有限平板共线裂纹断裂过程的数值模拟和实验研究

采用有限元数值模拟和光弹实验方法分析了各向同性材料共线多裂纹应力场及其强度参量.建立了有限弹性平板内三条共线裂纹计算模型,应用ABAQUS软件的VCCT方法分析计算各向同性材料共线裂纹的裂纹尖端的应力场、应变场分布规律及应力强度因子.并通过光弹实验实测了6061铝板共线裂纹试件的裂纹尖端的应力强度因子.研究结果表明,实验和数值模拟所得的应力云图相似,应力强度因子值基本一致,验证了提出的应力强度因子计算模型的有效性.     

压缩荷载下三条对称的共线裂纹应力强度因子的解析解(研究生论坛）

多裂纹问题已成为当前岩石力学及其相关领域的研究热点问题。对无限平面内3条对称的共线裂纹在双向压缩载荷下的应力强度因子进行了研究,考虑了裂纹表面摩擦力的影响及裂纹间的相互影响,并利用复变函数理论给出了其裂纹应力强度因子的精确解析解。通过数值计算,给出了侧压力以及裂纹间距对应力强度因子的影响规律,并进行了相应的光弹实验研究,其实验结果定性地验证了理论解的正确性。结果表明,裂纹应力强度因子都随着侧压力的增大而减小,随着裂纹间距的减小而增大。     

考虑初始等距共线微裂纹列影响的Ⅰ型裂纹体的蠕变断裂分析

利用宏观裂纹-微裂纹相互作用模型和蠕变断裂应力强度因子理论,对具有初始等距共线微裂纹列影响的平面Ⅰ型裂纹体的蠕变断裂问题进行了分析.并给出了混凝土Ⅰ型裂纹体的蠕变断裂应力强度因子与裂纹体初始应力强度因子的关系式.     

斜裂纹应力强度因子的有限元计算及分析

介绍和讨论了斜裂纹应力强度因子的有限元分析方法，分别计算了单轴、双轴压缩下有限大板中存在的中心贯穿斜裂纹的应力强度因子．通过对求得的应力强度因子值与解析解的比较，表明用有限元法计算应力强度因子具有相当高的精度．同时，通过对不同倾角的裂纹尖端应力强度因子的计算，分析得到了裂纹倾角对应力强度因子的影响，为斜裂纹在复杂载荷作用下的断裂判据的计算提供了有效的方法。     

42CrMo钢CT试件应力强度因子的计算方法研究

以风电变桨轴承用42CrMo钢为研究对象，利用Abaqus并采用退化的奇异单元建立了初始裂纹三维有限元CT试件模型，同时进行了裂纹前缘的应力强度因子数值计算。在远离裂纹前缘部分采用六面体网格划分。采用围线积分的方法提取裂纹前缘应力强度因子分布情况，并将数值计算结果与理论计算结果进行对比分析，得到了裂纹前缘应力强度因子分布规律以及在不同载荷和裂纹长度的条件下裂纹前缘应力强度因子的变化规律。     

考虑初始等距共线微裂纹列影响的Ⅲ型裂纹体的蠕变断裂分析

在工程中,特别是对长期持续荷载作用下带裂纹的构件,裂纹扩展寿命的预测是一个十分的问题,由于混凝土、岩石等材料中存在着大量的初始微裂纹,要研究这一类材料断裂问题就必须研究主裂纹与微裂纹之间的相互作用,依据宏观裂纹－微裂纹相互作用模型和蠕变裂应力强度因子理论,对具有初始等距共线微裂纹列影响的反平面Ⅲ型裂纹体的蠕变断裂问题进行了分析,并给出了混凝土Ⅲ型裂纹体的蠕变断裂应力强度因子与裂纹体初始应力强度因子的关系。     

斜裂纹应力强度因子的有限元计算及分析

介绍和讨论了斜裂纹应力强度因子的有限元分析方法,分别计算了单轴、双轴压缩下有限大板中存在的中心贯穿斜裂纹的应力强度因子.通过对求得的应力强度因子值与解析解的比较,表明用有限元法计算应力强度因子具有相当高的精度.同时,通过对不同倾角的裂纹尖端应力强度因子的计算,分析得到了裂纹倾角对应力强度因子的影响,为斜裂纹在复杂载荷作用下的断裂判据的计算提供了有效的方法.     

