邵玉龙[6]（2020）在《脆性断裂相场模型的自适应一致性无单元Galerkin方法》文中进行了进一步梳理材料和结构的脆性断裂广泛存在于土木、机械、航空航天、船舶、汽车等国民经济的各行各业中,其发生具有突然性,无明显的先兆变形,严重威胁着工程结构和工业装备的安全运行。对脆性断裂作深入研究对于揭示裂纹产生、扩展和融合等复杂断裂现象的力学机制乃至防止结构断裂事故的发生具有十分重要的意义。传统的脆性断裂分析以经典的Griffith理论为基础,数值模拟需要特别处理裂纹处的位移间断和裂尖的应力奇异性,导致多裂纹和三维裂纹的数值模拟十分繁复。而且,经典的Griffith裂纹模型多用于裂纹扩展,无法直接处理裂纹的萌生、融合等,需引入额外的判据。然而,研究和确定合适的断裂判据也绝非易事。相场模型是研究裂纹的另一途径,它的研究可以追溯到20世纪90年代末提出的脆性断裂的变分原理。该方法引入一个相场函数将裂纹模型化为未破坏和完全破坏材料之间的连续过渡,从而将裂纹的间断问题转化为相场函数的连续分布问题,在数值模拟中无需追踪和处理裂纹的间断,有效简化了多裂纹和三维裂纹模拟的数值实现。而且,相场模型也无需引入额外的断裂准则即可方便地模拟裂纹萌生、扩展和融合等复杂断裂现象。然而,为准确捕捉断裂区域内相场的高梯度变化,空间离散通常需要使用非常密的计算网格,导致了难以承受的计算量和过低的计算效率,尤其对于三维断裂的计算分析。针对该问题,本文采用能够精确通过线性和二次分片试验的一致性无单元Galerkin方法数值求解断裂相场模型,研究和建立随裂纹扩展自动在裂纹附近进行局部节点加密的自适应算法,有效减少空间离散所需的节点数目,提高断裂相场模型的计算效率。本文的具体工作简述如下:首先,针对局部高梯度问题的数值求解,本文建立了一致性无单元Galerkin方法的自适应算法。一致性无单元Galerkin方法通过导数修正技术有效改善了标准无单元Galerkin方法的计算效率、精度和收敛性。在此基础之上,本文进一步充分利用了无单元法的节点形函数不依赖于网格单元的优点,通过背景积分网格的局部多层细化加密计算节点,针对过渡背景积分单元构造满足一致性条件的积分格式,并基于应变能密度梯度触发节点的局部加密,建立了一致性无单元Galerkin方法的自适应算法。线弹性算例的数值结果表明,该算法能够自动加密应力高梯度区域的计算节点,形成合理的节点分布。与标准无单元Galerkin方法的自适应分析相比,所发展的方法在计算效率、精度和应力场光滑性等方面均展现出显着优势,为后续有效处理断裂相场模型中的局部高梯度问题奠定了坚实的基础。该自适应算法的建立及其数值验证将在本文第四章中给出。随后,针对裂纹萌生、扩展和融合等问题的数值模拟和分析,本文提出了脆性断裂相场模型的自适应一致性无单元Galerkin方法。本文采用基于应变谱分解的断裂相场模型描述裂纹的力学行为,采用一致性无单元Galerkin方法数值求解相场和力场方程。在相场模型中,应变能历程驱动着相场变量的演化,针对这一特点,本文建立了基于最大残余应变能历程和相场变量的自适应准则,并由该准则确定需要加密节点的局部区域,从而实现了脆性断裂问题的自适应分析。本文采用该方法有效模拟了裂纹萌生、扩展和融合过程,尤其是成功模拟了三维裂纹的非平面扩展（如裂纹面的扭转）,显着减少了所需节点数目和求解规模,提高了计算效率。而且,与线性有限元方法和标准的无单元Galerkin方法相比,本文方法具有更高的计算精度。本文第五章将具体阐述断裂相场模型的自适应一致性无单元Galerkin方法及其数值验证。最后,本文在所提出的断裂相场模型的自适应一致性无单元Galerkin方法中进一步考虑了材料参数的梯度分布,发展了功能梯度材料断裂分析的无单元Galerkin方法。与均匀材料相比,功能梯度材料由于其材料参数的梯度分布导致了更加复杂的应力场,准确的裂纹模拟变得更为困难。考虑到移动最小二乘近似所具有的高光滑性以及一致性积分格式均有助于应力场的高精度求解,本文采用一致性无单元Galerkin方法求解功能梯度材料问题,并通过数值算例验证了有效性。在此基础之上,本文进一步引入了功能梯度材料的断裂相场模型,同样采用一致性无单元Galerkin方法对其进行数值求解,并建立了相应的自适应准则,实现了功能梯度材料二维和三维裂纹扩展的自适应分析。数值结果表明,本文方法能够准确地反映材料参数的梯度分布对裂纹路径的影响,并在一定程度上揭示了裂纹扩展受控于应变能历程和临界能量释放率的断裂机制。本文第六章将详细讨论功能梯度材料断裂相场模型的无单元分析方法及数值结果。为了论文的完整性,本文第二章和第三章分别介绍了脆性断裂相场模型和Galerkin型无网格法的基本概念和基础理论。第七章为结论与展望,附录介绍了本文方法的计算机程序设计。
张帅[7]（2020）在《基于瞬态热-结构耦合的快速分析方法研究及其应用》文中研究表明在实际工程领域,处于热环境下的机械结构普遍存在,其几何形状和材料参数也会受温度影响,对此类结构进行有效的瞬态热-结构耦合分析以指导其结构设计是至关重要的,从而使以有限单元法为核心的数值分析技术被广泛应用。然而,传统有限单元法常因系统刚度“过硬”导致其计算精度不足,也会因网格划分带来巨大耗时和几何误差,并制约着CAD/CAE一体化的发展。同时,重复且完整的数值计算也是十分耗时的,尤其当问题的规模较大、时间步长较小且考虑材料参数的温度相关性时。为此,本文针对材料参数与温度相关的三维瞬态热-结构弱耦合问题,立足于相关数值分析的计算精度和效率以及相关结构的CAD/CAE一体化设计,基于组合近似法的理论及应用展开研究。其主要工作概括如下:（1）基于组合近似法提出了稳定节点积分快速分析框架,并开发了相应的快速求解器用于瞬态热-结构弱耦合静力学分析。首先,以四面体单元作为背景网格,在节点光滑有限元法的基础上通过引入基于温度场或位移场梯度变化的稳定项来构造出稳定节点光滑有限元法。其次,组合近似法将二项式级数展开的前几项作为缩减基法中高质量的基向量,利用初始分析信息将系统温度场和位移场的大规模计算转变为缩减方程的小规模求解。通过具体算例分析,该求解器在具备很好的稳定性、收敛性及计算精度的同时,大大降低了计算成本,提高了分析效率。