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批准号 |
49704049 |
项目名称 |
孔隙裂缝型等效介质中的弹性波传播及其有限元分析 |
项目类别 |
青年科学基金项目 |
申请代码 |
D0404 |
项目负责人 |
杨顶辉 |
负责人职称 |
教授 |
依托单位 |
清华大学 |
研究期限 |
1998-01-01 至 2000-12-31 |
支持经费 |
12(万元) |
本项目研究提出了在含流体多孔隙各向异性介质中固流耦合效应具有各向异性的思想,基于这一观点和基于微观流场固流相对运动速度各向异性,建立了孔隙各向异性双相介质中间时处理比奥特流动和喷射流动力学机制的BISQ理论,实现了孔隙双相介质微观性质和宏观变量的有机统一。给出了基于BISQ理论各种波相速度和衰减与固体、流体性质参数以及各向异性固流耦合附加密度等之间的关系,详细、系统地研究了各种波的传播性质和衰减规律。实现了双相各向异性介质中弹性波场的有限元模拟,获得了快拟P波和拟SV波的衰减强烈依赖于各向异性渗透率,且在高频、低频段的衰减规律正好相反,从流体位移波场比从固体位移波场更容易发现慢P波等规律性新认识。
请简述有限元分析的基本概念?用有限元法分析工程问题的一般步骤是什么?
有限元求解问题的基本步骤通常为: 第一步:问题及求解域定义:根据实际问题近似确定求解域的物理性质和几何区域。 第二步:求解域离散化:将求解域近似为具有不同有限大小和形状且彼此相连的有限个单元组成的离散...
它们拥有丰富完善的单元库、 材料模型库和求解器,并且具有相对独立的前、后处理模块,可以独立完成多学科、多领域的工程分析问题。其缺点是前处理模块中的几何建模功能不强,无法完成复杂模型的建模,因此降低了结...
有限元分析是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成,对每一单元假定一个合适的(较简单的)近似解,然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件),从而...
圆柱壳开孔补强的弹性和弹塑性有限元分析
考虑补强圈与圆柱壳作为一个整体子模型和接触子模型,对开孔补强结构的圆柱壳进行了弹性和弹塑性有限元应力分析。比较两个子模型和弹性/弹塑性有限元分析的结果,发现接触子模型和整体子模型的圆柱壳开孔应力分布相似,但接触子模型和整体子模型在壳体和补强圈之间的接触面上的应力分布存在差异。对不同直径的接管和不同倾角的接管进行了有限元分析,分析表明,应力分布及最大应力受倾角的影响较大,受直径变化的影响不大。
叠层型磁流变弹性体智能隔震支座及其磁场有限元分析
磁流变弹性体(magnetorheological elastomers,简称MRE)是由天然橡胶或者硅橡胶基体和磁性颗粒组成的新型智能材料,其剪切性能和储能模量可以随着外加磁场的改变而变化。本文提出利用磁流变弹性体材料代替普通橡胶材料,利用其磁流变效应设计制作叠层型智能隔震支座的思路,并且对自行设计的智能隔震支座进行了磁场有限元分析。建立了单线圈磁能输入和双线圈磁能输入结构的二维有限元模型,分别改变支座上下连接板厚度、线圈匝数、电流的大小,分析磁流变弹性体处磁感应强度的变化情况,从而得到电流大小以及支座的结构尺寸与磁感应强度之间的关系。分析结果表明:智能隔震支座磁流变弹性体处的磁感应强度最大可以达到1.2T,该调节范围可以充分发挥磁流变弹性体的流变效应。
与标准微带一样,由于耦合微带线中的介质是由基片和空气构成的混合介质,故耦合微带线中不存在纯的TEM波,但因其纵向电场分量很小,可以看成准TEM波,即耦合微带线传输波的主模是准TEM波。
《弹性介质中表面波理论及其在岩土工程中应用》共16章,从波动理论出发,介绍了传递矩阵、薄层刚度矩阵计算平面或柱面瑞利波模态频散曲线及位移方法;基于模态在层中的能量透射率,分析了模态频散曲线高频及低频渐近趋势与分层剪切波速的关系;讨论了泊松比、密度及阻尼比对模态频散曲线的影响以及分层状态对波场各阶模态能量分配的影响;给出了半无限体在点源或面源作用下表面位移;利用传递矩阵法及薄层刚度矩阵法导出分层介质在点源或面源作用下位移解;分析了波场位移解与模态位移解间的关系。
书中还介绍了在岩土工程及金属无损超声检测中广泛应用的两点及多点表面波测试方法;讨论了测试及分析过程一些影响因素,给出了表面波测试得到的有效相速度分析方法。最后,书中还介绍了表面波在岩土工程及超声无损检测一些领域的应用。
惠更斯原理描述,在弹性介质中,已知
费马原理又称射线原理或最小时间原理,它指出地震波总是沿地震射线传播,以保证波到达某一点所用的传播时间最少。在均匀各向同性介质中,地震射线是从震源出发的直射线,因为地震波只有沿这样的地震射线方向传播到达观测点,旅行时间才是最短的。
地震波沿波射线方向传播,观测地震波的传播速度时,必须和波射线的方向一致才能测得传播速度的真值。但在实际工作中,观测方向往往和波射线方向不一致,测出的速度不是真速度,沿观测方向测得的速度值称为视速度。设