复合材料整体化构件的装配破坏仿真研究 被引量：2

1

作者 宋孟燕 傅向荣 +2 位作者 田歌 陈新文 侯日立 《纤维复合材料》 CAS 2013年第3期21-26,共6页

复合材料在固化过程中,由于材料各向异性、铺层非对称不均衡、构件布置不对称,温度改变和固化度的分布不均匀,导致不同程度的固化收缩,使复合材料结构件发生与预期形状不一样的固化变形。复合材料层合构件发生固化变形后,在装配过程中... 复合材料在固化过程中,由于材料各向异性、铺层非对称不均衡、构件布置不对称,温度改变和固化度的分布不均匀,导致不同程度的固化收缩,使复合材料结构件发生与预期形状不一样的固化变形。复合材料层合构件发生固化变形后,在装配过程中须进行校正。对固化变形的校正会增大整个构件的应力水平。特别在装配点附近的构件连接处,会产生较大的装配应力,对整体构件产生很不利的影响。本文研究固化变形校正装配的过程,并建立一套考虑固化变形校正装配破坏的分析方法。研究了复合材料固化变形的机理,并介绍了复合材料分层仿真的界面元方法。基于以上研究,在复合材料层合结构分析软件ADGS中,建立了一套较完整的复合材料整体化构件的装配破坏仿真分析模型。 展开更多

关键词 复合材料 固化变形 分层仿真 装配应力

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基于概率分析的隔震结构失效机制研究 被引量：1

2

作者 刘慧鹏 刘付钧 +1 位作者 宋孟燕 周福霖 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期88-102,共15页

隔震结构体系是近年来快速发展的建筑结构防灾减灾的重要手段,但其跟抗震结构体系有着不同的失效机制,需要结合上部结构失效、隔震层失效等方面进行研究。以提高隔震结构抗震性能为目标,该文提出从地震作用反应和结构抗力出发,基于概率... 隔震结构体系是近年来快速发展的建筑结构防灾减灾的重要手段,但其跟抗震结构体系有着不同的失效机制,需要结合上部结构失效、隔震层失效等方面进行研究。以提高隔震结构抗震性能为目标,该文提出从地震作用反应和结构抗力出发,基于概率安全评价(Probability Safety Assessment,PSA)建立需求模型和失效概率模型,通过易损性分析讨论隔震结构四种失效模式的失效概率和最大破坏概率,找出结构最弱失效模式,并对模型薄弱位置进行优化,从而提高隔震结构的可靠度。以构造算例和工程算例为对象,建立需求函数、失效概率函数和最大破坏概率函数,研究其在不同地震水准下的失效机制,并做优化提升,表明了方法的可行性。 展开更多

关键词 隔震结构 破坏概率 失效机制 地震发生概率 易损性分析

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飞射物撞击预应力钢筋混凝土靶板试验研究

3

作者 董军 蒋迪 +4 位作者 孙亮 宋孟燕 陈飞 刘蒙莎 任义珂 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期176-185,共10页

以大飞机撞击为应用研究背景,开展飞射物撞击预应力钢筋混凝土靶板试验研究。采用1∶6的几何缩比率,设计与飞射物等效的缩比样品和预应力钢筋混凝土靶板,采用有限元分析软件构建碰撞模型,计算不同速度下2种结构缩比样品对靶板的撞击毁... 以大飞机撞击为应用研究背景,开展飞射物撞击预应力钢筋混凝土靶板试验研究。采用1∶6的几何缩比率,设计与飞射物等效的缩比样品和预应力钢筋混凝土靶板,采用有限元分析软件构建碰撞模型,计算不同速度下2种结构缩比样品对靶板的撞击毁伤效果。采用气炮进行实物加载试验,通过与仿真计算结果进行分析对比,获得2种结构缩比样品对200 mm厚预应力钢筋混凝土的临界侵彻速度。所得结果可为直观预判/评估核电厂预应力钢筋混凝土安全壳冲击响应和破坏模式提供基础数据,也可为原型碰撞试验方案提供设计参考和依据。 展开更多

关键词 钢筋混凝土靶板 飞射物 侵彻撞击 预应力 毁伤效果

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内压荷载下安全壳承载力分析简化方法及程序开发

4

作者 鲁正 谢孟宏 +3 位作者 范俏巧 宋梦燕 蒋迪 宋孟燕 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1185-1191,共7页