（2）基于组合近似法提出了等几何快速分析框架,并开发了相应的快速求解器用于瞬态热-结构弱耦合分析。一方面,该求解器将CAD建模中精确表达几何体NURBS基函数作为CAE分析中的形函数,避免了网格划分带来的巨大耗时与几何误差;另一方面,该求解器同样集成了高精度和高效率组合近似法,在避免等几何完全分析的情况下利用初始分析信息可快速地分析后续的系统响应。通过具体算例分析,该求解器可有效地处理考虑复杂热力边界条件的瞬态热-结构耦合问题,并且在保证等几何高精度分析的同时,提高了等几何分析效率。（3）基于等几何快速求解器和启发式优化算法提出了等几何快速闭环优化设计框架用于瞬态热-结构弱耦合结构的CAD/CAE一体化设计。该框架融合了NURBS基函数的稳定性与快速求解器的高效性,在统一模型的基础上实现了结构修改后系统瞬态响应的快速分析,从而加速了闭环优化进程。通过对具体结构优化,验证了该闭环优化设计框架在性能上的高精度和高效率。
吴佳宁[8]（2020）在《基于DSCM-FEM的岩石力学参数反演研究》文中认为岩石力学参数是水利水电工程、交通工程和矿业工程等岩石力学理论分析和数值计算的基础数据,由于岩石为具有明显非均质特性材料,使得岩石工程分析中的力学参数选取存在困难性。针对非均质岩石材料的力学参数反演问题,论文以数字散斑相关方法实测得到的岩石变形场数据为基础,构建数字散斑相关方法与有限单元法相结合的岩石力学参数反演方法,通过花岗岩三点弯曲实验和红砂岩单轴压缩实验方法,开展岩石边界条件、弹性参数和损伤参数的反演研究工作,为岩石工程设计中力学参数选取提供参考。在边界条件反演方面,开展了红砂岩单轴压缩实验,使用数字散斑相关方法和有限元方法相结合,分析了试件在加载过程中的位移场,推导了单元刚度矩阵和参数反演方程组,计算得到了弹性参数未知和已知条件下试件上下端面的边界条件。在弹性参数反演方面,构建了数字散斑相关方法和有限元模型修正法结合的力学参数反演流程,开展了花岗岩三点弯曲实验,分析了试件加载过程中的应变场,建立了与实验对应的有限元数值模型并提取了模型应力场,构建了弹性参数反演目标函数,最终计算得到了与实验最接近的弹性参数。在损伤参数反演方面,基于上述构建的反演流程,使用数字散斑相关方法计算了试件加载过程的应变场,建立了实验的数值计算模型,推导了岩石损伤方程,构建了损伤参数反演目标函数,优化并得到了岩石的损伤参数。
张涛[9]（2020）在《青藏高原南部及其东南缘弧形构造带地应力场特征研究》文中提出青藏高原是我国西部开发的主战场,作为水电资源蕴藏量最丰富地区以及交通基础设施最薄弱地区,大量工程建设正面临着高地应力、高地震烈度等复杂地质环境问题。因此,研究青藏高原构造应力场特征具有重要的科学意义。本文采用震源机制解反演法、已有地应力测试数据的统计分析法,对青藏高原南部和东南缘的区域构造应力场进行系统分析,并对高原南缘的尼泊尔上阿润水电站工程区初始地应力场进行三维有限元回归反演分析。主要研究成果如下:（1）震源机制解的P、T轴分析与构造应力场反演分析结果表明,构造应力场的分区特征较为显着,且构造主压应力方向以青藏高原南部为中心向东侧呈辐射特征。具体表现为主压应力方向从造山带区域的近NS向,偏转至西藏地区的NE向,在川滇地区持续向SE方向偏转。不同区域内的应力结构类型具有较大的差异性,并与各区活动构造断裂带和次级块体的作用形式存在紧密联系。（2）对该地区的应力实测数据进行统计分析,获得了最大水平主应力优势方位的分布特征,以及水平主应力量值及侧压系数随深度的变化特征。结果表明,地壳浅层岩体应力场的方位和量值,均具有区域的差异性特征。西藏地区的最大水平主应力地表值小于川滇地区,而梯度值大于川滇地区,侧压系数随深度的收敛值也大于川滇地区,并且西藏地区的最大水平主应力始终占主导地位。表明高原南部、东南缘区域的应力场分别具有“浅弱深强”、“浅强深弱”的特征。（3）尼泊尔上阿润工程区地应力测试与三维地应力场反演结果表明,最大水平主应力占主导地位且呈NE向,与区域构造主压应力近NS向的特征相异,这因工程区浅表应力场主要受局部地质结构与地形地貌的控制。
吴仕楠[10]（2020）在《锚框支护边坡动静力稳定性模拟分析》文中提出随着我国经济不断发展,人口快速增长,对土地资源的需求也在不断增加。为了解决人们对建设场地的需求,不可避免的需要对场地进行开挖或填筑,边坡工程在建设过程中开始大量出现。伴随着边坡工程数量的不断增加,边坡失稳问题也日益突显,如处理不当,就可能对建设施工及人民的生产生活带来巨大的影响。在影响边坡稳定性的诸多因素中,地震是主要因素之一。我国是一个地震多发的国家,确保边坡在地震作用下的稳定性,也是广大科研人员值得考虑的问题。本文采用大型商业软件FLAC 3D,对玉溪某建筑边坡进行未支护工况及锚索—格梁组合支护工况下的静动力分析,研究了锚索—格梁组合支护对于边坡稳定的积极影响。本文的主要研究内容如下:（1）查阅相关资料,对边坡稳定性分析发展进行总结,对边坡稳定性分析主要方法进行概述。（2）对边坡的分类、主要破坏形式及影响因素进行简要的研究总结。对常见的边坡的治理措施进行归纳。（3）介绍软件FLAC 3D及计算所使用的强度折减法、完全动力强度折减法原理。通过算例对完全动力强度折减法的有效性进行了验证。（4）根据工程资料建立三维分析计算模型。利用FLAC 3D,对比分析了分步开挖无支护及分步开挖支护两种工况下边坡的稳定性,研究了锚索—格梁支护结构对开挖边坡稳定性的影响。（5）研究边坡在地震作用下的稳定性。采用时程分析方法,基于完全动力强度折减法原理,对支护与否两种情况下的边坡的稳定性,进行了对比分析。确定了边坡的加固方案。
二、运用平面弹性有限单元法分析帚状构造应力场（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、运用平面弹性有限单元法分析帚状构造应力场（论文提纲范文）
（1）基于比例边界有限元的高精度应力场构造方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 数值分析方法概述 |
| 1.2.1 数值分析方法 |
