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期刊信息/Journal information
应用力学学报
应用力学学报

陈绍汀

双月刊

1000-4939

cjam@mail.xjtu.edu.cn

029-82668756

710049

西安交通大学西安市咸宁西路28号

应用力学学报/Journal Chinese Journal of Applied MechanicsCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是由国家科委审批公开发行的中央级学术刊物。主要反映现代力学在工程实际中的应用，及时交流运用控力学理论、计算方法和实验技术在解决工程实际问题中取得的新成果。涉及内容包括流体、振动、强度等方面的问题。
正式出版
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    露出式刚接箱型柱混合节点的抗震性能分析

    潘秀珍张远杨一玮陈仕伟...
    833-842页
    查看更多>>摘要：运用ABAQUS有限元软件,分析了用于RC框架-钢结构加层混合结构的露出式刚接箱型柱节点的非线性受力性能,并在验证有限元模型正确性的基础上,深入研究了相关参数对露出式刚接节点抗震性能的影响规律,并提出设计建议.结果表明:露出式刚接箱型柱混合节点为梁塑性铰破坏,具有较强的耗能能力和塑性变形能力,但刚度退化较为严重;根据相关参数研究提出合理的设计建议,上部钢柱应尽可能采用平面内、平面外等稳定性的箱型或(屮)字形截面柱;就论文所研究的试件来看,轴压比控制在0.16～0.40之间比较合理.

    加层混合结构露出式刚接混合节点耗能能力抗震性能

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    异形板桥桩基托换力学行为及变形规律研究

    张鹏飞孙广刘洪涛袁维...
    843-852页
    查看更多>>摘要：随着地铁建设的迅速发展,不可避免的穿越既有城市立交桥,对其沉降及受力状态产生重大影响.依托石家庄地铁2号线下穿建和桥桩基托换工程,利用有限元软件,建立三维有限元模型,实现了桩基托换全过程模拟,通过数值计算得出了沉降变化规律,并与现场实际数据进行了对比分析.沉降结果表明,建和桥南桥托换部位沉降较大,应加强此区域位置的监控.通过分析桥面异形板及桩基应力历史,得出:桥面异形板在施工过程中应力变化主要集中在断桩施工阶段;原始桩基在托换施工全过程中,受力表现出先减小后增大的变化规律,新建桩基有效应力呈现出持续增长的现象;断桩施工将原始桩基受力有效转移至新建桩基,盾构施工对各结构应力状态影响较小.

    异形板桩基托换地铁桥梁盾构下穿有限元

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    深部硬脆性岩石分数阶蠕变损伤模型研究

    邵珠山朱意明陈浩哲韩邹红...
    853-860页
    查看更多>>摘要：硬脆性岩石与软弱岩石一样会发生蠕变破坏,因此研究其蠕变特性对围岩的稳定性具有重要意义.假设黏滞系数与初始弹性模量的幂次方成正比,以此表征岩石初始的软硬和致密状态对其蠕变行为的影响,提出一种改进的分数阶非线性黏滞体,以描述衰减和稳定蠕变阶段的黏弹性特征;根据连续损伤力学理论,引入损伤因子,建立了考虑时效损伤的分数阶非线性损伤黏塑性体,以描述加速蠕变阶段的力学行为.将胡克体、改进分数阶非线性黏滞体和分数阶非线性损伤黏塑性体串联,建立一个硬脆性岩石非线性蠕变损伤模型,并验证其合理性,试验曲线与模型理论曲线吻合良好,说明该模型能较好描述硬脆性岩石蠕变全过程.对模型参数进行敏感性分析,讨论其对蠕变行为的影响,结果表明相关参数对准确描述硬脆性岩石的蠕变特征有重要作用.

