沉管隧道地震响应的三维非线性数值模拟方法及应用

介绍了沉管隧道的传统抗震分析方法,针对上海某沉管越江隧道的非线性地震响应问题,提出了基于显式有限元和高性能计算上的大规模数值模拟仿真方法。建立了包括地基土、沉管隧道以及柔性接头在内的全三维分析模型,单元数和节点数均超过百万。充分考虑到土壤、橡胶等多个对象的材料非线性,以及土体-沉管间、柔性接头-管段间的接触非线性因素,最后利用动态显示算法及其关键技术进行了基于高性能计算机的大规模地震响应分析。计算结果描述了地基土-沉管隧道体系在地震荷载作用下的相互作用和整体变形,同时对沉管及柔性接头等关键部位进行了深入分析,从而为沉管隧道的抗震设计研究提供参考。     

沉管隧道地震响应分析的并行计算

采用全三维非线性建模方法建立了沉管隧道总体有限元模型,模型规模上节点总数超过100万,单元总数超过120万。由于系统的非线性,以及地震激励是一种时间历程,沉管隧道地震响应数值模拟的实质是一个超大规模非线性系统的瞬态响应计算问题,因此导致目前在地震安全性评价领域普遍采用的串行算法、串行软件和普通的计算机无法胜任此工作。根据所用超级计算机的体系结构特点,采用并行区域分解算法,通过对沉管隧道总体模型合理分区来进行地震响应分析。地震波载荷选用调幅后的唐山地震波,应用通用的非线性动力分析有限元程序LS-DYNA进行求解,计算结果可为隧道的抗震设计提供有力依据。     

GM模糊优化方法在小子样机械系统故障预测中的应用

将具有差分格式的灰色模型GM（1，1）拓展为GM（1，1，ω）预测模型，用模糊贴近度来优化参数ω，再进行预测，由最优参数ω^*的取值可知，最优GM（1，1，ω^*)预测精度一定高于未优化的GM（1，1），工程实例证实了此方法的效果是显著的。     

基于CRuntimeClass对象的零部件封装参数化设计

针对现今机械产品的生产特点和用户对产品的个性化要求，阐述了参数人设计的重要性。采用基于CRuntimeClass对象封装思想，提出了工程软件中动态创建类的技术，用于封装零部件和特征，大大提高了软件的开放性和强健性。     

电力系统可靠性研究的灰关联和模糊贴近度分析方法

针对电力系统失效单元和电力负载可靠性测试及分析中小样本开发的深远意义和巨大经济效益，建立了减少可靠性测试样本数并使数据处理简捷的新方法，新方法借助于概率论，灰色系统理论，模糊数学的学科交叉优势，利用已知其规律的失效单元寿命样本或测试数据为基准，开发未右规律的小子样系统。由于新方法充分利用了系统辅助信息，变以消耗大量资源为代价的大样本概率分析为小子样概率分析，因此促进了绿色可靠性设计发展，同时新方法数据分析比常规方法简捷。文中以工程实例介绍并加以验证，结果表明，该新方法极具工程实用价值。     

超声波焊接振动问题的数值仿真方法

针对电子元气件在超声波焊接后出现的失效问题,研究用数值仿真的方法来进行建模分析.首先,根据超声波工作机理,简化焊接系统模型,提出适合仿真的加载方法和能量转化形式.然后,根据上述假设,建立热-力耦合数值仿真模型,以计算得到的温度场结果分析模型的可行性.最后,以手机电池焊接装配为例,建立三维有限元模型,利用得到的仿真结果分析振动,提出减振措施并做试验验证.     

盾构隧道地震响应的三维数值模拟方法及应用

在盾构隧道传统抗震分析方法基础上,针对上海一新建盾构越江隧道,提出以完全拟实仿真为特点的大规模盾构隧道地震响应的三维数值模拟方法,建立包括地基土、盾构隧道以及联络通道等多个对象在内的三维分析模型,整体的单元数和节点数均达到了4×106左右。模型考虑地基土的材料非线性,以及土体–隧道间、管片–管片间的接触非线性因素,最后利用动态显式算法及其关键技术进行基于高性能计算机的大规模地震响应分析。计算结果反映地基土–盾构隧道体系在地震荷载作用下的相互作用和变形,并对隧道衬砌结构中的管片应力以及连接螺栓的受力变化进行深入分析。