| 1.2.2 数值计算误差 |
| 1.2.3 数值分析方法的改善与应用 |
| 1.2.4 数值分析在断裂计算方面的应用 |
| 1.3 本文的主要工作内容 |
| 2 三维SBFEM应力场计算理论方法 |
| 2.1 SBFEM的基本理论 |
| 2.2 标准SBFEM三维控制方程的推导求解 |
| 2.2.1 相似中心点的确定及求解域内任一点坐标表示方法 |
| 2.2.2 Hamilton体系下三维有限域刚度控制方程的导出 |
| 2.2.3 三维有限域控制方程的求解 |
| 2.3 基于相似中心线的SBFEM三维控制方程的推导求解 |
| 2.3.1 相似中心线的确定及求解域内任一点坐标表示方法 |
| 2.3.2 Hamilton体系下三维有限域刚度控制方程的导出 |
| 2.3.3 三维有限域控制方程的求解 |
| 2.4 单元积分 |
| 2.4.1 积分点位置 |
| 2.4.2 积分阶次 |
| 2.5 应力场后处理 |
| 2.5.1 应力取样点 |
| 2.5.2 应力磨平方法 |
| 2.5.3 应力误差估计 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 基于点相似中心的三维SBFEM应力单元的分析应用 |
| 3.1 三维SBFEM应力计算的实际考虑 |
| 3.2 程序实现流程 |
| 3.3 若干SBFEM三维应力精度影响因素分析 |
| 3.3.1 离散单元的拼合对计算精度的影响 |
| 3.3.2 离散单元的细化对SBFEM单元计算精度的影响 |
| 3.3.3 离散单元形态对SBFEM单元计算精度的影响 |
| 3.3.4 SBFEM单元计算收敛速度 |
| 3.4 SBFEM应力单元在均质贯穿单边裂纹模型中的应用 |
| 3.4.1 应力强度因子 |
| 3.4.2 数值算例 |
| 3.5 SBFEM应力误差估计 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于相似中心线的三维SBFEM单元的分析应用 |
| 4.1 基于相似中心线的计算模型 |
| 4.2 程序实现流程 |
| 4.3 数值算例 |
| 4.3.1 基于相似中心线的悬臂梁分析 |
| 4.3.2 基于相似中心线的L型构件分析 |
| 4.3.3 基于相似中心线的均质贯穿单边裂纹板分析 |
| 4.3.4 FEM与 SBFEM耦合情况验算 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 研究成果与展望 |
| 5.1 研究成果 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（2）隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.2 选题依据与目的 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 隧道突水突变机理 |
| 1.2.2 突水灾变演化过程模拟方法 |
| 1.2.3 近场动力学在岩土工程中的应用 |
| 1.2.4 研究现状发展趋势与存在问题 |
| 1.3 主要内容与创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 创新点 |
| 第二章 基于矩阵运算的裂隙岩体三维近场动力学模拟 |
| 2.1 近场动力学基本理论 |
| 2.1.1 连续-非连续模拟的非局部作用思想 |
| 2.1.2 常规态型近场动力学模型 |
| 2.1.3 动态/静态问题数值求解方法 |
| 2.2 节理裂隙岩体强度折减本构模型 |
| 2.2.1 基于强度折减理论的岩体本构模型 |
| 2.2.2 岩体本构模型参数确定方法 |
| 2.3 非均质岩体材料压缩破坏模拟 |
| 2.3.1 岩体材料非均质特性表征 |
| 2.3.2 岩体材料压缩破坏模拟 |
| 2.4 基于矩阵运算的高效求解策略 |
| 2.4.1 近场动力学矩阵运算基本原理 |
| 2.4.2 近场动力学矩阵运算程序开发 |
| 2.4.3 近场动力学矩阵运算效率分析 |
| 2.5 岩体破坏三维模拟算例验证 |
| 2.5.1 完整岩体破坏过程模拟 |
| 2.5.2 节理岩体破坏过程模拟 |
| 2.5.3 裂隙岩体破坏过程模拟 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 裂隙岩体应力-渗流耦合近场动力学模拟 |
| 3.1 地下水渗流近场动力学模型 |
| 3.1.1 等效连续介质渗流模型 |
| 3.1.2 离散裂隙网络渗流模型 |
| 3.1.3 孔隙-裂隙双重介质渗流模型 |
| 3.2 裂隙岩体流-固耦合模拟方法 |
| 3.2.1 物质点双重覆盖理论模型 |
| 3.2.2 流-固耦合矩阵运算与程序开发 |
| 3.3 应力状态对水力裂隙扩展路径的影响规律 |
| 3.3.1 应力状态对水力裂隙的影响机制 |
| 3.3.2 水力裂隙扩展路径模拟结果分析 |
| 3.4 天然裂隙对水力裂隙扩展路径的影响规律 |
| 3.4.1 天然裂隙与水力裂隙相互作用关系 |
| 3.4.2 水力裂隙扩展路径模拟结果分析 |
| 3.5 岩体裂隙网络水力压裂过程损伤破坏规律 |
| 3.5.1 裂隙网络对水力裂隙的影响机制 |
| 3.5.2 裂隙网络岩体水力压裂模拟结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 隧道开挖卸荷效应近场动力学模拟 |
| 4.1 卸荷效应模拟的物质点休眠法 |
| 4.1.1 物质点休眠法基本思想 |
| 4.1.2 开挖卸荷模拟程序设计 |
| 4.2 隧道开挖损伤区模拟分析 |
| 4.2.1 隧道开挖损伤区形成机制 |
| 4.2.2 隧道开挖损伤区演化过程 |
| 4.2.3 隧道开挖围岩位移场变化规律 |
| 4.3 渗流卸荷近场动力学模拟 |
| 4.3.1 孔隙介质渗流卸荷模拟 |