    蠕变模型硬脆性岩石分数阶微积分时效损伤

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    基于辛几何方法测定Ⅰ型应力强度因子

    代树红吴尧肖雨轩
    861-867页
    查看更多>>摘要：为得到高精度的Ⅰ型应力强度因子,提出了 一种基于辛几何方法测定裂纹尖端Ⅰ型应力强度因子的方法.通过在裂纹尖端构建扇形区域,分离辛几何方法下裂纹尖端的全状态向量,结合裂纹尖端的位移场,计算出裂纹的应力强度因子.利用Ⅰ型裂纹尖端位移场的理论解,研究了扇形区域的特征点个数、圆心角大小以及半径长度对应力强度因子精确度的影响.研究结果表明:特征点个数对该方法求解Ⅰ型应力强度因子的精度的影响较大,特征点个数大于37时,相对误差稳定趋向于0;扇形圆心角对应力强度因子的精度影响较小,但是相同精度要求下,不同的扇形圆心角需要的特征点个数不同;扇形半径过小时,由于断裂过程中裂纹尖端塑性区域的影响,应力强度因子的解不稳定且相对误差较大.对比相对误差可以发现该方法计算得到的Ⅰ型应力强度因子的精度较高,且该方法只需得到裂纹尖端的位移场就可以精确得到应力强度因子,解决了以往求解体系在复杂应力等情况下求解步骤复杂,导致无法精确得到Ⅰ型应力强度因子的难题.

    断裂力学辛几何方法应力强度因子Ⅰ型裂纹

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    钢纤维混凝土细观建模方法及力学特性研究

    刘韡郭银波邵珠山乔汝佳...
    868-877页
    查看更多>>摘要：钢纤维混凝土内部缺陷的萌生、扩展等变化过程,需从细观角度出发进行研究.为了建立更加接近实际的钢纤维混凝土细观随机分布模型,提出了一种高效可靠的钢纤维混凝土细观建模方法.采用Python语言对ABAQUS程序进行二次开发,避免了建模中不同软件之间信息传递过程繁琐的问题.提出了一种新的关于多边形骨料和钢纤维的干涉判断方法——点线法,推导了在任意椭圆形骨料边界上取点的方程,提高了骨料投放的高效性.基于上述方法,对钢纤维混凝土试件在单轴压缩下的破坏过程进行了模拟并与试验结果进行对比.结果表明:对于二维细观模型中的二级配多边形骨料投放比可以达到70％,椭圆形骨料投放比可以达到69％;消除了钢纤维在建模过程中相交的现象.数值模拟得到的破坏形态和应力-应变曲线与试验得到的吻合较好,进一步验证了提出的方法可行性.

    随机骨料钢纤维细观模型干涉判断

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    基于CSC模型的UHPC低速冲击压缩性能研究

    任亮喻贤明万超何瑜...
    878-887页
    查看更多>>摘要：为探讨超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)材料在低速冲击压缩下的力学性能,应用大型有限元程序LS-DYNA,结合UHPC材料性能,校准了混凝土连续面盖帽(continu-ous surface cap,CSC)模型中的参数取值,建立了基于SHPB技术的UHPC低速冲击压缩数值模型并与试验验证,在此基础上探讨了低速冲击下试件单轴抗压强度和应变率对UHPC动力增大系数(dynamic increase factor,DIF)的影响,提出了 UHPC动力增大系数数值回归公式.结果表明:基于合适的参数选取,应用校准后CSC模型建立的UHPC动态冲击压缩数值仿真模型具有较好的精准性;在不同的单轴抗压强度下,应用CSC模型得到的UHPC试件前后端面应力比变化趋势大致相同,但随着应变率的提高,CSC模型模拟效果表现出相对下降的趋势;UHPC动力增大系数随着应变率的提高而增大,随着单轴抗压强度的增大而逐渐降低,表现出明显的应变率效应和强度效应;建立的耦合应变率和单轴抗压强度的UHPC动力增大系数计算公式能较好地吻合数值分析结果,并在一定程度上避免高估UHPC动力增大系数,对低速冲击作用下UHPC动力特性评估具备一定的适用性.

    CSC模型UHPC低速冲击SHPB动力增大系数

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    基于无网格方法的机械结合面接触分析

    任晓通师俊平
    888-895页
    查看更多>>摘要：典型的无网格方法采用移动最小二乘函数(moving least squares,MLS)作为近似函数,但由于MLS不具备Kronecker delta函数性质,本质边界施加困难.LRPIM是采用径向基点插值形函数的无网格方法,本质边界条件无需特殊处理,可以直接施加,在保持高精度的前提下提高计算效率.将LRPIM应用于机械结合面接触问题的计算.根据位移连续条件推导了含接触特性的线性互补方程,建立了基于LRPIM的计算模型,采用线性互补算法利用数值积分计算了几种典型的接触问题,得到了接触面压力分布和接触变形,分析了插值函数形状参数和积分域尺寸对计算结果的影响.研究结果表明,插值函数形状参数αc对接触力的影响较小,而形状参数q取-0.5～1.2时有较好的收敛效果;积分域无量纲尺寸aqx、aqy大于1.5时计算结果开始收敛,大于2.5时出现发散现象,取值2.1时收敛效果最佳.将计算结果与已有结果进行比较,表明本研究方法有较高的求解精度.