内压荷载下安全壳的承载能力是评估安全壳安全性和可靠性至关重要的指标。本研究从理论上建立了简化的核安全壳力学计算模型,考虑材料的弹塑性以及各组分材料的协同变形,推导了内压荷载下安全壳轴向、环向应变响应的计算公式,方便进行... 内压荷载下安全壳的承载能力是评估安全壳安全性和可靠性至关重要的指标。本研究从理论上建立了简化的核安全壳力学计算模型,考虑材料的弹塑性以及各组分材料的协同变形,推导了内压荷载下安全壳轴向、环向应变响应的计算公式,方便进行应力计算及破坏判定等。本研究给出了详细的计算流程,并基于Python语言开发了核安全壳力学计算实用软件NCMC。此外,通过现有研究成果对该程序的准确性和合理性进行了验证,结果表明:该程序的计算结果与文献结果吻合良好,进一步验证了程序的可靠性。 展开更多

关键词 核安全壳 内压荷载 应变 力学模块 程序验证

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中美欧规范体系下核岛厂房收缩效应计算方法讨论 被引量：1

5

作者 宋孟燕 刘蒙莎 孙晓颖 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2021年第S01期1289-1294,共6页

核电结构进行结构内力计算时,混凝土收缩导致的内力增长是不可忽略的,准确的估算混凝土收缩对内力的影响可以使结构设计更加可靠,提高核电结构的安全性。研究总结了中、美、欧各国规范体系下结构设计中考虑混凝土收缩的计算方法,并以某... 核电结构进行结构内力计算时,混凝土收缩导致的内力增长是不可忽略的,准确的估算混凝土收缩对内力的影响可以使结构设计更加可靠,提高核电结构的安全性。研究总结了中、美、欧各国规范体系下结构设计中考虑混凝土收缩的计算方法,并以某核岛厂房为例,对中、美、欧规范中混凝土收缩效应计算方法的差异进行了讨论。首先发现中美欧规范体系下混凝土收缩应变的计算方法有所不同,但当环境条件及材料参数相同时,按照各规范给出的公式计算得到的混凝土收缩应变基本相同。其次,考虑混凝土收缩效应进行结构内力计算时还需对构件刚度进行折减以考虑混凝土开裂导致的截面内力释放,但中美欧规范体系中的折减取值规定有所不同。最后,对某核岛厂房的进行仿真计算发现由中国规范计算的内力结果大于欧洲规范的内力计算结果,美国规范计算结果最小,中国规范计算较美国规范计算大20%左右,中国规范计算较欧洲规范计算大10%左右。 展开更多

关键词 收缩应变 刚度折减 荷载组合 核岛厂房

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基于拉丁超立方抽样的某核岛厂房概率SSI分析研究 被引量：1

6

作者 宋孟燕 张超琦 孙晓颖 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期306-312,共7页

根据美国核电规范ASCE4-16关于概率土-结构相互作用(SSI)分析的规定,对某核电厂反应堆厂房进行了基于抽样概念的概率SSI分析研究,分析中主要考虑了地震输入、场地特性以及构筑物刚度和阻尼等关键变量的不确定性,采用ASCE4-16中建议的拉... 根据美国核电规范ASCE4-16关于概率土-结构相互作用(SSI)分析的规定,对某核电厂反应堆厂房进行了基于抽样概念的概率SSI分析研究,分析中主要考虑了地震输入、场地特性以及构筑物刚度和阻尼等关键变量的不确定性,采用ASCE4-16中建议的拉丁超立方抽样方法和数量,以及各关键变量的概率物理模型,将基于抽样概念的概率SSI分析结果与基于EPRI-103959建议的确定性-概率SSI分析结果进行了对比,并对结果进行了拓展分析。经过初步分析,概率SSI分析方法更能够表征SSI系统的真实动力响应,且受刚度和地震输入波样本的影响更为明显。本文的研究工作为后续采用抽样方法进行核电厂地震概率风险分析(SPRA)工作奠定了基础,形成的方法同时也适用于概率场地响应分析(PSRA)工作中。 展开更多

关键词 拉丁超立方 PSSIA 概率土-结构相互作用 核岛厂房

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高温高压作用下基于数值仿真的安全壳力学响应分析及承载力研究

7

作者 鲁正 范俏巧 +4 位作者 谢孟宏 蒋迪 宋孟燕 柳祥千 周映旻 《结构工程师》 2023年第4期60-66,共7页

安全壳结构是核反应堆的最后一道屏障,具有重要作用。为进一步深入研究安全壳的包容能力,以某一新型压力水堆核反应堆安全壳为研究对象,采用ABAQUS有限元软件,并结合Rhino、Grasshopper等第三方软件进行数值仿真分析,以研究其在严重事故... 安全壳结构是核反应堆的最后一道屏障,具有重要作用。为进一步深入研究安全壳的包容能力,以某一新型压力水堆核反应堆安全壳为研究对象,采用ABAQUS有限元软件,并结合Rhino、Grasshopper等第三方软件进行数值仿真分析,以研究其在严重事故(高温高压双重作用)条件下安全壳各组分的力学变化全过程。结果表明:高温高压荷载作用下混凝土开裂更易发生;安全壳结构首先发生混凝土层开裂,最终由于钢衬里大面积屈服、撕裂而导致其失去包容能力,从而功能性失效。 展开更多