压缩荷载作用下3条共线裂纹贯穿裂纹方形平板强度的实验与数值研究

摘 要：本文首先利用ABAQUS软件对共线三裂纹的裂纹尖端应力强度因子进行了数值模拟分析,给出了裂纹尖端应力强度因子的数值解,并与前期的理论解进行了比较,结果表明本文建立的数值模模型及计算方法是有效的。同时为了定性地验证理论与数值解的有效性,采用自制的真三轴加载装置,实验研究裂纹倾角对试件强度的影响规律,实验所用脆性材料为水泥砂浆,试件为带有预制贯穿裂纹的方形平板。结果表明裂纹倾角对其强度有很大影响,在倾角为45度左右时其强度最低。     

桅杆结构纤绳拉耳任意形状孔边裂纹SIF计算

给定形状裂纹的SIF(应力强度因子)可以通过各种数值方法确定,但裂纹扩展过程中裂纹形状不断发生变化,对任意时刻所对应的裂纹进行全三维分析确定裂纹前缘应力强度因子不现实且难以实现.通过采用有限元法事先计算各种不同形状、尺寸的桅杆结构纤绳连接拉耳孔边裂纹前缘表面点及最深点处的应力强度因子及无因次形状因子,然后对基本数据进行多参数拉格朗日插值的方法来求解拉耳任意形状孔边裂纹的应力强度因子.并对某一形状裂纹的应力强度因子插值计算结果与有限元直接分析结果进行了对比,结果表明插值法具有较高的可靠性,可用于应力强度因子的近似计算.     

含裂纹铆钉搭接板的权函数法与扩展寿命分析

铆钉搭接结构是典型的多位置损伤敏感结构,容易在多个铆钉孔边萌生疲劳裂纹,进而威胁飞机结构安全。由于裂纹个数、位置和大小随机多变,铆钉与平板间存在复杂的接触关系。为高效、准确计算多铆钉搭接板的应力强度因子以进行裂纹扩展寿命分析,提出针对搭接结构复杂裂纹问题的权函数分析方法。首先,对多铆钉搭接板的复杂裂纹构型进行合理简化分类,利用其对应的权函数求解应力强度因子。然后,采用有限元分析计算含裂纹多铆钉搭接板的应力强度因子以验证权函数法的计算精度。最后,将经验证的权函数分析方法结合Paris裂纹扩展公式,对铆钉搭接结构进行疲劳裂纹扩展分析,并通过试验验证分析方法的有效性。结果表明,采用权函数法计算的应力强度因子与完全采用有限元方法计算的应力强度因子的相对差别小于5%,分析预测的裂纹扩展寿命与试验结果吻合良好,且计算效率比完全采用有限元法快3个数量级,进而为铆钉连接结构孔边裂纹的应力强度因子和疲劳裂纹扩展分析提供了一个有效方法。     

基于弹塑性有限元法的含多部位损伤(MSD)板剩余强度分析

文章采用非线性弹塑性分析方法进行多裂纹结构剩余强度分析,提出了通过选择结构的载荷响应从线性段到非线性段转折点来预测剩余强度的方法.应用该方法对多部位损伤2524 -T3铝合金平板结构进行了剩余强度的试验研究及预测,并与已有的表观断裂韧度kapp准则、净截面屈服准则、韧带屈服准则等失效准则预测进行了对比.结果表明,文中方法思路清晰,容易实现,适用于多种形式的含裂纹结构,并且预测的结果与试验结果吻合良好.     

基于有限元计算细观力学的复合材料宏观性能的一体化预测

基于有限元计算细观力学理论,以MSC.PATRAN为平台,利用PCL实现了RVE的参数化自动建模,建立了RVE库。并根据不同的细观力学方法,通过在后台对RVE边界条件的设置及有限元计算,集成了相应的计算程序,从而实现了复合材料宏观性能的一体化预测。最后,以单向复合材料的宏观弹性模量预测为例,展示了一体化预测系统。     

无网格-有限元直接耦合法

基于广义单元概念,发展了一种无网格-有限元耦合的新方法,即无网格-有限元直接耦合法。该方法将有限元、无网格中数值意义上的单元定义为广义单元,利用在每一个单元内假设的形函数来分片地表示全求解域上待求的未知场函数。与其它耦合方法相比较,该方法既不需要构造过渡区形函数,又不增加额外的计算量。数值算例表明该方法具有效率高、简便实用的特点。     

