三维数值模型

摘要： 为了研究圆柱结构入水冲击响应特性,建立了圆柱体三维数值模型,通过LS-DYNA的S-ALE(structured-arbitrary Lagrange-Euler)算法定义圆柱体与流体之前的耦合接触,来模拟圆柱体垂直入水过程,并通过对比试验圆柱体入水位移及自由液面动态来验证数值模型;基于验证的数值模型分析了圆柱体入水速度、质量和长度对其入水冲击响应特性的影响。结果表明:采用S-ALE算法获得的圆柱体入水冲击响应与试验结果吻合较好;随着圆柱体入水冲击速度增加,加速度峰值和最大入水位移增加,但加速度脉冲持续时间和达到最大入水位移的时刻基本不变;随着圆柱体质量增加,加速度峰值减小,但加速度脉冲持续时间不变,最大入水位移及其达到时刻增大;长度变化对加速度脉冲持续时间基本没有影响,随着圆柱体长度增加,加速度峰值增大,当L/D>3时,长度增加不再影响加速度峰值,入水位移在开始时间段受长度的影响较小,随着圆柱体向下运动,长度影响变得愈加明显,且与圆柱体直径大小有关。

摘要： 以合肥市某道路改造中新建人行天桥项目为工程背景,采用Midas/GTSNX有限元分析软件构建三维数值分析模型,对近距离钻孔灌注桩施工、人行天桥上部结构施工和人行天桥运营阶段对既有隧道的影响进行了分析。分析结果表明,基坑开挖与桩基施工、上部结构施工两阶段对隧道结构和土体的位移影响明显;在运营阶段,隧道结构和土体的位移几乎没有变化。基坑开挖与桩基施工、上部结构施工两个阶段对隧道的弯矩影响明显;在运营阶段,隧道的弯矩变化很小。隧道结构和土体在人行天桥各施工阶段的水平和竖向位移均在安全控制值的范围内,满足地铁安全运营的要求。

摘要： 为掌握该类型高压储氢瓶的火烧失效机理,促进气瓶火烧安全设计发展;利用ANSYS有限元分析软件建立火烧气瓶三维数值模型,并在Fluent软件中对工作压力35MPa容积74L的铝内胆碳纤维全缠绕复合材料储氢气瓶在火灾环境中的热响应进行分析。通过建立了局部火烧和整体火烧两个燃烧场,模拟得出复合材料气瓶在不同火势、不同受热部位下气瓶的气瓶表面的热通量分布、燃烧场的温度分布规律以及气瓶内部氢气的热响应规律。模拟发现,局部火烧下复合材料储氢瓶外表面最高温度为475.7°C,整体火烧下气瓶表面最高温度为654.1°C;气瓶内氢气的温度、压力在前50s内没有明显变化,之后逐渐增大,最后呈线性升高趋势,而整体火烧下瓶内氢气的温升、压升速度要明显高于局部火烧。

摘要： 文章以某水库引水隧洞工程为研究对象,利用有限元软件建立三维数值模型,分析了外水压力作用下引水隧洞的受力变形。研究主要得到以下结论:外水压力作用于引水隧洞时,隧洞衬砌管片呈现出向内收缩的变形趋势。由于整个衬砌受外水压力作用,衬砌管片内部环向压力大于外部环向压力,并且隧洞拱底处衬砌接头表现出应力集中的现象。衬砌管片接缝位置主要受压,且压力分布呈不均匀状态,隧洞拱底和拱腰处衬砌接缝外侧压力小于内侧压力,隧洞拱顶处衬砌接缝沿着纵向中部压力小于前后端压力;环向螺栓主要受压,同一个接缝处前后螺栓受力不一样大,当隧洞受外水压力时,接缝处有无螺栓对衬砌管片的受力变形基本无影响,仅在无螺栓的接缝位置有影响。隧洞拱底处衬砌内侧的管片接头位置,衬砌管片压应力出现峰值,衬砌管片在该部位易被压碎。

摘要： 输水工程不可避免地要穿越活动断裂带地段,容易受到断裂带上下盘错动影响产生变形破坏,危及工程安全。通过依托引汉济渭二期南干线输水管道工程,构建穿越秦岭北缘活动断裂带输水管道的三维数值模型,研究输水管道在断裂作用下的变形规律、力学响应和破坏特征,揭示断裂活动对输水管线的破坏机理。结果表明,断裂带的错动会使管道中部发生沉降变形,且变形呈对称分布并随着断裂带错距的增大而增大;断裂带区域管道顶部与底部出现压应力与拉应力集中,在两侧部位出现剪应力集中;管道剪应力在断裂上下盘附近呈反对称分布,同时侧壁中线剪应力峰值随着与管道错距增加而增加。此研究成果可为后续秦岭北缘活动断裂区域修建输水工程提供技术参考。

