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基于NMM的EFG方法及其裂纹扩展模拟被引量：12: 2014年; 数值流形方法 (numerucal manifold method,NMM)通过引入数学覆盖和物理覆盖两套系统来统一处理连续和非连续问题.通过用移动最小二乘插值(moving least squares interpolation,MLS)中的节点影响域构造数学覆盖,得到了基于数值流形方法的无网格伽辽金法(element free Galerkin,EFG).该方法在保证前处理简单的同时,又能方便处理如裂纹等不连续问题.建立了适用于小变形和大变形的裂纹扩展计算格式,并通过对曲折裂纹(kinked crack)的处理,在不加密的情况下实现了任意小步长的裂纹扩展,大大提高了在固定网格中模拟裂纹扩展的实用性.大小变形的结果对比表明,按照不考虑构型变化的小变形计算,结果可能偏于危险.; 刘丰郑宏李春光; 关键词：数值流形方法无网格伽辽金法大变形

数值流形法在处理强奇异性问题时的网格无关性被引量：7: 2014年; 数值流形方法(NMM)的最大优势在于可以统一地处理岩土力学中的连续和非连续变形问题。它在求解断裂力学问题时无需强制裂纹与数学网格保持一致,非常适合应用于岩土工程中由连续到非连续的破坏过程模拟。在裂纹扩展过程中,裂纹与数学网格的相对位置将会是任意的,如裂纹尖端可能落在网格内部、网格节点上或网格边上等。因此,对同一条裂纹,通过旋转和移动数学网格构造了它们之间的这种相对位置关系以及一些可能对计算结果产生影响的极端情况,并以应力强度因子作为衡量标准,研究了NMM在处理线弹性断裂力学问题时的网格依赖性。研究表明,NMM即使在处理强奇异性问题时依然有着很好的网格无关性,进一步证实了它在模拟裂纹扩展问题时的鲁棒性。; 徐栋栋郑宏; 关键词：奇异性应力强度因子 J积分

基于单元速度泰勒展开的上限原理有限元法被引量：4: 2016年; 极限分析上限法较极限平衡法有着严谨的理论基础和物理意义。借助于级数展开的思想,通过对速度在单元形心点处一阶泰勒展开,得到了以形心点速度和速度一阶导数为基本未知变量的上限有限元法,该方法丰富了上限有限元基本理论,且可更好地表达与刚体上限法之间的联系。在形成新的上限法的同时,放松单元内任一点均需严格满足上限性质的要求,采用等面积多边形的形式代替外切多边形来逼近摩尔-库仑屈服圆。算例表明:该方法可稳定收敛到真实解,具有和传统Sloan法相同的收敛度;采用等面积多边形逼近形式时,较少的多边形边数即可取得较好的收敛效果,收敛速度大大提高。; 孙聪李春光郑宏孙冠华; 关键词：极限分析上限法

动载下裂纹应力强度因子计算的数值流形元法被引量：16: 2014年; 相较于传统有限元,数值流形方法(numericalmanifoldmethod,NMM)的一个显著优点是在处理裂纹问题时网格无需与裂纹重合,这就方便了岩体破坏过程的模拟.基于包含裂尖增强函数的NMM,采用Newmark隐式动力学算法进行时间积分,重点研究了动力载荷条件下裂纹动态应力强度因子(dynamicstressintensityfactor,DSIF)的求解方法.针对典型的线弹性动力裂纹问题,给出了NMM的数值算例.结果表明NMM能够准确计算动载荷条件下裂纹的DSIF,并且具有较好的收敛性.; 杨永涛徐栋栋郑宏; 关键词：动态应力强度因子

求解二维弹性问题的径向基差分法被引量：1: 2015年; 常规的配点型无网格法在求解弹性力学问题中,存在求解精度差和纽曼边界条件处理等局限.为解决这一问题,通过利用流体力学中基于径向基构造的差分格式(RBF-FD),来求解弹性力学平面问题.同时,为了进一步提高求解精度,对纽曼边界条件采用Hermite插值进行处理.数值算例表明,该方法具备良好的收敛性,并有着较高的精度,可有效解决传统配点型无网格法精度差的问题.同时,也表明该方法可以应用于弹性力学问题的求解.; 李伟李春光郑宏郭宏伟王志芬; 关键词：无网格法径向基函数 HERMITE插值弹性力学