| 4.3.2 裂隙介质渗流卸荷模拟 |
| 4.3.3 双重介质渗流卸荷模拟 |
| 4.4 卸荷作用下应力-渗流耦合近场动力学模拟 |
| 4.4.1 卸荷作用下应力-渗流近场动力学模拟方法 |
| 4.4.2 卸荷作用下应力-渗流耦合模拟程序设计 |
| 4.5 隧道开挖损伤区应力-渗流耦合模拟 |
| 4.5.1 渗流对隧道开挖损伤区的影响机制 |
| 4.5.2 渗透压力对隧道开挖损伤的影响规律 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 隧道隔水岩体渐进破坏突水灾变过程模拟 |
| 5.1 歇马隧道突水灾害概述 |
| 5.1.1 依托工程概况 |
| 5.1.2 工程现场突水情况 |
| 5.2 隧道岩体破坏突水地质力学模型试验 |
| 5.2.1 地质力学模型试验概述 |
| 5.2.2 隔水岩体渐进破坏突水过程 |
| 5.3 隧道岩体破坏突水近场动力学模型 |
| 5.3.1 隧道施工过程三维模型 |
| 5.3.2 监测断面布置情况 |
| 5.4 隧道岩体破坏突水模拟结果分析 |
| 5.4.1 围岩损伤状态分析 |
| 5.4.2 围岩渗流场分析 |
| 5.4.3 围岩位移场分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 隧道隔水岩体渐进破坏突水影响因素分析 |
| 6.1 岩溶隧道突水影响因素与模型设计 |
| 6.1.1 岩溶隧道突水影响因素 |
| 6.1.2 岩溶隧道突水模拟工况设计 |
| 6.2 岩溶隧道突水灾变过程工程尺度模拟 |
| 6.2.1 工程尺度模拟三维数值模型 |
| 6.2.2 隔水岩体渐进破坏突水过程分析 |
| 6.3 岩溶隧道突水影响因素分析 |
| 6.3.1 溶洞发育规模 |
| 6.3.2 溶洞水压力 |
| 6.3.3 围岩弹性模量 |
| 6.3.4 围岩抗拉强度 |
| 6.3.5 隧道埋深 |
| 6.3.6 溶洞位置 |
| 6.4 基于数值模拟结果的隧道突水防控措施分析 |
| 6.4.1 最小安全厚度计算结果分析 |
| 6.4.2 岩溶隧道突水防控措施分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 近场动力学岩土工程数值仿真软件及应用 |
| 7.1 数值仿真软件研发 |
| 7.1.1 软件功能设计 |
| 7.1.2 软件架构设计 |
| 7.1.3 软件运行环境 |
| 7.2 数值仿真软件介绍 |
| 7.2.1 用户界面介绍 |
| 7.2.2 使用方法介绍 |
| 7.3 应用实例分析 |
| 7.3.1 模型概况 |
| 7.3.2 模拟结果分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 博士期间参与的科研项目 |
| 博士期间发表的论文 |
| 博士期间申请的专利 |
| 博士期间获得的奖励 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（3）松辽盆地现今应力环境研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及存在问题 |
| 1.2.1 松辽盆地现今应力场研究现状 |
| 1.2.2 地应力测量研究及其进展 |
| 1.2.3 构造应力场有限元数值模拟研究概述 |
| 1.2.4 断裂构造对地应力场影响的研究现状 |
| 1.2.5 存在的问题 |
| 1.3 主要研究内容及研究思路 |
| 1.4 论文的主要创新点 |
| 第二章 松辽盆地区域地质背景 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 松辽盆地及周边构造活动分区 |
| 2.3 主要活动断裂特征 |
| 2.4 松辽盆地地壳深部结构特征 |
| 2.4.1 研究区地壳厚度分布特征 |
| 2.4.2 研究区深部波速结构特征 |
| 2.4.3 研究区地壳泊松比特征 |
| 2.5 地壳形变特征 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 松辽盆地地应力测量及现今构造应力场研究 |
| 3.1 松辽盆地构造应力场背景 |
| 3.1.1 松辽盆地地壳浅层水平主应力值及其随深度分布规律 |
| 3.1.2 松辽盆地地壳浅层水平主应力方向 |
| 3.2 松辽盆地大陆科学钻探松科二井地应力测量研究 |
| 3.2.1 大陆科学钻探与地壳深部地应力测量 |
| 3.2.2 松科二井简介 |
| 3.2.3 ASR法地应力测量原理及方法概述 |
| 3.2.4 松科二井ASR实验设备及测试样品 |
| 3.2.5 ASR古地磁定向方法 |
| 3.2.6 松科二井ASR法地应力测量结果与分析 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 松辽盆地构造应力场三维数值模拟研究 |
| 4.1 松辽盆地构造应力场三维数值模型构建 |
| 4.1.1 有限单元法简介 |
| 4.1.2 三维地质模型与有限元计算模型的构建 |
| 4.1.3 材料介质参数选取与计算 |
| 4.1.4 约束条件与边界条件 |
| 4.1.5 主要活动断裂 |
| 4.2 模拟结果合理性检验 |
| 4.3 松辽盆地及周边构造单元三维应力场数值模拟结果分析 |
| 4.3.1 松辽盆地及周边构造单元内主应力值分布特征 |
| 4.3.2 盆地及周边构造单元内主压应力方向特征分析 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 松辽盆地应力场成因机制探讨 |
| 5.1 深大断裂对该区不同深度应力场特征的影响 |
| 5.1.1 敦化-密山断裂 |
| 5.1.2 依兰-伊通断裂 |
| 5.1.3 嫩江断裂 |
| 5.2 深大断裂及西太平洋板块俯冲对松辽盆地应力场形成的相关性探讨 |
