用于锻压模拟的动力项调整准逆算法

实体成形过程的数值模拟如锻压过程的模拟,由于所采用的算法导致很高计算代价,所以提高计算效率和稳定性,仍然是一个需要努力解决的问题.通常采用的两大类算法,即准静态隐式算法和动力显式算法,难以很有效地应用于这类问题的模拟,基于Newmark类的动力问题算法也会导致庞大的计算量.针对这类问题提出一种特定的算法.该算法基于准静态模型,又加入动力调整项.该方法使用动力项调整加强了刚度矩阵的对角线元素,因而可以使用一种准逆算法代替传统技术求解线性方程组.由于求解代价的显著降低,可以使用显式Runge-Kutta方法进行模拟过程的时间积分.这一方法预计可用于以合理的代价实现锻压过程的稳定和可靠模拟.     

用于锻压模拟的动力项调整准逆算法

实体成形过程的数值模拟如锻压过程的模拟，由于所采用的算法导致很高计算代价，所以提高计算效率和稳定性，仍然是一个需要努力解决的问题．通常采用的两大类算法，即准静态隐式算法和动力显式算法。难以很有效地应用于这类问题的模拟，基于Newmark类的动力问题算法也会导致庞大的计算量．针对这类问题提出一种特定的算法．该算法基于准静态模型，又加入动力调整项．该方法使用动力项调整加强了刚度矩阵的对角线元素，因而可以使用一种准逆算法代替传统技术求解线性方程组．由于求解代价的显著降低，可以使用显式Runge-Kutta方法进行模拟过程的时间积分．这一方法预计可用于以合理的代价实现锻压过程的稳定和可靠模拟．     

基于线性回归模型的复变函数极限求解方法

对于机械加工中的圆形边界问题,目前多采用复变函数的形式完成计算并获取有效数据.但传统的复变函数极限求解方法在计算的过程中对半无穷大板的设定条件较为单一,极大的影响了复变函数极限求解方法的使用效果.针对此问题,设计基于线性回归模型的复变函数极限求解方法,构建等压条件下圆形孔口坐标系,通过位移与应力,完成对复变函数的应力分析.采用此分析结果,构建复应力函数并计算复变函数计算系数.将计算系数与线性回归模型相结合,构建半无穷大板,完成复变函数极限求解.至此,基于线性回归模型的复变函数极限求解方法设计完成.构建算例分析环节,将复变函数极限求解方法的使用效果分割为3个指标,作为此方法与传统方法对比对象.选定算例完成对比,通过测试结果可知此方法的使用效果优于传统方法.综上结果表明,在实际的工程中可以引用基于线性回归模型的复变函数极限求解方法完成计算过程.     

基于函数性数据分析的数控机床瞬时可用度建模

借助于函数性数据分析方法,提出了一种求解数控机床瞬时可用度方法。首先以四次Bernstein多项式为基函数对可靠度估计值进行平滑,并采用最小二乘法估计基函数拟合参数。其次,对维修度估计值按照故障发生时间截面进行跨截面套准,按维修度套准后的变化趋势,选择傅里叶基函数对其进行平滑处理,并采用非线性最小方差法求解拟合系数。最后,通过构建基于函数性线性回归模型建立了数控机床瞬时可用度模型,并以18台加工中心为实例进行分析。实例分析表明,该建模方法瞬时可用度拟合相关系数达到0.9641,能有效地对数控机床的瞬时可用度进行评估。     

复合材料层合板低速冲击后剩余压缩强度研究

应用有限元显式算法计算层合板冲击后压缩强度(CAI值)。建立实体单元与cohesive界面单元相结合的层合板有限元分析模型。首先进行层合板受离面低速冲击中损伤过程的数值模拟,再以该步分析结果(损伤状态)作为初始损伤,进行面内压缩下层合板破坏过程数值模拟。从而实现了层合板从冲击损伤到冲击后压缩破坏的全过程分析。模型应用面内和层间损伤逐渐累积的算法。通过不同加载速率下的分析,考察了显式算法在准静态CAI计算中的可用性。冲击损伤特征、冲击后压缩破坏特征及CAI的计算值与试验结果有良好的一致性,表明文中所采用的模型、算法与损伤处理方法是合理的。     

计算凸域弦长分布函数的方法

利用广义支持函数和限弦函数讨论了弦长分布函数的计算问题,得到正三角形的弦长分布函数的显式表达式,所提供的方法具有普适性.     