关键词 安全壳 混凝土 预应力 数值仿真

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核电厂高配筋率钢筋混凝土结构高速冲击试验及数值模拟研究

8

作者 宋孟燕 蒋迪 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S02期228-234,共7页

采用缩比试验和数值模拟相结合的方法对核电厂高配筋率钢筋混凝土结构的冲击损伤破坏模式进行研究。通过系统的钢筋混凝土靶板冲击试验获得了核岛结构在冲击荷载下典型的破坏模式(侵入破坏、侵彻震塌破坏、临界贯穿破坏、贯穿破坏)及侵... 采用缩比试验和数值模拟相结合的方法对核电厂高配筋率钢筋混凝土结构的冲击损伤破坏模式进行研究。通过系统的钢筋混凝土靶板冲击试验获得了核岛结构在冲击荷载下典型的破坏模式(侵入破坏、侵彻震塌破坏、临界贯穿破坏、贯穿破坏)及侵入深度、临界贯穿速度的典型试验数据规律。通过数值模拟研究,建立了一套核电厂钢筋混凝土结构在刚性飞射物冲击作用下的高精度数值模拟方法,研究结果对核电厂抗飞机撞击防护及其他民用设施抗冲击防护具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 核电厂 钢筋混凝土 冲击试验 数值模拟

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核电厂预应力钢筋混凝土板落锤冲击抗力随机性模型研究

9

作者 高戈 宋孟燕 蒋迪 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2022年第S01期1459-1463,共5页

针对核电厂预应力钢筋混凝土安全壳在动力冲击荷载作用下的结构可靠度问题,对缩比后的预应力钢筋混凝土板在落锤冲击下的结构抗力随机性模型进行了研究。采用LS-DYNA建立预应力钢筋混凝土靶板在落锤冲击作用下的有限元模型,基于随机有... 针对核电厂预应力钢筋混凝土安全壳在动力冲击荷载作用下的结构可靠度问题,对缩比后的预应力钢筋混凝土板在落锤冲击下的结构抗力随机性模型进行了研究。采用LS-DYNA建立预应力钢筋混凝土靶板在落锤冲击作用下的有限元模型,基于随机有限元法考虑在特定撞击力作用下预应力钢筋混凝土板的失效情况受参数(包括:混凝土强度、钢筋强度、钢筋面积、有效预应力等靶板材料参数)随机特性的影响,采用蒙特卡洛抽样法建立了预应力钢筋混凝土靶板的概率模型,分别给出了在靶板变形控制下和靶板单元损伤控制下的预应力钢筋混凝土靶板落锤冲击过程的极限状态函数,获得了特定工况下靶板失效概率为0.298、可靠度指标为0.93的结果,为预应力钢筋混凝土安全壳在动力冲击作用下的可靠度问题分析提供研究基础。 展开更多

关键词 预应力混凝土 落锤冲击 蒙特卡洛法 抗力随机性模型 可靠度

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基于PDMS三维模型的ACP1000计量软件研究

10

作者 韩兆兴 赵阳 +1 位作者 宋孟燕 王芳 《铁路工程造价管理》 2015年第4期41-44,共4页

此文在论述开发ACP1000计量软件的重要性、必要性和可行性的基础上,提出如何以PDMS数据文件为基础开发计量软件的思路,并将其应用于基本构件墙、梁、板、柱工程量的计算与统计。同时对PDMS数据文件的格式,坐标系以及数据存储进行分析,... 此文在论述开发ACP1000计量软件的重要性、必要性和可行性的基础上,提出如何以PDMS数据文件为基础开发计量软件的思路,并将其应用于基本构件墙、梁、板、柱工程量的计算与统计。同时对PDMS数据文件的格式,坐标系以及数据存储进行分析,然后建立起不规则构件的工程量计算模型。并通过算例验证,此文提出的PDMS三维模型数据文件的计量软件开发方案是可行的,有一定精确度。 展开更多

关键词 PDMS ACP1000 三维模型 计量软件

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正交各向异性材料含切口平面问题特征值研究 被引量：1

11

作者 傅向荣 岑松 +3 位作者 田歌 邓娇 周明珏 宋孟燕 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第B06期1-5,18,共6页

