混凝土板裂纹扩展的态型近场动力学模拟

构建考虑混凝土拉压异性和宏观断裂特征的混凝土类材料非局部态型近场动力学本构模型,并通过引入动态松弛、系统失衡判断和力边界等效等算法,构建适于分析混凝土类材料和结构变形破坏过程的态型近场动力学数值模拟体系.通过分组模拟和定量计算,分析算法的收敛性、计算精度和效率等问题;在此基础上开展含不同角度中心裂纹混凝土板的破坏模拟.     

基于近场动力学方法的水力压裂过程数值模拟

利用近场动力学方法便于处理多裂纹萌生、扩展和分叉的优点,将其应用于页岩水力压裂过程的数值模拟.结合页岩水力压裂机理提出在近场动力学中由破坏度跟踪裂纹扩展路径,并通过在新生成裂纹面法线方向施加水压载荷的裂纹追踪方法,成功模拟单射孔横剖面开裂水压实验以及单射孔和多射孔水平井纵剖面的水力压裂过程,得到压裂导致的裂纹缝网结构.数值结果还表明初始射孔裂纹会显著影响后续的水力压裂过程.     

等几何分析与近场动力学耦合的壳结构裂纹扩展仿真算法

提出适用于壳结构裂纹扩展仿真的等几何分析(isogeometric analysis, IGA)与近场动力学(peridynamic, PD)耦合模型,采用非均匀有理B样条(non-uniform rational B-spline, NURBS)函数精确描述几何模型,将整个模型分为裂纹扩展区域和非扩展区域。将裂纹扩展区域设置为近场动力学区域,基于非连续伽辽金(discontinuous Galerkin, DG)有限元离散的PD Reissner-Mindlin(R-M)壳模型进行计算;在非扩展区域采用等几何分析R-M壳模型进行计算。基于力和力矩平衡原理,进行2个区域的耦合。IGA-PD壳耦合模型可以准确模拟壳结构中的裂纹扩展、分叉和合并过程,可提高计算效率。采用标准算例验证所提出算法的效率和准确性。     

径向冲击中心直裂纹巴西圆盘的复合型动态断裂分析

中心直裂纹巴西圆盘试样可以用于脆性材料在纯Ⅰ型、纯Ⅱ型以及Ⅰ-Ⅱ复合型载荷下的动态断裂韧度的测试.通过改变径向冲击的加载角θ(加载方向相对于裂纹的倾斜角),可以方便地实现不同的Ⅰ、Ⅱ型动态断裂实验.本文用有限元软件ANSYS对试样进行动态复合型断裂模拟分析,研究了不同载荷、不同材料以及不同试样尺寸对动态无量纲应力强度因子的影响,得到了纯Ⅱ型加载所对应的加载角θⅡ的近似计算公式.对于在斜坡载荷作用下的复合型断裂,Ⅰ、Ⅱ型应力强度因子具有相似的时间历程曲线,其比值逐渐趋近于一个常数.本文给出了不同无量纲裂纹长度的试样在不同加载角下对应的Ⅰ、Ⅱ型无量纲应力强度因子的比值KⅠ(t)/KⅡ(t)(该比值称为复合比),利用该复合比,可以通过应变能密度因子准则求出试样的起裂角β0,得到的结果与文献给出的试验结果吻合得很好.     

加速度驱动型三关节体操机器人的动力学建模与分析

针对加速度驱动型三关节体操机器人,从机理和数据两方面进行了动力学模型分析．首先通过机理分析得到模型的刚体动力学分量和电机驱动分量;然后通过加速度阶跃响应曲线分析得到纯滞后分量．综合这3种分量,确定三关节体操机器人的模型结构,并利用改进的遗传算法对该综合模型进行参数辨识．将辨识后的模型与实际系统进行比较,讨论了产生误差的原因．     

可重构旋翼无人飞行器的动力学建模与分析

提出了一种具有可重构能力的旋翼无人飞行器（RUAV）,其执行机构主要由内置在涵道中的主旋翼、环绕主旋翼的4个辅旋翼以及涵道末端的2个副翼组成, 其中辅旋翼与主旋翼、副翼的部分功能重合以使系统具备重构控制能力．运用牛顿-欧拉方法建立了旋翼无人飞行器的6自由度（6DOF）动力学模型． 基于此模型,首先分析了在悬停状态附近系统发生不同故障时的可控性,然后基于控制可重构度的概念分析了在发生不同程度故障时系统的容错能力, 在此基础上构建了飞行器的多模型重构控制器,最后通过仿真实验分别对系统的动态响应特性和重构控制效果进行了分析．结果显示,旋翼无人飞行器具有较好的动态响应特性, 且对一定范围内的故障具有较好的鲁棒性．本文提出的模型及相关分析为旋翼无人飞行器的容错设计和控制提供了一定的理论依据．     