| 5.3 小结 |
| 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 个人简历、攻读学位期间的研究成果及公开发表的学术论文 |
（4）个旧矿区高松矿田成矿期构造应力场数值模拟与找矿预测（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文选题依据及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 个旧高松矿田地质工作研究现状 |
| 1.2.2 构造应力场研究现状 |
| 1.2.3 数值模拟研究现状 |
| 1.3 研究思路及内容 |
| 1.4 完成工作量 |
| 第二章 区域成矿地质背景 |
| 2.1 区域大地构造背景 |
| 2.2 区域地层 |
| 2.2.1 新生界 |
| 2.2.2 中生界 |
| 2.2.3 古生界 |
| 2.2.4 元古界 |
| 2.3 区域构造 |
| 2.3.1 北西向构造 |
| 2.3.2 北东向构造 |
| 2.3.3 东西向构造 |
| 2.3.4 南北向构造 |
| 2.4 区域岩浆岩 |
| 2.5 区域地球物理物特征 |
| 2.6 区域地球化学特征 |
| 2.7 区域矿产 |
| 第三章 研究区地质特征 |
| 3.1 研究区地层 |
| 3.2 研究区构造 |
| 3.3 研究区岩浆岩 |
| 3.4 研究区矿床特征 |
| 第四章 研究区构造演化及控矿构造分析 |
| 4.1 研究区主要构造解析 |
| 4.1.1 褶皱构造 |
| 4.1.2 断裂构造 |
| 4.1.2.1 北东向断裂 |
| 4.1.2.2 北西向断裂 |
| 4.1.2.3 东西向断裂 |
| 4.1.2.4 南北向断裂 |
| 4.1.3 层间破碎带 |
| 4.1.4 节理构造 |
| 4.1.4.1 构造点节理发育特征及力学分析 |
| 4.1.4.2 构造点共轭节理发育特征及力学分析 |
| 4.1.4.3 节理组合及分期配套 |
| 4.2 研究区古构造应力场恢复 |
| 4.3 研究区控矿构造分层解析 |
| 第五章 构造应力场数值模拟 |
| 5.1 有限单元法简介 |
| 5.2 有限单元法基本思路及步骤 |
| 5.3 有限元计算软件ANSYS简介 |
| 5.4 构造应力场数值模拟的基本原理及步骤 |
| 5.5 个旧高松矿田构造应力场数值模拟 |
| 5.5.1 地质模型构建 |
| 5.5.2 力学模型构建 |
| 5.6 模拟结果分析与讨论 |
| 5.6.1 印支晚期-燕山早期构造应力场模拟结果分析 |
| 5.6.2 燕山中晚期构造应力场模拟结果分析 |
| 5.6.3 喜山早期构造应力场模拟结果分析 |
| 5.6.4 喜山晚期构造应力场模拟结果分析 |
| 第六章 成矿预测 |
| 6.1 矿床形成的主控因素 |
| 6.1.1 区域构造演化对成矿的控制 |
| 6.1.2 地层岩性对成矿的控制 |
| 6.1.3 构造对成矿的控制 |
| 6.1.4 岩浆岩体对成矿的控制 |
| 6.2 找矿标志 |
| 6.3 找矿远景区预测 |
| 第七章 结论与存在问题 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 存在问题 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A |
| 附表 B |
（5）连铸板坯传热/应力计算及其可视化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 结晶器内铸坯的传热与力学行为 |
| 1.1.1 结晶器内铸坯的凝固 |
| 1.1.2 结晶器内铸坯传热与力学行为数值模拟 |
| 1.2 连铸坯表面裂纹 |
| 1.2.1 表面裂纹成因 |
| 1.2.2 表面裂纹影响因素 |
| 1.3 连铸过程的有限元计算与结果可视化 |
| 1.3.1 有限元在连铸过程的应用 |
| 1.3.2 可视化技术 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 2 连铸坯传热/凝固有限元数值计算模型 |
| 2.1 连铸坯凝固传热/凝固模型的数学描述 |
| 2.1.1 传热模型基本假设 |
| 2.1.2 传热模型控制方程 |
| 2.2 微分方程的等效形式和加权余量法 |
| 2.2.1 微分方程的等效形式 |
| 2.2.2 加权余量法 |
| 2.3 单元计算格式的建立 |
| 2.3.1 形函数 |
| 2.3.2 有限元传热控制方程 |
| 2.3.3 有限元传热矩阵组装 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 连铸坯热弹黏塑性应力有限元数值计算模型 |
| 3.1 连铸坯应力/应变模型的数学描述 |
| 3.1.1 应力模型基本假设 |
| 3.1.2 热弹黏塑性本构模型 |
| 3.2 铸坯力学行为的有限元求解 |
| 3.2.1 应力有限元控制方程 |
| 3.2.2 有限元应力矩阵组装 |
| 3.3 应力求解中的关键问题 |
| 3.3.1 应力求解步骤 |
| 3.3.2 有界Newton-Raphson迭代法 |
| 3.4 计算流程 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于实测反问题的连铸坯传热/应力计算与分析 |
| 4.1 实验条件与计算参数 |
| 4.1.1 铸机设备与工艺参数 |
| 4.1.2 物性参数 |
| 4.1.3 计算域网格离散及特征位置选取 |
| 4.2 基于实测温度的结晶器热流反问题计算 |
| 4.2.1 反问题简介 |
| 4.2.2 结晶器铜板温度检测 |
| 4.2.3 结晶器传热反问题算法 |
| 4.3 铸坯传热与坯壳生长 |
| 4.3.1 铸坯表面热流 |
| 4.3.2 铸坯表面温度 |
| 4.3.3 坯壳生长行为 |