对有限覆盖无网格法中悬挂节点的研究被引量：1: 2015年; 当前基于Galerkin法的无网格法都只在域内和边界上布置节点。基于无网格方法背景网格独立于节点布置这一性质,该文探讨了无网格域外布置悬挂节点的可行性,提出了一种统一的、均匀的无网格节点布置方案,并设计了相应的背景网格方案,称为有限覆盖无网格法。通过数值算例讨论了悬挂节点对精度的影响,在此基础上讨论了悬挂节点的数目、节点影响域的形状、尺寸以及背景积分方案等对求解精度的影响,并给出了推荐的做法。算例结果表明,悬挂节点能够显著提高求解精度,尤其是边界附近的应力精度。; 刘丰李春光郑宏王志芬; 关键词：无网格伽辽金法前处理

基于软化特性的三维边坡强度折减有限元分析被引量：8: 2014年; 基于现有边坡强度折减有限元的基本原理,建立了一套新的强度折减算法。该算法把强度参数降低的过程看成脆塑性应力跌落的过程,并设置一折减增量?k,当?k充分小时认为系统达到收敛条件而退出循环,最终的折减系数就是边坡的安全系数。该算法很容易扩展到三维边坡的稳定性分析,得到边坡滑动面滑动和破坏的发展趋势。通过2个算例,分析了进行三维模型计算的重要性,建议当地质条件复杂时宜从三维角度分析计算边坡,不能简单地将问题当作平面应变处理。; 孙聪李春光郑宏孙冠华; 关键词：强度折减有限元

基于方位离散线性化的上限原理有限元法被引量：2: 2015年; 上限原理有限元法不仅可以得到边坡的安全系数,还可以给出临界滑动面,且具有比极限平衡法更严谨的理论基础,因此,拥有更广阔的应用前景。针对传统的上限有限元法不能考虑强度各向异性的问题,提出了一种新的摩尔-库仑屈服面线性化方法。该方法在对方位角离散化的基础上,建立了线性化的方位离散塑性流动约束方程,丰富了基于线性规划的上限法理论。两个算例结果表明:该方法可以稳定地从极限解的上方收敛;且对边坡进行稳定性分析,若忽略了边坡的强度各向异性,则会高估边坡的稳定性,得到较大的安全系数。; 孙聪李春光郑宏孙冠华; 关键词：各向异性线性规划

面向对象的非连续变形分析: 2013年; 通过对比面向过程和面向对象的程序设计方法,讨论了面向对象方法与非连续变形分析程序相结合的优点.回顾了面向对象的有限元及非连续变形分析研究进展.简要介绍了非连续变形分析方法和面向对象程序设计的基本概念.构建接触对类对两类接触对基本数据进行完整封装,引入链表数据结构,实现了接触对数据占用内存空间最小化,为大规模块体系统非连续变形分析计算提供技术上的可能.构建接触行类使经典图算法得以简洁实现.引入跨平台的图形应用编程接口OpenGL对程序计算结果进行适时动态输出,并为三维DDA图形输出留出接口.面向对象的引入提高了程序的可移植性、可扩展性、适应性和易用性.; 李小凯郑宏; 关键词：非连续变形分析面向对象 OPENGL

Condensed form of complementarity formulation for discontinuous deformation analysis被引量：2: 2015年; While the classical discontinuous deformation analysis(DDA) is applied to the analysis of a given block system, one must preset stiffness parameters for artificial springs to be fixed during the open-close iteration. To a great degree, success or failure in applying DDA to a practical problem is dependent on the spring stiffness parameters, which is believed to be the biggest obstacle to more extensive applications of DDA. In order to evade the introduction of the artificial springs, this study reformulates DDA as a mixed linear complementarity problem(MLCP) in the primal form. Then, from the fact that the block displacement vector of each block can be expressed in terms of the contact forces acting on the block, the condensed form of MLCP is derived, which is more efficient than the primal form. Some typical examples including those designed by the DDA inventor are reanalyzed, proving that the procedure is feasible.; LI XiaoKaiZHENG Hong

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