十字型出口人员疏散的堵塞研究

在开放边界条件下,采用无后退有偏随机走动者格子气模型对十字路口的行人疏散动力学进行了计算和模拟。结果显示,当纬向边界行人密度保持恒定时,经向和纬向通道行人堵塞现象的出现取决于不同的经向边界行人密度;当纬向通道宽度保持不变时,发生堵塞的临界边界行人密度取决于不同的经向通道宽度,纬向和经向的行人堵塞动力学演变具有不同的特征。模拟结果对于疏散通道的设计具有指导意义。     

基于实测数据的行人上下楼梯人体动力学模型EI北大核心CSCD

为研究考虑人-楼梯相互作用时,大跨度柔性楼梯在人行激励作用下的振动舒适度,建立了单自由度动力响应数学模型,得到了加速度频响函数。以楼梯上的行人为研究对象,通过实测数据,建立行人上下楼梯的生物力学模型。将该模型等效含有参数的三元非线性方程组,通过试验测试得到大量试验者在楼梯上行走时的竖向加速度时程,结合快速傅里叶变换提取了耦合系统中的输入参数,采用最小二乘法求解耦合系统等效的非线性方程组得到了耦合系统的质量、刚度、阻尼等输出参数,对其参数进行相关性分析,统计得到了其分布规律,对三个输出参数进行了二次曲面拟合,得到了各参数的公式,建立了行人上下楼梯的单自由度人体动力学模型。     

金属材料动态再结晶模型研究现状

动态再结晶是热塑性变形过程中重要的材料软化、晶粒细化、组织控制和塑性成形能力改善方法,而材料发生动态再结晶过程形成的组织结构直接决定其综合性能,因此,长期以来动态再结晶一直是热成形过程中的研究热点。概述了动态再结晶的物理机理,介绍了位错密度模型、动力学模型和微观组织演化数值模拟,并对目前研究现状进行分析,展望其未来发展前景。     

基于动量动力学模型的行人关系分析

进行了行人行为分析及行人关系研究。考虑到在机器视觉领域大多数研究仅关注于目标行为分类与识别,而目标间因果关系判别研究较少,且现有理论停留在心理学领域中的因果关系表达,提出了一种基于动量动力学模型的目标间因果关系识别方法,用于实现行人间因果关系的识别及量化计算。该方法利用Cam shift算法获得目标在视频中的位置并依据因果概念,构建动量动力模型,然后基于动量动力模型进行因果关系判别,最后计算因果值。根据因果值范围识别出视频行人间的三种因果关系:导致、促进和阻碍。实验表明,上述方法可以在视频监控条件下识别两运动行人间的因果关系。     

乘用车前挡风玻璃角度对行人头部/颅脑损伤影响研究

头部/颅脑损伤在车辆与行人碰撞事故中频繁发生,而行人头部与挡风玻璃的碰撞是导致头部损伤的主要原因。旨在采用数值模拟方法研究乘用车挡风玻璃倾斜角度对行人头部/颅脑损伤的影响。采用TNO多刚体行人模型和THUMS4.0头颈部有限元模型耦合得到新的行人碰撞数值模型,并结合已有的多刚体乘用车模型,借助真实的行人碰撞交通事故案例对该耦合模型进行基于人车动力学响应的有效性验证。在此基础上,构建人车碰撞模型矩阵,其中挡风玻璃角度的变化范围设定为24°~50°(间隔为2°),车辆速度设置为45 km/h,行人与车辆碰撞位置时分别处于车辆前保险杠前端1/2和1/3处。分析结果表明,该耦合模型可以较准确地再现事故中的行人动力学响应;行人碰撞保险杠前端中间(即1/2处)位置时的头部损伤较1/3处更严重;头部损伤在本文所分析的变化范围内随挡风玻璃角度的增加呈先减小后增加的变化趋势,且当挡风玻璃角度位于32°~34°左右时损伤风险较低。     

含单边缺口混凝土梁冲击破坏的近场动力学模拟

改进了近场动力学（peridynamics,PD）微观弹脆性（prototype microelastic brittle,PMB）模型中微观模量的计算方法,解决了PMB模型的“边界效应”问题。利用改进的PMB模型计算了冲击荷载作用下单边缺口混凝土梁的破坏全过程,得到了混合型裂纹扩展的角度、路径以及裂尖最大速度,并与试验和其他数值方法模拟结果进行了对比分析,验证了改进的PMB模型的有效性。研究结果表明,近场动力学方法在模拟破坏问题时不存在网格依赖性,其本构模型自然包含了损伤与断裂的描述,是求解结构冲击破坏问题的一种有效方法。     

镁基合金吸放氢动力学研究进展

主要介绍了几种常见镁系储氢合金以及其储放氢动力学行为,对吸放氢动力学模型及机理研究进行了总结;对比分析了常见动力学模型之间的区别以及特点;并对镁基储氢合金在动力学实验和模型研究方面存在的问题及今后的发展方向进行了分析与展望。     