摘要： 盾构隧道朝着超大断面发展,其内部结构形式愈加复杂多样化,内部结构对盾构隧道纵向力学性能的影响值得探讨。为研究考虑公轨合建型内部结构的盾构隧道纵向力学性能,以济南黄河隧道为工程背景,建立31环考虑公轨合建型内部结构的盾构隧道三维有限元实体模型,以集中力的形式作用在第16环管片环进行加载。结果表明:盾构隧道考虑内部结构后,通缝拼装隧道和错缝拼装隧道纵向刚度有效率分别提高21.4%~61.9%和14.3%~35.3%,说明内部结构能够有效提高盾构隧道的纵向刚度;通缝拼装隧道和错缝拼装隧道加载环最大Mises应力分别减小61.3%和69.2%,说明内部结构能够起到承载作用;隧道管片与内部结构会发生应力集中现象;错缝拼装形式有利于减小内部结构在纵向上的位移变形,同时内部结构的侧墙在施工时应尽可能保证混凝土的密实。

摘要： 以阳江某码头工程护岸为实例,结合工程实际情况分析,提出直立式护岸采用密排桩承台结构可大大减少开挖量,具有施工速度快、工程费用省等特点。密排桩墙及承台桩均采用PHC桩,上部现浇钢筋混凝土承台。通过调整承台宽度和降低高程达到卸荷目的,承台桩基采用多排布置以减少护岸结构水平位移。作用于密排桩墙和承台桩上土压力按刚度比分配,基于弹性理论,建立三维数值模型分析,计算结果满足工程使用要求。

摘要： 为了研究基坑围护结构水平位移影响因素的敏感性程度,以深圳市城市轨道交通13号线13101标段留仙洞站为依托,首先,采用有限元软件ABAQUS建立三维数值模型,对基坑开挖与支护的全过程进行数值模拟计算;其次,选取围护结构厚度、围护结构入土深度和砼支撑轴力3个影响因素,采用正交试验法实现了9种不同情况的数值模拟试验,并对试验结果进行极差分析。研究结果表明:当基坑开挖完毕时,围护结构产生的最大水平位移为25.59 mm,发生在基坑东侧13轴桩身标高11 m深度处,该位移值没有超过其监测控制值30 mm,满足基坑开挖安全性的要求;各影响因素对围护结构水平位移的敏感性程度由大到小依次为砼支撑轴力、围护结构入土深度、围护结构厚度。

摘要： 通过建立三维数学模型,采用有限体积(Volume of Fluid,VOF)耦合界面追踪法(Level-Set)的两相流界面追踪法(Coupled Level-Set and Volume of Fluid,CLSVOF),模拟We=266的水滴撞击干燥球面,对撞击后的水滴形态以及内部压力进行分析。研究结果表明,水滴撞击球面经历了铺展-回缩-附着的过程。当水滴撞击到球面0.1ms后,最大压力从液膜最外侧逐渐向液膜中心移动;当液膜产生“冠指”时,最大压力再次转移到液膜最外侧;在回缩过程中,最大压力所处的位置逐渐向液膜中心移动,并在30.0ms时,再次回到液膜中心。此后,最大压力的相对位置保持不变,持续到稳定状态。

摘要： 由于碳/玻复合材料抽油杆在挤压、弯折、扭转和冲击载荷下,极易发生界面剥离、芯材剪切、纤维断裂等问题,严重影响抽油杆使用寿命,故基于碳/玻复合材料抽油杆复合结构,以Hashin准则和Puck准则为纤维材料和基体材料的失效判据,结合界面内聚力模型,编写ABAQUS子程序建立三点弯曲载荷下碳/玻复合材料抽油杆三维数值模型,通过室内三点弯曲试验验证仿真模型的准确性;同时结合扫描电子显微镜(SEM)分析结果,从微观尺度阐释碳/玻复合材料抽油杆在弯曲载荷作用下的失效特征与损伤机制。结果表明:以最大弯曲载荷为评价指标,碳/玻复合材料抽油杆三维数值仿真模型误差为3%,满足工程分析精度需求;弯曲载荷下碳/玻复合材料抽油杆首先出现“压头状”损伤,随着载荷增大,抽油杆底端出现裂纹并迅速贯穿杆体,最终在垂直于纤维方向发生断裂。

