几何规划——一种简单有效的最优化方法

几何规划是为解决具有非线性约束的代数非线性规划问题的一种最优化方法。自1961年问世以来,在理论研究和实际应用上都取得了显著的进展,在化工、炼油等领域也出现了不少成功地应用几何规划的例子。本文结合化工方面的实例,对此法作一简要介绍。     

大型玻璃钢制品不确定信息复杂系统预报的比较函数解法

本文介绍差异比较理论在工程(泛指)设计与实验中应用的一种方法。该法采用实体实验与理论比较、分析与综合，探求非线性复杂系统、差异模糊和不确定信息情况。我们称它谓非线性比较实验函数法，它是差异论中的差异模糊比较理论，也可称为差异模糊比较函数法，简称比较函数法。实践证明这是一种求解复杂问题的科学、实用、有效的方法。它简单、方便、便于掌握和推广。     

FRP等网格加劲圆柱壳轴压屈曲的分析

前言轻质、高承载能力的壳体结构,是工程技术人员所追求的目标,FRP等网格加劲圆柱壳就是这样一种壳体结构。这里所说的“等网格”指由加劲构件组成的三角形网格肋,在宏观上具有各向同性性能。由于是加劲结构,它主要应用在抗屈曲结构中。对一般的加劲壳体进行总体屈曲分析时,所涉及的主要问题是如何计算加劲壳的宏观弹性性能。在具体分析时,往往采用线性分析或非线性分析。其中非线性分析包括有物理非线性、几何非线性和物理及几何非线性分析。一般地,在线性分析中理论解析式较为简单,但往往理论值与实测值的偏差较大,在工程上需要做出某种修正。当采用非线性分析时,虽然可推导出较为精确的理论解析式,但对于各向异性材料这种解析式一般较冗长,给计算带来极大不便。     

二维二轴编织铺层复合材料细观几何模型及拉伸模量的一种计算方法

建立了一套工程实用的二维二轴2×2编织结构的单层和多层的细观几何模型及拉伸模量的计算方法,分析复合材料的细观结构特征,考虑了编织纱束的实际横截面形态和屈曲起伏,还有实际编织工艺和成型固化,提出了单层和多层结构复合材料的细观几何模型,基于细观分析,建立了单层和多层二维二轴编织铺层复合材料等效力学模型和拉伸模量的计算方法,最终计算数值结果趋势上与实际情况一致,在具体数值上吻合度很好,表明该方法实际有效可行。结论表明,建立的细观几何模型能很好地表达单层和多层二维二轴2×2编织复合材料的结构特征,等效力学模型能够很好地反映复合材料的拉伸行为,建立的拉伸模量预测方法能够很好地导出拉伸模量。     

管管间接触挤压变形的数值模拟方法研究

在石油石化工程和装备中,存在管管接触挤压变形问题,其中常涉及到接触、材料、几何三重非线性,难以得到解析解。采用数值模拟方法对管管间接触挤压变形进行仿真分析,得出了接触力,管横截面变形和卸载后管横截面塑性变形情况,为工程中解决管管接触变形问题提供了理论依据。     

支持向量机与机理模型相结合的混合建模方法及其在聚酯生产过程的应用

以过程机理模型为基础,结合支持向量机,给出了一种适用于复杂非线性大迟滞过程的混合建模方法。该方法既保证了按照动力学规律描述过程特性,又充分利用现场运行和分析的数据,辩识模型结构参数。工程实际应用结果证明了这种模型的优良性能。     

非线性规划在水泥工业工程设计中的应用

本文主要利用现有非线性规划方法，结合具体的运用研究和工程开发设计的需要，建立了一系列非线性规划问题．并针对问题的性质，进行分析求解，解决了工程中的一系列实际问题，同时也展示非线性规划在水泥工程应用的作用．现已成为水泥工业技术装备及过程开发、研究和设计的有力控制工具，为提高行业的工程研究、开发和装备的技术水平及控制和优化提供了有效途径。     

不同路况下履带车辆轮胎的动力学特性仿真分析

提出一种研究履带车辆轮胎在不同路况下动力学特性的仿真方法。首先建立轮胎精细有限元模型,然后在充分考虑轮胎的几何非线性、材料非线性和接触非线性的基础上模拟垂直负荷作用下轮胎与路面的接触过程,分析轮胎驶过不同路况时的力学特性和变形。结果表明,所提出的方法能有效准确地模拟履带车辆轮胎驶过不同路况的动力学特性。     

有限元模拟技术在齿轮冷锻成形中的应用

齿轮锻造成形是一个复杂的塑性大变形过程。包括材料非线性、几何非线性以及边界条件非线性，变形机制相当复杂。传统的理论分析方法难以很好地分析其复杂的金属流动规律，而有限元数值模拟已成为金属体积成形的主要分析方法。本文对数值模拟过程中接触、网格自适应和重划分等关键技术问题进行了处理。顺利完成齿轮锻造成形变形过程的模拟。模拟结果表明。齿轮充填饱满。成形效果较好。     

面外弯矩作用下弯头极限载荷有限元分析

采用三维非线性有限元分析技术,将材料简化为理想弹塑性,同时考虑几何非线性影响,针对不同厚径比t/Do、相对弯曲半径R/Do下有直管连接的弯头在面外弯矩(弯曲位移方向垂直弯头轴线平面)作用下进行极限载荷分析,在此基础上建立了便于工程应用的无缺陷弯头的面外塑性极限弯矩估算式。试验结果表明面外弯矩载荷下塑性载荷估算式能够满足工程实际需要。     

