循环荷载下成层饱水地基的一维固结

针对成层饱水地基模型，根据Ｔｅｒｚａｇｈｉ固结方程，运用Ｌａｐｌａｃｅ变换及矩阵传递法求解了循环荷载下成层饱水地基一维变形问题，得到了变换域内的通解。通过Ｌａｐｌａｃｅ逆变换计算了成层饱水地基在循环荷载下的一维变形及有效应力。经典的Ｔｅｒｚａｇｈｉ一维固结理论解是本文的一个特例，对于随时间任意变化荷载下成层的固结，只需利用Ｆｏｕｉｅｒ级数将荷载展开，就可用本文的方法求解。此外，本文对常见的循环荷载进行了变换，结合双层的地基算例，对各种循环荷载下地基中有效应力及变形进行了计算分析。结果表明：循环荷载下成层饱水地基固结，其有效应力和变形呈振荡增长，其变化步调与荷载并不一致，且振荡幅度不随时间减小。     

基于等概率近似变换的向量型层递响应面法分析结构可靠度

基于正交变换和等概率近似变换,研究建立了随机变量为非高斯互相关的工程结构可靠度分析的向量型层递响应面法。首先利用正交变换将非高斯互相关随机变量变换为互不相关的非高斯标准随机变量,建立结构总体刚度矩阵和荷载列阵,据此定义预处理器并形成预处理随机Krylov子空间,进而利用该空间的层递基向量将结构总体节点位移向量近似展开,建立关于互不相关非高斯标准随机变量的层递响应面;然后根据等概率近似变换,将独立标准正态空间的样本点转换为层递响应面在非高斯空间中的概率配点;最后通过回归分析确定层递响应面待定系数,并利用层递响应面建立极限状态方程求解结构可靠度。分析表明:该文提出的等概率近似变换方法不仅成功地将层递响应面法拓展到非高斯互相关随机变量下的结构可靠度分析,而且方法简便、适用范围广、计算精度和效率较高,具有良好的全域性。     

离散多层圆筒在热冲击载荷下的弹性动力响应

离散多层圆筒由薄内筒和倾角错绕的钢带层组成,具有制造简便、成本低等优点。预测筒体在热冲击载荷下的热应力对强度设计和安全操作具有重要的应用价值。该文首次研究了离散多层圆筒在热冲击载荷作用下的热弹性动态响应。将内筒和钢带层的径向位移分别分解为满足给定应力边界条件的准静态解和满足初始条件的动态解,准静态解通过齐次线性方法确定,热弹性动态解通过有限Hankel积分变换和Laplace变换确定。根据内外层界面处位移连续条件,得到层间压力关于时间的第二类Volterra积分方程,利用Hermit二次三项式插值方法可求得该层间应力。最后将离散多层圆筒的热弹性动力响应与单层厚壁圆筒的响应进行了比较,并分析了钢带缠绕倾角和材料参数对热弹性动力响应的影响。     

粘弹性层状地基轴对称问题的求解

由粘弹性体经Laplace和Hankel变换的基本方程式,得到了轴对称问题情形下无限粘弹性层不同深度应力位移向量间的传递矩阵,利用传递矩阵以及边界、层间完全接触条件求解了多种粘弹性模型的成层地基空间轴对称问题。     

地基持力层为卵石层的高层地基处理问题分析

本文结合浐河滨河花园Ⅲ期工程，针对该高层建筑基底位于含有软弱下卧层的卵石层，讨论了关于地基持力层为卵石层的高层地基处理问题，以期对类似工程的施工提供参考。     

压电层合纤维在动载荷作用下的应力和电势的瞬态响应

利用压电层合纤维层间的连续性条件和外表面的应力边界条件,通过有限Hankel积分变换和Laplace变换求解压电层合纤维的力电耦合的动力学方程,给出了压电层合纤维在动载荷作用下的应力和电势瞬态响应的解析解。从解析表达式和算例,可以得到在径向动载荷下层合压电纤维的应力和电势的瞬态响应历程和实心处动态集中效应的规律。     

钠基蒙脱土的有机改性及其表征

为了改善蒙脱土的层间结构，采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)与十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)对钠基蒙脱土进行有机插层改性，并且考察了有机阳离子种类、反应温度、pH值及有机阳离子加入量对插层效果的影响。使用X射线衍射仪 (XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)与透射电镜(TEM)对样品进行了系统的分析。结果表明，OTAC插层效果比CTAB好，适宜的改性温度为80℃，在一定的范围内，pH的减小有利于插层，有机阳离子加入量为2倍于阳离子交换容量(CEC)时插层效果最理想。在此条件下，成功制备了有序高层间距纳米有机蒙脱土，晶面间距达到4.12 nm，甚至有部分片层剥离。     