| 4.4 铸坯宽面的传热和力学行为 |
| 4.4.1 宽面特征点沿浇铸方向的力学行为 |
| 4.4.2 铸坯沿宽度方向的传热/应力行为 |
| 4.5 铸坯角部区域的传热和力学行为 |
| 4.5.1 角部温度分布 |
| 4.5.2 角部等效应力分布 |
| 4.5.3 偏角部区域沿浇铸方向的应力与应变 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于OpenGL的连铸坯凝固过程可视化系统开发 |
| 5.1 OpenGL图形技术 |
| 5.2 绘制铸坯物理场的基础和功能实现 |
| 5.3 铸坯可视化模块构建及程序开发 |
| 5.3.1 创建图形输出窗口 |
| 5.3.2 绘图初始化 |
| 5.3.3 铸坯三维物理场绘制 |
| 5.3.4 键盘消息响应和视窗重构 |
| 5.4 铸坯传热/力学行为可视化 |
| 5.4.1 板坯传热状态可视化 |
| 5.4.2 板坯应力分布可视化 |
| 5.4.3 数据文件可视化模块 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（6）脆性断裂相场模型的自适应一致性无单元Galerkin方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 断裂分析的研究进展 |
| 1.2.1 离散裂纹模型研究现状 |
| 1.2.2 弥散裂纹模型研究现状 |
| 1.2.3 断裂相场模型研究现状 |
| 1.3 无网格法的研究进展 |
| 1.4 本文的研究内容 |
| 2 脆性断裂的相场模型 |
| 2.1 Griffith理论 |
| 2.2 断裂的变分原理 |
| 2.3 基于应变谱分解的断裂相场模型 |
| 2.3.1 裂纹的相场法描述 |
| 2.3.2 控制方程的推导 |
| 2.4 其他断裂相场模型 |
| 2.4.1 能量正则化的相场模型 |
| 2.4.2 Kuhn和M(?)ller的断裂相场模型 |
| 2.4.3 基于体积-偏应变分解的断裂相场模型 |
| 2.4.4 高阶断裂相场模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 Galerkin型无网格方法 |
| 3.1 形函数的构造 |
| 3.1.1 移动最小二乘(MLS)近似 |
| 3.1.2 权函数及其影响域 |
| 3.1.3 形函数及其导数的加速算法 |
| 3.2 控制方程及其Galerkin离散形式 |
| 3.3 数值积分方法 |
| 3.3.1 背景格子积分 |
| 3.3.2 有限元背景网格积分 |
| 3.3.3 节点积分 |
| 3.4 位移边界条件的施加 |
| 3.4.1 拉格朗日乘子法 |
| 3.4.2 修正变分原理 |
| 3.4.3 罚函数法 |
| 3.4.4 Nitsche法 |
| 3.5 不连续问题的处理 |
| 3.5.1 权函数的处理 |
| 3.5.2 基函数的处理 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 自适应一致性无单元Galerkin方法 |
| 4.1 控制方程及离散 |
| 4.2 一致性无单元Galerkin方法 |
| 4.2.1 节点导数的一致性条件 |
| 4.2.2 Hu-Washizu变分原理及形函数导数的修正 |
| 4.2.3 二阶一致三点积分格式 |
| 4.2.4 修正节点导数的微分一致性及分片实验 |
| 4.3 自适应方案 |
| 4.3.1 细化区域的确定 |
| 4.3.2 细化方案 |
| 4.4 数值算例 |
| 4.4.1 方板圆孔问题 |
| 4.4.2 受压半无限平面问题 |
| 4.4.3 变体力板 |
| 4.4.4 L形板 |
| 4.4.5 异形板 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 脆性断裂相场模型的自适应分析 |
| 5.1 断裂相场模型的无网格离散 |
| 5.1.1 相场问题 |
| 5.1.2 位移场问题 |
| 5.2 二维脆性断裂相场模型的自适应分析 |
| 5.2.1 自适应方案 |
| 5.2.2 数值算例 |
| 5.3 三维脆性断裂相场模型的自适应分析 |
| 5.3.1 二阶一致四点积分格式 |
| 5.3.2 自适应方案 |
| 5.3.3 数值算例 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 功能梯度材料的断裂相场模型分析 |
| 6.1 功能梯度材料的一致性无网格法 |
| 6.1.1 控制方程及离散 |
| 6.1.2 数值算例 |
| 6.2 功能梯度材料的断裂分析 |
| 6.2.1 控制方程及无网格离散 |
| 6.2.2 自适应方案 |
| 6.2.3 数值算例 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 程序实现 |
| A.1 程序结构设计 |
| A.2 主要程序模块流程图 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（7）基于瞬态热-结构耦合的快速分析方法研究及其应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 瞬态热-结构耦合问题研究概述 |
| 1.3 数值算法研究概述 |
| 1.3.1 节点积分方法 |
| 1.3.2 等几何分析方法 |
| 1.4 重分析方法研究概述 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 瞬态热-结构耦合的理论基础 |
| 2.1 瞬态非线性热传导分析 |
| 2.1.1 瞬态热传导控制方程及边界条件 |
| 2.1.2 基于有限单元法的系统传热方程离散 |
| 2.2 瞬态热-结构耦合静力学分析 |
| 2.2.1 热-结构耦合静力学控制方程及边界条件 |