橡胶和弹性体复合材料内聚元素的分析

对弹性体产品的破损进行高精确度的评估应基于裂纹开裂和扩展两个方面的分析。在以有限元法(FEA)为基础的断裂分析中,运用内聚元素,可以说是一种有效的计算,实际上,它是了解裂纹形成过程的非常有效的方法。例如,最近的计算结果证明:这种方法对于分析复杂的层压弹性体复合材料显示出其独特的优越性。然而,橡胶超弹性的特性和相应橡胶变形的非线性问题仍然存在。因此,文中研究的目标是开发出一种针对超弹性、高度非线性问题的基于内聚元素的模拟的方法。另一个目标是用具有代表性的破损机理和负载条件来证明这种方法。文中包含了计算的详细步骤,并且提出了对非线性问题影响的解决方案。     

带复杂花纹的子午线轮胎稳态滚动的有限元分析及沟裂问题的探讨

以子午线轮胎215/75R17.5为例,考虑轮胎变形的几何非线性、材料非线性以及轮胎与地面、轮胎与轮辋的大变形非线性接触等,并考虑复杂胎面花纹,利用ABAQUS软件建立轮胎与地面接触的三维有限元模型。对带复杂胎面花纹的子午线轮胎进行了静负荷工况、和稳态滚动工况的模拟,同时将分析结果与仅带纵向沟槽的轮胎进行了对比,并对轮胎沟裂问题进行了探讨。     

加强筋模型在轮胎有限元分析中的应用

利用MSC．Marc软件建立子午线轮胎的三维非线性有限元模型。采用软件中的加强筋模型模拟轮胎中复杂的多层帘线一橡胶复合材料，直接在前处理中定义轮胎中随位置变化的帘线铺设方向，可以真实地模拟帘线一橡胶复合材料的几何和材料非线性，并且能够合理简化模型，提高计算效率和计算精度。模型中还考虑了橡胶材料的非线性和不可压缩性、轮胎大变形导致的几何非线性以及轮胎与轮辋和轮胎与路面的接触非线性边界条件。通过三维非线性有限元分析得到了在充气压力和静负荷作用下子午线轮胎的变形、内部应力分布及接地区压力分布。     

专利介绍

轮胎结构的非线性模态计算方法申请公布号:CN 114841043A申请公布日:2022年8月2日申请人:吉林大学发明人:左文杰、孙鹏飞、周立宣等本发明介绍了一种轮胎结构的非线性模态计算方法,包括以下步骤:(1)建立轮胎有限元模型,对轮胎进行充气分析;(2)在轮胎充气的基础上进行有限元分析,得到充气最后一步的切线刚度矩阵,并组装总体质量矩阵,形成特征值方程;(3)求解方程的广义特征值及特征向量,绘制轮胎的振型云图;(4)根据步骤(3)求解的结果进行轮胎动力学性能评判。本发明为轮胎结构的非线性模态分析提供一种有效的计算方法,相比于现有的线性模态分析方法,该方法提供了非线性模态分析的理论,可用于求解几何非线性、材料非线性等模态问题。     

带复杂花纹子午线轮胎稳态滚动的有限元分析及沟裂问题探讨

以子午线轮胎215/75R17.5为例,考虑轮胎变形的几何非线性、材料非线性以及轮胎与地面、轮胎与轮辋的大变形非线性接触等,并考虑复杂胎面花纹,利用Abaqus软件建立轮胎与地面接触的三维有限元模型。对带复杂胎面花纹的子午线轮胎进行了静负荷工况和稳态滚动工况的模拟,同时将分析结果与仅带纵向沟槽的轮胎进行了对比,并对轮胎沟裂问题进行了探讨。     

含组合腐蚀缺陷压力管道剩余强度分析

腐蚀是引起管道破坏的主要因素之一,有些管段上同时存在的缺陷由于距离较近会发生交互作用。应用计算机辅助工程分析系统,对含有两种交叠缺陷的腐蚀管线的剩余强度进行了有限元分析,分析中考虑了材料非线性和几何非线性,得到了一些有参考价值的结论。     

结构施工时变内力分析

将使用阶段的结构作为受力分析对象是目前结构设计的常规做法,其结果是结构的最终内力、变位等与施工过程无关,这不符合工程实际情况,而现行的结构工程施工内力有限元法并没有提供相应的公式能解决这个问题。利用施工过程时变有限元分析方法对结构施工内力进行几何非线性分析,使计算结果更符合结构施工的实际情况,全过程跟踪分析结构在施工各阶段以及施工完毕时的变量,指出结构工程设计考虑施工过程时变效应影响的重要性。     

层合板在冲击载荷作用下本构方程的研究

纤维增强复合材料层合板的冲击响应是一个兼有几何非线性、材料非线性、接触非线性的复杂过程。本文采用连续介质力学,对层合板的运动、变形进行描述,给出了冲击系统的有限元列式。并一步分析研究层合板在低速冲击作用下的极限承载能力,最后导出有限应变低阶壳单元在显式分析中的应力更新方法,便于在有限元程序中加入复合材料的弹塑性本构模型。     

有限元软件MSC.Marc/Mentat在橡胶材料分析中的应用

橡胶是一种特殊的材料，要实施橡胶制品的有限元分析，就要能综合处理几何非线性、材料非线性以及边界非线性问题。MSC．Marc拥有特殊的单元、材料和摩擦模型，以自动接触分析程序来分析橡胶制品。橡胶制品的非线性有限元分析已经成为设计过程的一个组成部分。     

受压-弯载荷作用下的脱层层板屈曲问题的有限元分析

本文研究更复杂的受载情形 ,即有压缩载荷 ,又有弯曲载荷作用下的局部屈曲问题 ,用基于一阶剪切层板理论的几何非线性有限元法分析了受压 -弯载荷作用下含穿透脱层层板的屈曲临界载荷。给出了在不同压弯载荷比条件下的临界载荷曲线