带有横向调度的两级维修备件库存系统优化方法研究

在对库存控制策略研究的基础上,针对带有服务水平约束的两级维修备件库存系统控制优化问题,提出了基于最短路径调度的分布式库存控制优化数学模型及其求解算法和基于多元线性回归的总存储库存控制优化仿真模型,实现了对两级维修备件库存系统控制参数的优化。仿真结果1表明了最短路径维修备件调度方法不仅可以提高分布式库存系统的服务水平,还可以有效降低库存成本和订货量的波动;2证明了基于多元线性回归的总存储库存控制优化数学模型的正确性。     

单个正弦波时正交矢量谱估计方法的改进

单个正弦波频率估计在很多领域有广泛的应用。中针对单个正弦波频率估计的一些特殊性进行讨论，提出了两种各具特色的正交矢量谱估计的改进方法。其中，OV—LP法，即基于线性预测的正交矢量法，只需改变线性预测误差滤波器第一个系数即可变成正交矢量谱估计方法；而MOVSS法是OVSS方法的特殊修正法，其巧妙的构思，使得它既是正交矢量谱估计法，同时计算量又很小。两种改进算法的共同特点是：谱估计质量提高大，而相对计算量很小，理论分析和模拟实验证明了这个结论。     

基于无抽样小波包变换的语音增强方法

非均匀临界频带与人耳对固有语音的频率感知特性十分相似,并且可在听觉感知上近乎完美地使信号进行重构.文章基于此提出了一种新的语音增强方法.该方法首先采用易于计算的无抽样离散小波包(UDWP)模拟人耳的听觉特性滤波器组对带噪语音进行分解;其次在语音信号的子带层次上用一种类似于软阈值的无穷阶可导的函数进行阈值处理;最后应用谱减法进行二次增强.实验结果表明,该方法在有效去除语音噪声的同时可以较大地提高语音的清晰度和可懂度.     

模糊结构的能度可靠性灵敏度分析方法

基于可能性理论和模糊区间分析理论,文章提出了模糊结构的能度可靠性灵敏度分析方法.针对极限状态函数为线性且模糊变量可能性分布均为正态型或线性型的结构,推导了能度可靠性灵敏度的解析解.在特殊情况能度可靠性灵敏度解析解法的基础上,结合函数线性化理论和线性型可能性分布函数近似等价正态化方法,提出了求解一般情况下模糊结构能度可靠性灵敏度的近似解析方法.基于求解模糊失效可能度的数值解法,运用差分理论,提出2种求解模糊能度可靠性灵敏度的数值解法.文中算例对所建立的方法进行了对比分析,结果表明所提方法是计算模糊结构能度可靠性灵敏度的可行方法.     

一种新的自由变形方法及其建模研究

自由变形技术（ Ｆ Ｆ Ｄ）正在发展为 Ｃ Ａ Ｄ系统中一种新的几何造型方法。本文提出基于 Ｂ样条的自由变形方法，该方法具有变形函数的连续阶可调，变形网格疏密程度可调，变形速度快，既可全局变形又可局部变形的优点。并提出基于 Ｂ样条的自由变形方法的一种新的建模思想，该技术可以模拟现实中物体因某一外因所产生的变形，在雕塑曲面变形及对物体进行受力分析等方面的初步应用考核中，证明了该方法的优越性。     

飞机舱室内噪声预测及软件开发

应用面向对象及可视化技术，开发了一套飞机舱室内的噪声预测软件。该软件利用统计能量法对整个飞机及其所处环境进行子结构划分、功率流分析及外部激励处理，研究了飞机壁板的隔声量及其内部声场分布，为用户提供操作简单的界面，初始参数选择灵活，分析结果可为飞机舱室降噪提供依据，后处理直观明了。     

一种新的多径时延估计的约束反卷积方法

将lp范数规划方法和凸集交替投影(POCS)算法结合起来，利用一定的约束集，对接收信号进行多径分离，得到新的一种多径参数估计的约束反卷积方法，其中lp范数规划使得估计的多径结构具有一定的稀疏特性，然后利用POCS算法方便地引入各种约束，并保证估计结果收敛。仿真表明，这种方法比POCS算法和规划POCS算法具有更好的重构信号内部结构和参数估计的性能，能够分辨时延结构紧密多径分量，对噪声干扰表现也不敏感。新方法无需测量信道的实际物理参数便可清晰地分辨能量较大的多径成份，利用这种方法成功地进行了海试数据的分析处理，得到的多径结构和声线传播模型一致。