    无网格线性互补结合面接触特性法向接触力

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    基于快速边界元方法的倾滑断层近场效应和盆地聚焦效应耦合作用研究

    刘中宪周涛黄振恩黄磊...
    896-906页
    查看更多>>摘要：基于快速边界元方法和三维运动学有限断层模型,对倾滑断层作用下复杂场地地震动进行求解.以三维近断层沉积盆地为例,采用频域内动力格林函数求解散射场的地震动,以频域内地震波的相位变化反映发震断层在时域内的动态破裂过程,突破了确定性震源难以模拟高频地震波散射的瓶颈,通过设计快速边界元方法频域-时域自适应逆变换程序得到时域内地震响应,在频域和时域内皆实现了基于确定性运动学有限震源模型的地震动快速边界元法模拟,量化分析了倾滑断层动态破裂下近场沉积盆地地震动的放大效应,揭示了地震的近断层效应与盆地效应的耦合机制.结果表明:近断层效应和盆地聚焦效应存在明显的耦合作用,显著影响了盆地区域地震动的空间分布,盆地中心点的地震动相较于断层附近输入地震动放大了 3.97倍;永久位移随断层距离的增加而衰减;在沉积盆地区域内,地震动持时显著延长,软土沉积对外部输入的速度脉冲有放大作用,出现幅值较大的长周期速度大脉冲;沉积盆地会显著增大近断层强震集中性的分布范围.

    快速边界元方法倾滑断层沉积盆地近断层效应场地效应

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    层状地基分界面及土体参数变化对土体振动响应影响研究

    刘晶磊尚康君张伯扬周玮浩...
    907-915页
    查看更多>>摘要：为研究空沟在层状地基上时,土体参数和土体分界面对土体振动响应的影响,采用Comsol仿真物理场建立了二维有限元分析模型.在研究中,分析了层状地基不同土体参数时的土体振动响应表现差异,结果表明:空沟在深度达到层状地基的土体分界面附近时会出现振动加强现象,该现象受到分层土体的泊松比和密度以及弹性模量的影响.土体参数的变化同样会导致土体振动响应的变化,具体表现为密度越大则土体振动响应就越大;而弹性模量和泊松比则需考虑分层情况.其中下层弹性模量越大则土体振动响应越大,上层则与之相反;下层泊松比越小则土体振动响应越大,而上层在空沟深度小于一定范围内时时表现为泊松比越小土体振动响应越大,在当达到一定深度后,上层土体不同泊松比的加速度大小曲线呈现交错状态.

    土体分界面密度弹性模量泊松比土体振动响应振动增加

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    基于SPH法的磨料射流破损混凝土裂纹扩展及损伤分析

    陈尉马小晶
    916-927页
    查看更多>>摘要：为研究射流冲击下混凝土的破损机理与裂纹扩展规律,基于光滑粒子流体动力学(smooth particle hydrodynamics,SPH)方法建立了磨料水射流冲击混凝土的数值模型,研究了混凝土内部的应力传播和破损方式,磨料体积分数和混凝土的孔隙率与裂纹长度、失效粒子数、坑深和坑径之间的关系.研究表明:裂纹对应力具有强阻碍作用,与边界应力波的反射叠加会使得应力区域性集中,形成中心微裂纹,以及内部破碎块;磨料体积分数为20％与0％相比,裂纹长度增加2.30倍,失效粒子数增加3.38倍,坑深值增加4.00倍,证明射流中添加磨料会大幅提高破损效果;混凝土的孔隙率越大,裂纹分布越发散,损伤区域面积、损伤程度和分形维数越大,证明孔隙会降低混凝土的抗压强度,孔隙率大的材料更易受损.

    磨料水射流混凝土等效应力裂纹

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