在正交各向异性材料V型切口理论与数值分析中,都需利用问题的特征值。本文首先根据Stroh理论给出各向异性材料的材料特征矩阵,然后通过分析V型切口近尖端领域边界条件,推导出其边界特征方程,并得到相应的简化计算公式,最后利用分区加速M... 在正交各向异性材料V型切口理论与数值分析中,都需利用问题的特征值。本文首先根据Stroh理论给出各向异性材料的材料特征矩阵,然后通过分析V型切口近尖端领域边界条件,推导出其边界特征方程,并得到相应的简化计算公式,最后利用分区加速Müller法,给出了不同材料特性正交各向异性材料的对称与反对称平面问题前几阶特征值。引入收边法和劈因子法之后,该文采用的分区加速Müller法具有收敛快、精度高和易于实施等优点,还可以去除已得到的根的影响,提高了收敛速度。 展开更多

关键词 Stroh理论 分区加速Müller法 特征值 含切口平面问题 收边法

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二三维连续介质分析中的等效弹簧元

12

作者 宋孟燕 田歌 +3 位作者 袁明武 葛丽娜 宋京京 傅向荣 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2014年第S1期5-10,共6页

该文给出了一类将二维和三维连续介质等效成弹簧元体系进行分析的研究思路,并将二维和三维的等效弹簧单元应用于容器结构与内部连续介质相互作用的静力与动力分析中。首先,该文给出了基于刚度等效原理的二维与三维等效弹簧元理论。其次... 该文给出了一类将二维和三维连续介质等效成弹簧元体系进行分析的研究思路,并将二维和三维的等效弹簧单元应用于容器结构与内部连续介质相互作用的静力与动力分析中。首先,该文给出了基于刚度等效原理的二维与三维等效弹簧元理论。其次,利用二维等效弹簧元模型作为基本单元分析了连续介质对容器壁的压力分布规律,并利用三维等效弹簧元模型分析了容器壁与内部连续介质共同响应的动力特性。数值算例表明:与常用的连续介质有限元模型相比,等效弹簧元模型的计算效率和精度更高。在容器结构与内部连续介质共同响应动力分析中,等效弹簧元体系与工程中常用的附加质量法相比,不光有更高的计算效率,而且能更正确地反映内部连续介质刚度对共同响应动力特性的影响。等效弹簧元在工程应用分析中具有良好的适应性。 展开更多

关键词 等效弹簧元 连续介质 有限元 容器结构 动力特性

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基于解析试函数三角形带旋转自由度膜元的显式格式研究

13

作者 葛丽娜 傅向荣 +1 位作者 宋孟燕 田歌 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期191-194,共4页

三角形单元是有限元分析中常用的单元.在平面单元内引入结点转动自由度,可以提高单元位移场的阶次,在不增加单元结点的前提下提高单元性能.论文利用问题基本解析解作为试函数来构造带旋转自由度的三角形单元ATF-R3H,采用了杂交应力函数... 三角形单元是有限元分析中常用的单元.在平面单元内引入结点转动自由度,可以提高单元位移场的阶次,在不增加单元结点的前提下提高单元性能.论文利用问题基本解析解作为试函数来构造带旋转自由度的三角形单元ATF-R3H,采用了杂交应力函数单元模式,确保了单元优良的抗畸变性能和较高应力计算精度.论文利用直角坐标与三角形面积坐标的线性关系,以及面积坐标幂函数在三角形域内和边界上的积分公式,直接给出单元刚度矩阵的显式表达式,从而避免了大量数值积分,提高了计算效率.数值算例表明,显式格式的ATF-R3H单元具有良好的性能. 展开更多

关键词 转角自由度 解析试函数 杂交应力函数单元 显式格式 抗畸变

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三角形截面梁柱构件的三维等效弹簧计算模型

14

作者 宋孟燕 田歌 +2 位作者 葛丽娜 宋京京 傅向荣 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期230-233,共4页

传统有限元在分析梁柱构件时一般采用常应变单元和双线性单元,但此类单元在梁柱构件受弯分析中计算精度不是很高.本文根据梁柱构件的力学性能,在三维连续介质体受到轴向变形和弯曲变形的状态下,利用其轴向变形和弯曲挠度相同,得到具有... 传统有限元在分析梁柱构件时一般采用常应变单元和双线性单元,但此类单元在梁柱构件受弯分析中计算精度不是很高.本文根据梁柱构件的力学性能,在三维连续介质体受到轴向变形和弯曲变形的状态下,利用其轴向变形和弯曲挠度相同,得到具有相同宽度和高度且刚度等效的超静定桁架力学模型.然后,通过桁架杆的截面参数求得弹簧的刚度系数,从而得等效弹簧元模型.本文提出的等效弹簧模型计算方法简单,便于扩展到更为复杂的构件分析中. 展开更多

关键词 三角形 三维 等效弹簧元 抗压刚度 抗弯刚度

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