基于实测数据的行人上下楼梯人体动力学模型

为研究考虑人-楼梯相互作用时,大跨度柔性楼梯在人行激励作用下的振动舒适度,建立了单自由度动力响应数学模型,得到了加速度频响函数。以楼梯上的行人为研究对象,通过实测数据,建立行人上下楼梯的生物力学模型。将该模型等效含有参数的三元非线性方程组,通过试验测试得到大量试验者在楼梯上行走时的竖向加速度时程,结合快速傅里叶变换提取了耦合系统中的输入参数,采用最小二乘法求解耦合系统等效的非线性方程组得到了耦合系统的质量、刚度、阻尼等输出参数,对其参数进行相关性分析,统计得到了其分布规律,对三个输出参数进行了二次曲面拟合,得到了各参数的公式,建立了行人上下楼梯的单自由度人体动力学模型。     

水下机械手动力学研究综述

水下机械手是作业型水下机器人的首选配置装备,其具有运动灵活、抗干扰性强等优点,获得了国内外学者的广泛关注。针对水下机械手的功能、结构特征、动力学性能及控制方法,现已有大量学者开展研究,其中动力学分析是研究核心,但目前缺乏对其的系统性总结。为此,聚焦于水下机械手动力学的研究方法与技术,首先对水下机械手用于不同水下作业时的功能和设计特征进行了总结;然后对水下机械手的动力学建模方法进行了分类和比较,主要包括基于误差补偿的动力学建模方法和基于水动力学模型的动力学建模方法;最后对惯性及黏性水动力学模型的构建方法进行了详细描述。通过对比不同的水下机械手动力学建模方法,指出了未来可研究的新方向。研究结果可为后续的水下机械手研究提供一定参考。     

直线超声电机定/动子接触的微观力学模型

以直线超声电机定/动子接触的微观力学特性为研究对象,首先通过实验测试了定/动子接触表面的粗糙度和统计参数,并基于概率统计方法得到了定子接触表面各点高度的概率分布函数,再通过伪随机数模拟的方法给出接触表面的模拟模型;然后利用赫兹微观接触模型,建立定/动子接触的微观力学模型;最后得到定/动子的预压力、接触变形量和实际接触面积之间的关系。研究有助于建立直线超声电机的整体动力学模型和分析其摩擦摩损特性。     

氧化物/氧化物自生复合陶瓷的生长机理与微观结构的研究进展

基于国外定向凝固氧化物／氧化物自生复合陶瓷的晶体生长动力学行为研究,阐述了其动力学机制,分析动力学因素对微观结构的影响,探讨了晶体生长动力学行为与微观结构之间的关系;同时结合以重力、超重力下燃烧合成、快速凝固技术所制备的新型高强韧Al2O3／YSZ自生复合陶瓷,探讨了自生复合陶瓷在快速凝固条件下的晶体生长动力学行为。结合定向凝固与快速凝固两种晶体生长机制,得出过冷度、凝固界面前沿的温度梯度是影响晶体生长方式的重要因素,且受二者控制的晶体生长速率则决定材料的微观结构与形态。     

基于节段模型试验的千米级摩天大楼行人风环境特性研究

某千米级摩天大楼是由正三角形布置的外围3个泪滴型塔楼和中心1个圆形塔楼组成的巨型组合结构,沿其高度每隔100 m共设置10个室外平台将此4个塔楼连接起来,用于安全疏散时行人通行。由于两相邻平台之间无任何遮挡,且高空来流风速较大,给行人的舒适性与安全性带来极大的隐患,因此有必要对室外平台的行人风环境特性进行研究。考虑到风洞阻塞率的限制和室外平台上测点数量的布置要求,该文设计制作了一缩尺比为1/300的三平台式节段模型,并进行风环境试验,研究了室外平台行人高度的平均风速与阵风风速特性,并探讨不同高度和形式的挡风板对风环境特性的改善效果,为该摩天大楼的行人风环境评估奠定基础。结果表明:外围塔楼与中心塔楼之间存在明显的"狭管效应",导致行人高度风速比增大,基准模型的最大平均风速比和最大阵风风速比分别达到1.49和1.72。不同挡风板措施,不论在降低行人高度最大风速比,还是改善行人风环境的整体质量,均有效果。其中,挡风板高度或挡风板+导（抑）流板的总高度为20 mm时效果更为显著。     

公路与轨道交通载荷作用下隧道动力响应分析

为研究公路和轨道交通荷载共同作用下隧道的动态响应,本文引入微观交通流模型中的元胞自动机模型来模拟公路车流荷载,利用多体动力学模型来模拟轨道车辆荷载,以上海某公铁两用隧道为例建立隧道-土体系统的三维动力有限元模型,对公路和轨道交通载荷单独作用及共同作用时的隧道动力响应进行分析,获得了公铁两用隧道的动力响应规律,为其设计提供参考。     