机电耦合载荷下的压电层合板瞬态响应分析

针对压电层合板在机电耦合激振下的瞬态响应问题, 提出一种高效混合数值计算方法。经过位移场、 电势场在厚度方向的离散, 利用机电耦合理论和哈密顿原理, 推导出结构的运动方程。引入傅里叶变换, 得到波数域内运动控制方程。应用模态分析方法求解波数域内的位移场和电势场, 对结果进行傅里叶逆变换, 得到空间域内的瞬态响应。以PZT-5A/0° PVDF铺层两相材料复合压电层合板为算例, 分析了力、 电耦合线载荷激励下, 位移场和电势场的瞬态响应历程与分布规律, 计算结果给出了该结构的动力学基本特征。该方法结合了有限元法、 傅里叶变换和模态分析法, 计算高频载荷激振下的压电层合板瞬态响应较一般有限元法大幅减少了单元的划分。该方法可推广至分析任意机电载荷下的各类铺层材料压电层合板瞬态响应问题。     

埋置移动荷载作用下成层饱和地基的动力响应

利用Fourier变换和传递反射矩阵法(TRM法)研究了成层饱和地基在埋置移动荷载作用下的动力响应。土体被假设为完全饱和的多孔弹性介质并且服从Biot多孔弹性波动方程,用修正粘滞阻尼模型来描述土体的粘弹性行为,采用TRM法来考虑饱和地基的成层性,利用Fourier变换和Fourier逆变换得到了埋置移动荷载作用下饱和地基动力响应积分形式解答。当饱和成层地基退化单层饱和地基时,该文解与已有解能很好的吻合。最后,通过数值计算分析了埋置荷载深度﹑荷载速度、荷载频率及软硬夹层对动力响应的影响。     

加层电磁弹性材料界面裂纹瞬态响应

研究加层电磁弹性材料界面裂纹在反平面剪切冲击载荷和面内电磁冲击载荷作用下的动态响应问题。假设裂纹面是电磁不导通的。采用Laplace变换、Fourier变换和位错密度函数将混合边值问题转化为求解Laplace域内Cauchy奇异积分方程。讨论了磁冲击载荷、电冲击载荷、材料参数及加层厚度对能量释放率的影响。该问题的解有助于分析含裂纹电磁弹性材料的动态断裂特性。     

裂缝孔隙介质中驱动问题的特征交替方向有限元方法及分析

本文考虑裂缝孔隙介质中驱动问题的数值方法及理论分析。我们分别对压力方程采用混合元方法,对裂缝系统上的浓度方程采用特征线交替方向有限元方法,对岩块系统上的浓度方程采用交替方向有限元方法,证明了交替方向有限元格式具有最优L~2-模和H~1-模误差估计。     

基于静力称重法的微小容量光学检测系统标定

实验室常用静力称重法对微量液体容量进行检测,该方法在1μL容量的精确度达到2.18%,重复性为1.85%,但该方法无法在实验室外进行。现有的光学测量微量液体容量法的在1μL的精度为6.09%,重复性为1.31%。该法可实现在线检测,但其精度不如静力称重法。对光学测量微量液体容量的方法进行研究分析,提出了一种新的标定容量参照标准的方法,该标定方法将静力称重法与光学测量法两者结合,以静力称重法容量测量结果为参照标准,代替光学法原先的标准液。新的标定方法在原理上将参照标准由点扩展到线,可将光学测量法在10μL点的精度提高到2.014%,重复性1.30%。     

桥梁抖振时域和频域分析的一致性研究

为考查时域分析方法用于桥梁抖振分析的可行性和可靠性,基于相同的分析参数,分别采用时域和频域分析方法对一斜拉桥的抖振响应进行分析,并从结构振动型态、抖振响应均方根及抖振响应功率谱密度函数三个方面对时域和频域分析结果的一致性进行了较详细的比较。时域抖振响应分析中,采用谱解法模拟了斜拉桥的脉动风场,抖振力采用准定常表达形式,自激力采用Y.K. Lin 表达形式。由于自激力的存在,结构的运动方程为非线性,提出了一种迭代方法来考虑自激力引起的非线性。采用Newmark-β方法进行积分计算。频域抖振分析采用多模态耦合分析方法。时域及频域抖振响应分析结果的一致性较好,这表明了大跨度斜拉桥时域抖振响应分析的可行性和可靠性。     