| 2.2.2 基于有限单元法的系统静力学方程离散 |
| 2.3 瞬态热-结构耦合动力学分析 |
| 2.3.1 热-结构耦合动力学控制方程及边界条件 |
| 2.3.2 基于有限单元法的系统动力学方程离散 |
| 2.3.3 Newmark-β法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于组合近似法的稳定节点积分快速分析方法 |
| 3.1 基于稳定节点光滑有限元法的瞬态热-结构耦合分析 |
| 3.1.1 基于节点的光滑域构造 |
| 3.1.2 基于梯度变化的稳定项构造 |
| 3.1.3 数值算例 |
| 3.2 基于组合近似法的稳定节点积分快速分析框架 |
| 3.2.1 问题描述 |
| 3.2.2 基于组合近似法的快速分析框架 |
| 3.3 数值算例 |
| 3.3.1 针肋散热器 |
| 3.3.2 发动机气缸活塞 |
| 3.3.3 阀体 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于组合近似法的等几何快速分析方法 |
| 4.1 等几何分析相关理论 |
| 4.1.1 NURBS基函数及几何表达 |
| 4.1.2 网格细化方法 |
| 4.1.3 基于NURBS的等几何空间映射 |
| 4.2 基于等几何方法的瞬态热-结构耦合分析 |
| 4.2.1 瞬态非线性热传导的等几何分析 |
| 4.2.2 热-结构耦合的等几何分析 |
| 4.2.3 数值算例 |
| 4.3 基于组合近似法的等几何快速分析框架 |
| 4.3.1 问题描述 |
| 4.3.2 基于组合近似法的动力学快速分析框架 |
| 4.4 数值算例 |
| 4.4.1 轮齿 |
| 4.4.2 散热板 |
| 4.4.3 支座 |
| 4.4.4 车架横梁 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于等几何快速分析的闭环优化设计 |
| 5.1 基于等几何快速分析的闭环优化框架 |
| 5.2 数值算例 |
| 5.2.1 轮齿结构的单目标优化 |
| 5.2.2 横梁结构的多目标优化 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 1 主要研究成果及创新点 |
| 2 进一步的研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 攻读学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（8）基于DSCM-FEM的岩石力学参数反演研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 问题的提出 |
| 1.2 岩石力学参数反演研究现状及存在问题 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第二章 DSCM-FEM力学参数反演方法研究 |
| 2.1 DSCM基本原理 |
| 2.2 FEM基本原理 |
| 2.2.1 有限元理论推导参数反演方程组 |
| 2.2.2 有限元模型修正法基本原理 |
| 2.3 DSCM-FEM基本原理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 岩石边界条件反演研究 |
| 3.1 岩石单轴压缩实验 |
| 3.1.1 实验准备及过程 |
| 3.1.2 实验分析及结果 |
| 3.2 节点位移和边界条件 |
| 3.3 边界条件反演 |
| 3.3.1 弹性参数未知 |
| 3.3.2 弹性参数已知 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 岩石弹性参数反演研究 |
| 4.1 构建弹性参数反演目标函数 |
| 4.2 岩石三点弯曲实验 |
| 4.2.1 实验准备及过程 |
| 4.2.2 实验分析及结果 |
| 4.3 有限元计算及优化求解 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 岩石损伤参数反演研究 |
| 5.1 岩石三点弯曲实验分析及结果 |
| 5.2 岩石损伤方程及目标函数 |
| 5.2.1 损伤方程推导 |
| 5.2.2 UMAT用户子程序 |
| 5.2.3 损伤参数反演目标函数 |
| 5.3 有限元计算及优化求解 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 主要结论 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（9）青藏高原南部及其东南缘弧形构造带地应力场特征研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题依据及研究意义 |
| 1.2 国内外地应力场研究现状 |
| 1.2.1 浅部地应力场的研究 |
| 1.2.2 深部构造应力场的研究 |
| 1.3 本文研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第二章 区域构造应力场研究 |
| 2.1 构造地质背景 |
| 2.1.1 构造演化的过程与特征 |
| 2.1.2 主要构造活动断裂带 |
| 2.2 数据的收集与整理 |
| 2.3 构造应力场反演方法原理 |
| 2.4 研究区域震源机制解特征分析 |
| 2.4.1 震源深度分布特征 |
| 2.4.2 震源机制解的区域性特征分析 |
| 2.4.3 P轴和T轴的区域性特征分析 |
| 2.5 构造应力场特征分析 |
| 2.5.1 青藏高原南部构造应力场特征 |
| 2.5.2 尼泊尔上阿润工程邻区构造应力场特征 |
| 2.5.3 青藏高原东南缘构造应力场特征 |
| 第三章 浅部实测地应力统计规律研究 |
| 3.1 数据的收集与整理 |