摘要： 曾文水库为台湾容量最大之水库,亦为嘉南地区最主要之水源,自1974年营运至今饱受坝前库床淤积之困扰影响蓄水总量,由于缺乏库底排砂设施因而规划新建一防淤隧道于水库左坝座,利用蓄清排浑之操作来减缓水库淤积以延长水库寿命;由于防淤隧道出水口河道并无足够腹地供浑水消能,故于山体内设置一长147.3m、净宽18m、高约46m之地下洞室.为确保地下洞室开挖安全,于设计阶段即利用三维数值模型进行岩体稳定性与变位分析,以作为设计需求之依据.近年来地工数值分析软体之程式功能日益强大,然因岩体与水的变异性,使得大地参数影响分析成果颇巨,如能导入过去的经验及回馈资料,使分析预测的结果具有合理性,将能更妥善运用分析软体,使之作为日后相关案例风险管控依据.本文即说明地下洞室三维数值模拟分析与施工阶段实际变位监测成果之比对评估,期能供未采类似案例设计上之参考.

摘要： 针对某铜矿深部复杂开采条件,为了确定合理的采场结构参数,基于SURPAC地质模型与FLAC3D数值模型转换原理建立了尽可能接近实际的三维数值模型,对高地应力、较不稳固围岩下的4种采场结构参数进行了模拟计算,对比各开采步骤、各位置矿岩、充填体中的应力、位移、塑性区分布特征,确定采场长度为矿体厚度、跨度为14m时稳定性最优.现场工程实践验证,推荐采场结构参数达到了安全、高效生产的目的.

摘要： 单桩是一种常见的海工结构物基础形式,其周围海床在波浪作用下的动力响应和失稳关系到结构整体安全,是海洋工程关心的热点问题.前人研究大都针对坐底式结构物(防波堤、海底管道)周围(二维)均匀海床的动力响应问题,忽略了结构物入土深度和非均匀土体特性的影响.本文建立了一个新的三维波浪-单桩-海床相互作用数值模型,考虑波浪非线性形态、土体三维非均匀分布特征、插入式单桩与海床耦合作用以及海床累积响应过程.在模型验证的基础上,研究了波浪作用下单桩周围海床瞬时和累积响应,基于液化判定准则给出非均匀海床液化范围.研究表明,波浪的反射和绕射使得单桩前方孔隙水压力幅值和增长速率大于单桩后方,单桩周围土体非均匀分布特征可减小海床液化的深度和范围.

摘要： 为研究煤矿地下巷道在地震作用下的动力响应,考虑巷道结构的损伤效应,基于显式算法的土结构体系动力学方程,建立ANSYS/LS-DYNA三维数值模型,并在模型指定位置设置观测点.通过观测点的动力响应特征研究巷道的动态响应.结果表明:巷道在地震作用下,半拱形巷道应力主要分布在拱帮和墙角立板、底板处,且拱帮和墙角处塑性体积应变明显,巷道墙角处的损伤明显大于其他各部,是巷道容易发生破坏的部位.

摘要： 基于大型通用数值计算平台ADINA建立三维数值模型,分别结合相互作用三维接触模型和P-Y曲线简化分析模型模拟桩土系统在水平荷载作用下的桩顶位移变化规律,计算分析表明:计算结果与实际测量值基本一致,验证了两种建模方式的合理性和正确性.在此基础上进一步对P-Y曲线简化分析模型在不同水平荷载作用下的工作性状进行分析,计算结果表明P—Y曲线简化分析模型能较好地模拟桩土间的相互作用行为,将其应用到桩基相关抗震设计中能明显减少计算求解消耗.

摘要： 东庄水库2.7km长碳酸盐岩库段的岩溶渗漏问题是制约工程建设的关键技术问题.为了分析蓄水后库水的渗漏情况,并掌握不同防渗处理措施的效果,在总结分析东庄水库水文地质特征的基础上,通过建立地下水三维数值模型对水库渗漏量进行模拟,得出不同防渗处理措施下的水库渗漏量均属于轻微渗漏,为防渗帷幕的设计工作提供必要的参考.