使用单片机测频的四种方法分析——兼谈等精度测频法的实现

本文论述了使用单片机测频的四种方法,即直接计数法、周期测频法、混合测频法和等精度测频法。通过误差分析指出,直接计数法适于高频测量,周期测频法适于低频测量。在此基础上,提出具有通频带测频性质的混合测频法,并给出其测频最大相对误差和最大误差频率点的表达式。关于等精度测频法,提出利用软件查询实现同步的方法。并论证其测频精度可达10~(-6)     

基坑土钉支护稳定分析方法及其应用

探讨一种土钉支护边坡稳定分析方法，为设计提供较为科学合理的分析手段。基于土坡稳定分析常用的瑞典条分法，考虑土钉的极限拉力作用，建立稳定安全系数公式，可用于基坑土钉支护设计。提出用几何控制多数确定最危险滑动面的计算机算法，通过计算表明：安全系数是几何控制参数的单峰函数。用黄金分割法分步对几何控制多数进行优化，提高了计算速度。通过与国外方法比较和工程实例验算，确定安全系数的取值范围，一般工程安全系数应为１．２－１．５。具有较后的工程应用价值。     

Accurate reanalysis of structures by a preconditioned conjugate gradient method

A preconditioned conjugate gradient (PCG) method that is most suitable for reanalysis of structures is developed. The method presented provides accurate results efficiently. It is easy to implement and can be used in a wide range of applications, including non‐linear analysis and eigenvalue problems. It is shown that the PCG method presented and the combined approximations (CA) method developed recently provide theoretically identical results. Consequently, available results from one method can be applied to the other method. Effective solution procedures developed for the CA method can be used for the PCG method, and various criteria and error bounds developed for conjugate gradient methods can be used for the CA method. Numerical examples show that the condition number of the selected preconditioned matrix is much smaller than the condition number of the original matrix. This property explains the fast convergence and accurate results achieved by the method. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.     

Iterative solution of a hybrid method for Maxwell's equations in the frequency domain

A hybrid method for solution of Maxwell's equations of electromagnetics in the frequency domain is developed as a combination between the method of moments and the approximation in physical optics. The equations are discretized by a Galerkin method and solved by an iterative block Gauss–Seidel method. The convergence of the iterations is studied theoretically and in numerical experiments. The accuracy of the hybrid method is compared to the method of moments for a cylinder with an incident field for different wavenumbers. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

A numerical method of regenerator

A numerical method for regenerators is introduced in this paper. It is not only suitable for the regenerators in cryocoolers and Stirling engines, but also suitable for the stacks in acoustic engines and the pulse tubes in pulse tube refrigerators. The numerical model is one dimensional periodic unsteady flow model. The numerical method is based on the control volume concept with the implicitly solve method. The iteration acceleration method, which considers the one-dimensional periodic unsteady problem as the steady two-dimensional problem, is used for decreasing the calculation time. By this method, the regenerator in an inertance tube pulse tube refrigerator was simulated. The result is useful for understanding how the inefficiency of the regenerator changes with the inertance effect.     

基于Karl Fischer电位滴定原理的超微量液体容积精密测量方法

为克服静力称重法受蒸发量影响大的不足,同时适应在线测量的需要,根据法拉第定律和Karl Fischer电化学分析原理,研究了超微量液体电位滴定测量法。通过测量电解过程中所消耗电量进行微量液体水含量的计算,并结合液体密度测量可以计算出超微量液体容积。设计了这种非静力称重方法的测量系统,采用与静力称重测量系统比对试验的方式对这2种方法进行了验证,试验数据表明超微量液体电位滴定测量法和静力称重法测量结果具有良好的一致性,均符合ISO 8655的技术要求,但测量值偏大。与静力称重法相比,对测量环境要求低,易于实现在线测量,而且可以有效减少液体蒸发对测量结果的影响。     

系统非线性参数识别的松驰法

研究了非线性参数系统模型的识别问题,通过引入求解线性方程的松驰法思想,构造了一类新的迭代识别算法。算例表明此方法具有很好的参数识别精度,并且具有概念清楚,易于编程等特点,为非线性系统模型参数的识别问题提供了新的思路。