基于帕德逼近响应面法的边坡可靠度分析

边坡工程在进行稳定性分析评价时,通常其功能函数呈现出高度非线性隐式特性,从而导致无 法直接求解其可靠度。因此,提出将数值分析中的帕德有理逼近与可靠度分析中的响应面法相结合,利用帕 德逼近有理多项式拟合响应面函数。并采用拉丁超立方试验构造样本,将样本数据代入简化 Bishop 算法中 得到边坡功能函数值,求解得到代理模型待定系数,从而实现隐式功能函数显式化。且基于 Matlab 程序语 言编制 JC 法可靠度指标计算程序,建立了基于帕德逼近有理多项式的边坡稳定可靠度分析新方法（PRSM）。 通过两个经典的边坡算例,验证了所提方法的可行性、计算的高效性及准确性。最后,将所提方法应用于某 实际边坡工程中,计算结果表明,该边坡工程失稳的可能性较低,与实际监测结果吻合。     

粘接式客车侧窗玻璃对客车侧翻性能的影响

为分析粘接式侧窗玻璃对客车侧翻性能的影响,提出了一种简化的粘接式侧窗玻璃模型。基于钢化玻璃破坏应力在静态作用下较小的准则,应用试验方法,对粘接式侧窗玻璃进行准静态加载。在试验中提取玻璃上6个应力提取点的应力,对其平均应力进行曲线拟合,确定钢化玻璃的失效断裂极限。将玻璃断裂极限应用于有、无侧窗玻璃两种侧翻模型,对两种模型进行对比分析,结果表明粘接式侧窗玻璃对车侧翻性能影响较小。     

基于局部损伤混凝土模型的FRP-混凝土界面有限元分析研究

基于局部损伤混凝土模型建立了FRP-混凝土搭接接头的精细有限元模型,对其界面在准静态荷载和动力荷载下的粘结性能进行了研究.将准静态有限元模拟结果与FRP-混凝土搭接接头单剪试验数据进行了比较,同时完成了该局部损伤混凝土模型的各参数分析,详细讨论了混凝土断裂带宽度和断裂能等因素对有限元计算的影响.该模型计算得到的准静态荷载-滑移及应变分布曲线均接近试验结果,且通过数值分析还能详细展示FRP-混凝土界面的损伤、传递及破坏过程,预测构件的静态承载能力和FRP-混凝土粘结滑移行为.在此准静态精细有限元模型基础上引入与应变率相关的混凝土动力增强因子(dynamic increasing factor,DIF),针对不同加载速率下FRP-混凝土粘结滑移行为进行了初步讨论,指出高加载速率会导致FRP-混凝土界面承载能力的提高和有效搭接长度的增长,并扩大破坏区域的范围.     

径向分布函数法关联过量

通过求解ＰＹ积分方程，得到了Ｓｕｔｈｅｒｌａｎｄ位能模型径向分布函数式。由纯物质的蒸发热数据确定位能模型参数，采用二次型混合法则，将导出的径向分布函数和上述参数关联了二元物系的过量焓。关联过程引入两个相互作用参数。计算结果优于局部组成模型。     

爆炸荷载作用下钢框架柱冲击响应与破坏模式的数值模拟

目的运用非线性显示动力学有限元方法分析计算爆炸冲击荷载作用下钢框架柱的冲击响应和破坏模式．方法基于有限元分析程序ANSYS／LS—DYNA建立三维有限元模型,分析钢框架柱在3种爆炸荷载作用下可能发生的破坏模式特征及其影响因素．结果壳单元shell163考虑了局部屈曲效应和剪切应变的影响,可以有效模拟在爆炸荷载作用下钢框架柱的冲击响应和破坏模式．在荷载峰值相同的情况下,荷载持续时间越长,结构的变形越大;荷载冲量相同时,爆炸荷载峰值压力越高,结构的破坏程度越严重．结论钢框架柱的破坏模式与爆炸荷载的作用特征有关：在冲量荷载作用下,钢框架柱倾向发生柱脚剪切破坏和柱中翼缘屈曲破坏;在动力荷载作用下,钢框架柱则倾向发生柱脚剪切破坏;在准静态荷载作用下易发生整体弯曲屈曲破坏．     

Experimental investigation on the yield behavior of metal foam under shear-compression combined loading