陶瓷热障涂层的高温循环氧化行为

本文在模拟试验装置上对用四种不同工艺制备的热障涂层进行了高温循环氧化动力学行为和微观退化机理的系统研究,给出主要结果,并提出了如何提高热障涂层寿命的途径。     

微观相场法合金显微组织模拟研究进展

对合金沉淀早期的计算机模拟有利于探明固态相变的规律,其方法有多种,介绍了近年兴起的2种相场模型:微观相场动力学模型和连续相场动力学模型.分析讨论了合金沉淀过程中有序化和相分离过程,利用长程序参数(LRO)和短程序参数(SRO)可描述合金沉淀机制.基于微观相场模型,模拟了Ni-Cr-Al三元合金有序化和相分离过程,结果显示低饱和度合金为形核长大机制,高饱和度合金中等成分有序化和相分离同时发生.     

单螺栓连接梁的非线性连接层建模与参数识别

针对线性的螺栓连接层等效模型无法表征进入微观滑移状态后结合部动力学行为的问题，用Voce本构关系对线性连接层等效模型做出了改进，使其能表征螺栓结合部的非线性动力学行为。以单螺栓连接梁为研究对象，试验探究了不同预紧扭矩对其固有频率的影响，测试了其在不同幅值谐波激励力下的频响函数。通过遗传算法对连接层等效模型的四个非线性参数进行了识别，分别包括初始屈服应力、切线模量和两个形状参数，识别了参数后模型频响函数计算值与试验值的误差在10%以内，表明改进后模型的准确性与可行性。改进后连接层等效模型可以用于装配结构非线性行为的预测。     

含间隙运动副机构的动力学特性研究

为了研究间隙运动副对机构动力学特性的影响,综合考虑转动副轴向尺寸、材料非线性系数以及碰撞过程能量损耗等因素,建立了一种改进的非线性接触碰撞力模型,同时提出了一种用于描述间隙处摩擦作用的修正的库伦摩擦模型。以曲柄滑块机构为研究对象,将上述接触碰撞力模型和摩擦力模型嵌入到系统动力学模型中,进行了动力学仿真分析,研究了不同间隙、驱动载荷及摩擦系数对机构动力学特性的影响,并将仿真结果与试验测试数据进行了对比分析。结果表明：基于文中改进的非线性接触碰撞力模型、修正的库伦摩擦力模型仿真计算结果,与实验结果吻合较好,能够准确、有效地描述含间隙运动副机构的动态特性。     

人行桥人致横向振动的新型模型—IP-K模型

目前关于人行桥人致横向振动机理仍不明确,在这个领域依旧存在争议和不足。有两种主要模型被用于解释人行桥人致大幅横向振动：同步锁定模型和倒摆模型。同步锁定模型认为桥上人群会受桥梁振动影响而逐渐调整步频和桥梁发生同步现象,导致桥梁发生大幅横向振动。而倒摆模型却认为人群调整步频产生的同步现象并不是桥梁大幅横向振动产生的前提条件,认为：即使行人不进行步频调整,其人-桥相互作用引起的自激力同样足够引起振动失稳。目前倒摆模型被认为更具普适性,但仍存在一个质疑：采用倒摆模型得到的行人正常步频下的速度同相自激力分量系数c_p远小于实测值。产生这个问题的原因极有可能是倒摆模型忽视了实际中真实存在的同步效应。鉴于此,该研究提出了一种新型的人行桥人致横向振动模型：IP-K（inverted pendulumKuramoto）模型。其主要原理为：以倒摆模型为核心框架,同时,将Kuramoto生物同步模型引入倒摆模型,使其能考虑人群和桥梁振动之间的同步效应,以此使倒摆模型更合理、更接近实际。所提模型被应用于千禧桥北跨,验证了其有效性;同时,讨论了行人步频分布参数、行人数量、行人对桥梁振幅的敏感...     

5428双马树脂体系动态固化反应动力学研究

采用示差扫描量热法(DSC)对5428双马树脂体系的动态固化反应动力学进行了研究,以自催化反应动力学模型为基础方程建立了动态固化反应动力学方程.并模拟实际固化温度历程,采用测定不同固化阶段样品残余反应热的方法对动态固化反应动力学方程进行了验证,结果表明动态固化反应动力学方程能反映体系实际固化反应历程.     

泡沫钛蠕变发泡动力学研究

通过对基于气体捕捉法制备的泡沫钛发泡过程进行分析,推导出泡沫钛蠕变发泡动力学方程,影响泡沫钛孔隙率的主要因素是发泡温度和基体的蠕变抗力。通过实验获取了不同温度条件下,孔隙率与发泡时间的关系曲线,并建立了其动力学曲线;利用金相显微镜对泡沫钛基体的微观组织进行了分析。研究表明,虽然发泡速率与发泡温度成正比,与基体材料蠕变抗力成反比,但是随着温度的升高,发泡速率并没有一直增加,原因是基体材料的微观组织结构也在发生变化,导致其蠕变抗力随温度的升高先减小后增大,由此证明了上述动力学曲线的合理性。