摘要： 曾文水库为台湾容量最大之水库,亦为嘉南地区最主要之水源.自1974年营运至今饱受坝前库床淤积之困扰影响蓄水总量,由于缺乏库底排砂设施因而规划新建一防淤隧道于水库左坝座,利用蓄清排浑之操作来减缓水库淤积以延长水库寿命.由于防淤隧道出水口河道并无足够腹地提供浑水消能,故于山体内设置一长190m、宽23 m、高46m之地下洞室.针对防淤隧道消能池室范围进行案例说明,并利用三维数值模型检核设计需求之稳定性,透过岩盘参数的假设说明及开挖支撑系统设计的检讨,来确保地下洞室开挖之安全,亦针对该区域遭遇之关键课题进行说明,其中包含闸室顶拱两翼岩盘承载力、隧道分岔区域岩盘处理对策、边坡浅覆盖偏压处理对策等项目.

摘要： 三维精细化数值模型有助于深入研究盾构隧道管片接头的力学性能,如何准确地将室内试验和数值模型的边界条件相对应是研究中的关键问题之一.在接头抗弯性能的研究中,轴力偏心距的影响不可忽视,以往研究大多对其进行理想化的处理,因此带来较大误差.针对管片接头压碎试验中轴力施加位置的不确定性进行探讨,证明了通过求解线性方程,并根据数值模拟和试验的偏差来确定初始轴力偏心距的可行性和合理性.并模拟出了管片接头在正负弯矩作用下变形至破坏的全过程,最后对正负弯矩作用下管片接头抗弯试验和三维有限元模拟提出建议.

摘要： 泥水盾构开舱检修是盾构施工风险最大的一个环节,而刀具刀盘的磨损则较难准确预测,开舱时机选择往往具有随机性,加大了开舱的风险.本文通过建立盾构开挖的三维数值模型,通过在开挖面施加不同压力型式模拟泥浆和气体的支护压力特性,研究了泥浆压力支护和下降不同泥浆液面的气体压力支护条件下开挖面的稳定.研究表明:支护气压确定应参考泥浆液面位置的泥浆支护条件下的泥浆压力,且高于该位置的地下水压,随着泥浆液面降低,所需要的支护气压相应线性增大,增大梯度10kN/m,并考虑一定的富余量.以上的研究成果为南京纬三路过江通道泥水盾构开舱提供了重要的指导.

摘要： 半球罩聚能射流具有射流粗而短,穿孔直径较大,射流的质量较大等特点.本文利用SPH方法对聚能战斗部对潜艇典型舱段结构的毁伤过程进行数值模拟,分析了战斗部对结构的毁伤过程、侵彻速度衰减规律以及结构的毁伤模式,对新型聚能战斗部的设计具有一定的参考价值.

摘要： 本公开涉及三维建模装置、三维模型体制造方法和三维建模数据。在三维建模装置中，可有效地防止伴随能量束照射在建模台架周围产生的烟雾的扩散。通过重复地用激光扫描布置在建模台架上的建模材料以形成固化层执行三维建模。设置局部包围布置在建模台架上的建模材料的被激光照射的照射部分并且抑制通过激光的照射产生的烟雾的扩散的盖子。在盖子中，对包含烟雾的气体进行整流以导致烟雾向着盖子内的上部流动以与被激光照射的照射部分分开。

摘要： 本申请公开了一种三维模型处理方法及其装置、三维打印方法及三维打印设备，涉及三维打印技术领域。所述三维模型处理方法包括：响应于待打印的三维形体的第一三维模型具有的颜色数量超过一预设值，至少基于所述第一三维模型具有的颜色之间的相似性，确定与所述第一值个颜色对应的第二值个颜色，其中，所述第一值为所述第一三维模型具有的颜色数量，且所述第二值不超过所述第一值；至少依照所述第二值个颜色，将所述第一三维模型修改为第二三维模型。本申请各实施例的方法、装置及设备能够在三维模型所具有的颜色超过颜色数量限制时，自动对其进行处理，以减少三维模型所具有的颜色，有助于在颜色数量限制下实现正常的三维打印。

摘要： 一种利用一组二维照片与三维模型库生成新的三维模型的方，涉及三维摄影技术领域中三维模型的生成方法。包括以下步骤：A.照相，用照相机或摄影机围绕被照物体照一组照片，将被照物转一角度，这一角度越小，照片张数越多，结果越精确，每一角度照一张照片。B.特征点识别，在每张照片上寻找特征点。C.特征点匹配，在物体三维模型库中寻找与照片上被照物最接近的一组模型；调整此组模型上特征点的空间坐标，使其逼近相对应的照片上空间特征点。本发明技术进步在于，方法简单，适用范围广，在没有三维摄影亭的地方，以二维照片可制作出精确的三维模型。

