基于局部特征子结构方法的连续结构优化

为了实现连续结构优化的可行性和高效性,提出一种基于局部特征子结构的优化方法。从优化过程的各个子功能和连续结构的几何特征分析出发,将连续结构划分为参数化子结构、超单元子结构和状态变量子结构,以参数化子结构的几何特征为设计变量建立连续结构评价的目标函数;以最小的连续结构质量为优化目标,将参数化子结构和状态变量子结构所承载的连续结构应力应变作为约束条件,建立连续结构评价的最优化数学模型,其中隐含着整体结构局部几何不变而且不包含所需状态变量的局部构造,即超单元子结构。采用基于梯度的序列二次规划法对模型进行求解。以某柴油机活塞连续结构优化为例进行分析优化,并从收敛性和高效性方面与传统优化方法进行比较,说明了所提方法的合理性和优越性。     

基于联合仿真的等速万向节疲劳寿命预测

提出基于联合仿真的等速万向节疲劳寿命预测办法,将有限元方法和多体动力学仿真相结合,获得了等速万向节零件的工作载荷历程,然后运用有限元理论和疲劳分析方法联合求解,在设计阶段实现了部件的疲劳寿命预测,为等速万向节的设计优化提供了参考.     

高强度铸造铝合金微动疲劳特性研究

用ANSYS对高强度铸造铝合金的微动疲劳特性进行仿真模拟,得到接触面上的应力、应变分布规律;基于SWT临界面法预测微动裂纹的萌生位置,用实验值拟合得到微动疲劳寿命预测参数并用临界面法预测微动疲劳寿命。结果表明：在法向夹紧力不变时,微动疲劳寿命会随着轴向力的增大而减小,且轴向力存在一个临界值,超过这个临界值,构件寿命会急剧下降。在HYS 100型微动疲劳试验机上对高强度铸造铝合金的微动裂纹萌生位置及寿命进行实验验证。结果表明,SWT临界面法预测裂纹萌生位置与试件实际断裂位置一致,预测寿命与实际寿命在误差允许范围内。     

轻质高性能混凝土力学性能及微观结构研究

轻质高性能混凝土(HPLC)具有密度小、强度高、耐久性优良的特点，在土木工程领域具有广阔的应用前景。根据改进的Andreasen and Andersen模型设计HPLC初始配合比，探究不同掺量的页岩陶砂(SCS)对HPLC的工作性能、力学性能及耐久性的影响。此外，还探究了SCS对HPLC的微观形貌和孔结构的影响。研究表明：1)当SCS替代率为100%时，HPLC的表观密度为1 848.3 kg/m³,抗压强度达到123.22 MPa; 2)掺入SCS可以改善HPLC的力学性能，不同掺量的SCS使HPLC的抗压强度、抗折强度、弹性模量分别提高了8.88%～47.92%、22.50%～56.30%和3.49%～14.03%;3)掺入SCS可以改善HPLC的耐久性能，当SCS的替代率为100%时，HPLC的氯离子迁移系数较基准组降低了32.52%;4)由于SCS的掺入，HPLC的微观结构得到明显改善，使HPLC的孔隙率降低了14.86%～28.24%。