| 3.1.1 数据的收集 |
| 3.1.2 数据的整理 |
| 3.2 研究区域地应力场方位特征分析 |
| 3.3 应力实测数据沿深度的变化规律分析 |
| 3.3.1 整体区域实测地应力随深度的变化规律 |
| 3.3.2 各研究区实测地应力量值特征比较 |
| 3.4 侧压系数随埋深的变化规律 |
| 第四章 尼泊尔上阿润工程区地应力场特征研究 |
| 4.1 构造背景与地质概况 |
| 4.1.1 构造活动特征 |
| 4.1.2 工程地质概况 |
| 4.2 应力场实测数据分析 |
| 4.3 初始地应力场回归分析 |
| 4.3.1 三维有限元回归分析原理 |
| 4.3.2 三维有限元模型的建立 |
| 4.3.3 应力场回归结果分析 |
| 4.3.4 工程区初始应力场分析 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表论文及参与科研项目 |
| 致谢 |
（10）锚框支护边坡动静力稳定性模拟分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题依据及研究意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 边坡稳定问题国外研究现状 |
| 1.2.2 边坡稳定问题国内研究现状 |
| 1.3 边坡稳定性分析方法 |
| 1.3.1 定性分析方法 |
| 1.3.2 定量分析方法 |
| 1.3.3 非确定性分析 |
| 1.3.4 物理模型分析 |
| 1.3.5 现场监测分析 |
| 1.4 本文研究的主要内容 |
| 第二章 边坡稳定影响因素及治理方法 |
| 2.1 边坡分类 |
| 2.2 边坡破坏形式 |
| 2.3 边坡稳定性影响因素 |
| 2.3.1 内在因素 |
| 2.3.2 外在因素 |
| 2.4 边坡治理措施 |
| 第三章 FLAC3D简介及边坡稳定性分析原理 |
| 3.1 FLAC3D基本介绍 |
| 3.2 摩尔—库伦准则基本原理 |
| 3.3 FLAC3D地震模拟关键流程 |
| 3.3.1 网格尺寸 |
| 3.3.2 地震荷载校正 |
| 3.3.3 边界条件设置 |
| 3.3.4 阻尼设置 |
| 3.4 强度折减法与强度折减完全动力分析方法 |
| 3.4.1 强度折减法基本原理 |
| 3.4.2 强度折减完全动力分析方法基本原理 |
| 3.4.3 边坡动力失稳判据 |
| 3.4.4 强度折减完全动力分析方法验证算例 |
| 第四章 边坡开挖及加固的稳定性三维数值模拟研究 |
| 4.1 工程概况 |
| 4.1.1 自然地理 |
| 4.1.2 地质构造与新构造运动 |
| 4.1.3 地层 |
| 4.2 挖方边坡计算模型概况及边界约束条件 |
| 4.2.1 开挖边坡计算模型建立 |
| 4.2.2 边界条件及计算收敛标准 |
| 4.2.3 计算参数确定 |
| 4.2.4 本构模型与屈服准则的确定 |
| 4.3 未开挖状态下边坡稳定性分析 |
| 4.4 开挖未支护情况下边坡稳定性分析 |
| 4.4.1 位移场分析 |
| 4.4.2 应力场分析 |
| 4.4.3 边坡安全性分析 |
| 4.5 开挖支护情况下边坡稳定性分析 |
| 4.5.1 位移场分析 |
| 4.5.2 应力场分析 |
| 4.5.3 边坡安全性分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 地震作用下边坡稳定性分析 |
| 5.1 计算模型网格划分及边界条件 |
| 5.1.1 计算模型概况及网格划分 |
| 5.1.2 计算模型边界条件 |
| 5.1.3 地震波调整 |
| 5.1.4 监测点布置 |
| 5.2 未支护条件下边坡动力稳定性分析 |
| 5.2.1 位移分析 |
| 5.2.2 剪切应变分析 |
| 5.2.3 应力分析 |
| 5.3 未支护边坡安全性校核 |
| 5.3.1 人工波作用下边坡安全性校核 |
| 5.3.2 一号天然波作用下边坡安全性校核 |
| 5.3.3 二号天然波作用下边坡安全性校核 |
| 5.4 支护条件下边坡动力稳定性分析 |
| 5.4.1 位移分析 |
| 5.4.2 剪切应变分析 |
| 5.4.3 应力分析 |
| 5.5 支护边坡安全性校核 |
| 5.5.1 人工波作用下支护边坡安全性校核 |
| 5.5.2 一号天然波作用下支护边坡安全性校核 |
| 5.5.3 二号天然波作用下支护边坡安全性校核 |
| 5.6 章节小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 :攻读硕士学位期间发表的论文 |
四、运用平面弹性有限单元法分析帚状构造应力场（论文参考文献）
- [1]基于比例边界有限元的高精度应力场构造方法研究[D]. 许新. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法[D]. 高成路. 山东大学, 2021(11)
- [3]松辽盆地现今应力环境研究[D]. 王斌. 中国地质科学院, 2021(01)
- [4]个旧矿区高松矿田成矿期构造应力场数值模拟与找矿预测[D]. 曾祥晨. 昆明理工大学, 2021(01)
- [5]连铸板坯传热/应力计算及其可视化[D]. 赵子豪. 大连理工大学, 2021(01)
- [6]脆性断裂相场模型的自适应一致性无单元Galerkin方法[D]. 邵玉龙. 大连理工大学, 2020
- [7]基于瞬态热-结构耦合的快速分析方法研究及其应用[D]. 张帅. 湖南大学, 2020(08)
- [8]基于DSCM-FEM的岩石力学参数反演研究[D]. 吴佳宁. 北方工业大学, 2020(02)
- [9]青藏高原南部及其东南缘弧形构造带地应力场特征研究[D]. 张涛. 长江科学院, 2020(01)
- [10]锚框支护边坡动静力稳定性模拟分析[D]. 吴仕楠. 昆明理工大学, 2020(05)