基于灰色多元线性回归融合模型的故障率预测

为预测在设备使用年份期间的制氧系统故障率,提出灰色多元线性回归融合模型的新方法。该方法首先求出制氧系统各设备故障率的GM(1,1)模型;然后计算出制氧系统故障率、制氧系统各设备故障率与设备使用年份相关关系模型,并且将制氧系统各设备故障率的GM(1,1)模型代入该关系模型中;最后利用最小二乘法求出待定参数。通过对制氧系统故障率的预测分析表明,灰色多元线性回归融合模型在故障率预测精度上优于单一的灰色模型和线性回归模型,且不要求提供的历史数据具有典型的分布规律。该模型的预测结果可为制氧系统的维修工作提供决策依据。     

一种分布式存储系统用户磁盘配额的实现

用户磁盘配额可实现集群系统中分布式文件系统资源的管理和控制.在分布式文件系统中常使用多数据服务器来扩充文件系统的存储空间、提高并行数据IO的能力.结合NFS,Lustre中分布式配额实现方式,提出了一种适合对等存储模式下的用户磁盘配额策略.该策略使用静态设置和动态调整相结合的方式,能够很好地解决多数据服务器用户配额使用空间不均匀的问题;它可以运行在全局文件系统的所有客户端,避免了单客户端节点失效的问题,且对文件系统性能影响较小.     

Two-dimensional modeling of material failure in reinforced concrete by means of a continuum strong discontinuity approach

The paper presents a new methodology to model material failure, in two-dimensional reinforced concrete members, using the Continuum Strong Discontinuity Approach (CSDA). The mixture theory is used as the methodological approach to model reinforced concrete as a composite material, constituted by a plain concrete matrix reinforced with two embedded orthogonal long fiber bundles (rebars). Matrix failure is modeled on the basis of a continuum damage model, equipped with strain softening, whereas the rebars effects are modeled by means of phenomenological constitutive models devised to reproduce the axial non-linear behavior, as well as the bond-slip and dowel effects. The proposed methodology extends the fundamental ingredients of the standard Strong Discontinuity Approach, and the embedded discontinuity finite element formulations, in homogeneous materials, to matrix/fiber composite materials, as reinforced concrete. The specific aspects of the material failure modeling for those composites are also addressed. A number of available experimental tests are reproduced in order to illustrate the feasibility of the proposed methodology.     

灰色Verhulst 预测模型的数乘特性

为揭示灰色Verhulst模型的建模精度在系统原始特征序列数乘变换前后的变化规律,降低其建模复杂性,研究了灰色Verhulst模型的建模参数在系统原始特征序列经过数乘变换前后的量化关系以及数乘变换对该模型建模精度的影响程度.研究结果表明,灰色Verhulst模型的建模精度与系统原始数据序列的数乘变换无关.利用数乘变换能降低原始数据的量级,简化建模过程,而不会改变灰色Verhulst模型的建模精度.     

线性不确定系统混合故障的可靠圆盘极点配置

针对一类不确定线性系统,利用更一般、更实际的执行器出现混合故障的模型,设计可靠控制器的同时将系统的极点配置到指定圆盘内问题,混合故障模型是指在一个系统中同时包含离散故障模型和连续故障模型,并给出系统将极点配置到指定圆盘上可靠控制的充分条件.通过求解LMI(线性矩阵不等式)完成状态反馈可靠控制器的设计.仿真验证本文提出的...     

针对动态系统的多故障诊断模型与优化算法

一般的静态故障诊断模型无法描述状态随时间变化的系统,为此用隐马尔可夫模型对动态变化的系统状态进行建模,给出了动态多故障诊断问题的形式化描述;该问题的目标函数是典型的集合覆盖问题,属于NP难解问题。通过将原始目标函数转化为若干个独立的子问题,并分别用动态规划算法进行求解,有效实现了动态系统的多故障诊断;与现有的方法相比,该方法在不影响检测率和隔离率的前提下,执行时间短,计算复杂度低,优化效果明显。     

GMPLS网络中的多元故障传播模型

现有流行病传播模型的应用范围仅限于一元故障或同构网络。为此,提出一个通用多协议标志交换(GMPLS)网络中的多元故障传播模型。将网络节点功能分为控制层和数据层,并给出故障传播阈值的计算公式。使用不同的拓扑结构进行模拟实验,结果均接近于理论值,验证了该模型的正确性。     

考虑多重决策心理的海岛孤网调度综合评价

为解决能源供应问题,偏远海岛可构建风-光-海水抽蓄型微电网,研究该类结构的离网型海岛日前调度的综合评价问题.首先,考虑经济、环保、技术和可靠性等因素,提出一套海岛孤网日前调度的评价指标体系;其次,利用改进的组合赋权模型,将直觉模糊层次分析法的主观权重与改进熵权法的客观权重融合为最优权重;再次,构建基于合作博弈与改进累积...