摘要： 三维模型编码装置(300)，具备：投影部(301)，将三维模型投影到至少一个以上的二维平面，从而生成二维图像；校正部(302)，利用二维图像，对二维图像中包括的构成没有投影三维模型的无效区域的一个以上的像素进行校正，从而生成校正图像；以及编码部(304)，对校正图像进行二维编码，从而生成编码数据。

摘要： 三维模型分发方法，根据三维模型，生成深度图像(S121)，分发深度图像以及用于根据深度图像恢复三维模型的信息(S122)。例如，三维模型分发方法也可以，进一步，利用二维图像压缩方式，对深度图像进行压缩，在所述分发中，分发压缩后的深度图像。例如，在所述深度图像的生成中也可以，根据三维模型，生成不同视点的多个深度图像，在所述压缩中，利用多个深度图像间的关系，对多个深度图像进行压缩。

摘要： 在本发明中，联动的激光跟踪测距仪对由电视摄像机拍摄的图像的场所进行距离测量，并将距离附加在电视摄像机的二维位置上，能够使电视摄像机具有三维功能。跟踪镜的快速跟踪和跟踪电视摄像机拍摄图像的高画质，可以识别多个详细的图像，并且可以识别三维空间的跟踪图像，这接近于人类对情况的判断。通过掌握并共享了作业空间的场所，从而使得在三维空间工作的数值控制驱动仪器、在该空间驱动。对数值控制驱动仪器的作业空间的场所进行测量。

摘要： 一种用于生成要通过立体光刻来制造的三维物体(11)的数值表示的计算机实现的方法，包括以下操作：准备表示物体(11)的几何结构的第一数据集合(1)；定义物体(11)的第一表面(13、13a)和面向第一表面(13、13a)的参考表面(14、14a)；定义第一表面(13、13a)上的相应的第一点(X1)、相应的参考表面(14、14a)上的相应的第二点(X2)以及用于定义相应的支承元件(15)的三维几何结构的相应的几何参数(P1、……、Pn)，所述支承元件(15)连接第一点(X1)与第二点(X2)；生成第三数据集合(3)，第三数据集合(3)包含每个支承元件(15)的第一点(X1)和第二点(X2)的坐标(7)以及几何参数(P1、……、Pn)的值(8)；基于第三数据集合(3)来生成每个支承元件(15)的数值表示；计算表示由物体(11)与支承元件(15)的结合所产生的几何结构的第二数据集合(2)。

摘要： 本公开涉及三维建模装置、三维模型体制造方法和三维建模数据。在三维建模装置中，可有效地防止伴随能量束照射在建模台架周围产生的烟雾的扩散。通过重复地用激光扫描布置在建模台架上的建模材料以形成固化层执行三维建模。设置局部包围布置在建模台架上的建模材料的被激光照射的照射部分并且抑制通过激光的照射产生的烟雾的扩散的盖子。在盖子中，对包含烟雾的气体进行整流以导致烟雾向着盖子内的上部流动以与被激光照射的照射部分分开。

摘要： 本申请公开了一种三维模型处理方法及其装置、三维打印方法及三维打印设备，涉及三维打印技术领域。所述三维模型处理方法包括：响应于待打印的三维形体的第一三维模型具有的颜色数量超过一预设值，至少基于所述第一三维模型具有的颜色之间的相似性，确定与所述第一值个颜色对应的第二值个颜色，其中，所述第一值为所述第一三维模型具有的颜色数量，且所述第二值不超过所述第一值；至少依照所述第二值个颜色，将所述第一三维模型修改为第二三维模型。本申请各实施例的方法、装置及设备能够在三维模型所具有的颜色超过颜色数量限制时，自动对其进行处理，以减少三维模型所具有的颜色，有助于在颜色数量限制下实现正常的三维打印。

摘要： 本发明公开了基于三维主动轮廓模型和三维哈弗变换的三维肾皮质定位方法，包括建模训练部分和定位部分，建模训练部分包括选用10-20组三维体数据作为训练数据；插值校准选取切片；绘制标记点；利用三维主动轮廓模型建模，得到了一个模型包括腹腔外轮廓、肾皮质外表面和肾皮质内表面三个部分；将肾脏轮廓存入了R-table。定位部分包括搜索定位和定位肾皮质；搜索定位即利用三维哈弗变换将存在R-table中的肾脏轮廓去定位整个肾脏的重心点；定位肾皮质时，将三维主动轮廓模型建模所得到的模型放在已找到的肾脏重心位置，并进行参数化调整小范围在重心点搜索，直至得到定位结果。本发明能够快速有效的定位出肾皮质的具体位置。