Metal foams are typically subjected to quasi-static or dynamic shear-compression combined loading in applications such as energy absorbers and structure protectors. The yield behavior of a metal foam under dynamic and quasi-static shear-compression combined loadings is investigated in this study. First, quasi-static and dynamic compression-shear combined tests at different loading angles are conducted using a universal testing machine and a rotatable Hopkinson bar system, respectively. Shear deformation reduces the plateau stress as the loading angle increases. Subsequently, the yield modes of the metal foam under combined loadings are investigated. Only one yield band occurs under a combined loading with large loading angles(mode I),whereas several yield bands occur under a combined loading with small loading angles(mode II). Finally, the yield surface plot of metal foam indicates significant enhancement in terms of normal stress and shear stress under dynamic loading. Quasi-static and dynamic phenomenological yield criteria for a shear-normal stress space are established to provide a brief and precise prediction of the behavior of metal foam under quasi-static and dynamic combined loadings.     

玻璃陶瓷(MACOR)拉伸强度率相关性的研究

掌握玻璃陶瓷MACOR的拉伸性能,对于其在航空航天、国防和其它工程中的应用,以及材料科学本身而言具有重要价值。本文使用巴西圆盘实验方法研究了加载速率对MACOR拉伸强度的影响。静态实验是在MTS试验机上完成的,动态实验是在6.35mmSHPB实验装置中完成的。脉冲整形技术被用于实现试件两端力的动态平衡,以消除惯性效应的影响,从而实现准静态应力分析。实验结果表明MACOR的拉伸强度与加载率相关,拉伸强度作为加载率的函数,当加载速率从0增加到5780GPa/s时,MACOR的拉伸强度从26MPa增大到50MPa。     

混合结构中钢梁与混凝土墙刚性节点的拟静力试验

通过低周反复加载作用下的拟静力试验,对3个钢梁与混凝土墙刚性节点在地震作用下的破坏机理和抗震性能等特性进行了研究.试验结果表明,钢梁翼缘与封口板之间连接焊缝的焊接质量对节点性能至关重要;钢梁腹板与连接板的高强螺栓连接对节点性能也有较大影响.同时根据试验结果对相关的设计方法提出了具体的建议,例如在满足构造要求的前提下尽量取规格较大的高强螺栓.     

强动载荷下离散多层圆筒的弹性动力响应分析

针对离散多层圆筒（DMC）在动载荷作用下研究的不足，研究了DMC在强动载荷作用下的弹性动力响应.在轴对称平面应变条件下，将内筒和钢带层的径向位移分别分解为满足非齐次应力边界条件的准静态解和满足齐次应力边界条件的动态解，准静态解由齐次线性方法和边界条件确定，动态解通过有限Hankel积分变换和Laplace积分变换求得.数值算例结果表明，与几何尺寸、材料均相同的单层圆筒（MC）相比，在相同的内部动载荷作用下，DMC有更大的径向位移和更大的径向应力峰值.DMC内筒的环向应力峰值比相应内径处的MC大，而钢带层中的环向应力峰值比单层圆筒小.     

磁流变阻尼器拟静力力学特性及力学模型

为研究磁流变阻尼器（MRD）在拟静态作用下的力学性能，制作了一个四线圈剪切阀式MRD，在不同电流和不同位移幅值下采用三角位移加载制度对MRD进行了拟静态试验，研究了MRD的力学性能随电流和位移幅值的变化规律，分析了阻尼力波动现象产生的原因；根据试验结果提出了一种拟静态作用下修正的力学模型，对模型参数进行了识别，对力学模型进行了验证。结果表明：所用阻尼器在拟静态试验过程中阻尼力波动现象显著，无电流时阻尼力随着位移幅值增加而略微减小，有电流时阻尼力随着位移幅值增加而稍微增大；阻尼力随电流的增大明显增大，当电流超过1.5 A时，MRD达到磁饱和状态，阻尼力增幅明显降低；提出的力学模型能够较好地描述拟静力下阻尼力随电流和位移的改变而产生的变化特性。     

飞机总体设计阶段机翼结构质量分配方法研究

提出了一种机翼结构质量分配方法,能根据飞机总体设计参数,把机翼结构质量分配到承弯结构、承剪结构、分布气动载荷所需结构、起落架安装影响结构等12个功能结构部分。建立了飞机总体设计阶段机翼结构质量分配的分析模型,然后根据现有飞机机翼的质量和飞机总体几何参数,用参数优化方法确定了该分析模型中的结构修正系数,从而得到一个机翼结构质量分配模型,用8架飞机的机民办所完成的算例证明了该方法的有效性和合理性。