基于损伤的混凝土大坝可靠度分析

研究了基于损伤概念的混凝土结构可靠度分析方法。通过引入损伤边界面的概念,导出了包含损伤变量的四参数Hsieh-Ting-Chen边界面模型。在此基础上,构造了大体积混凝土结构对应于初始损伤边界面的极限状态方程。通过响应面法和有限元分析的结合,对功能函数进行了拟合,建立了可以用于复杂结构可靠度分析的有效模式。用该模式对一座混凝土重力坝进行了实例分析,得到了较为满意的结果。     

基于神经网络响应面法的随机结构动力可靠度分析

在对神经网络响应面法的原理和算法进行研究的基础上，建立了基于神经网络响应面法的随机结构动力可靠度分析方法。首先，基于首次超越破坏准则，参照静力可靠度的功能函数模式，建立了随机结构的动力可靠度功能函数；然后引入响应面法，以三层BP神经网络作为拟合函数，推导了功能函数的拟合表达式；最后结合一次二阶矩方法求解可靠指标。算例分析表明了本文方法有较好的计算精度和计算效率，在复杂结构的动力可靠度分析中有较强的实用价值。     

基于响应面法和Morgenstern-Price法土坡可靠度计算方法

基于响应面法,建立了一种高效的边坡可靠度指标和失效概率近似计算方法。该法在构造响应面函数时,抽样点计算采用Morgenstern-Price法取代传统费时的有限单元法,大大降低了计算工作量。利用Monte-Carlo随机抽样原理,提出了一种能同时确定边坡最危险非圆弧滑动面和最小可靠度指标的随机搜索新算法。该文给出的两个算例验证了方法的实用性和可靠性,其计算结果同时表明:当分别以最小可靠度指标和最小中值安全系数为目标函数时,搜索到的边坡最危险滑动面相差较大。最后,探讨了土性指标(c,φ)的分布概型及相关性对边坡可靠度计算结果的影响。     

利用矩点估计法简化响应面可靠度指标的计算

针对响应面可靠度指标计算方法的缺陷,将罗森布鲁斯统计矩点估计法引入到经典响应面方法中对其进行改进。改进后响应面方法,考虑基本随机变量偏态情况,改变了模拟试验中随机变量抽样值的计算方法;直接采用了统计矩计算可靠度指标,使可靠度指标的计算在真实极限状态曲面的某些特殊点上进行;在计算过程中不需拟合近似极限状态曲面和对非线性方程进行线性化处理,不产生迭代误差和累积误差,计算过程简洁明了。最后分别利用改进的响应面方法和经典响应面方法分析了某一矿山大型工程的稳定可靠性,并以蒙特卡洛法计算结果作为准精确解进行了比较,计算结果满足工程要求。     

改进响应面法计算钢筋混凝土框架体系可靠度

钢筋混凝土框架结构体系可靠度是评定结构抗震性能的重要指标,也是对既有结构进行加固的评估基础。以框架底层柱端极限弯矩承载力作为参考变量可有效评估框架结构体系可靠度,该方法采用Pushover静力推覆分析,通过研究框架结构底层柱端极限弯矩承载能力对Pushover曲线的影响规律,由Pushover曲线上的基准点推广得到结构失效响应面,从而计算出结构体系可靠度。应用该方法对一榀钢筋混凝土框架进行了体系可靠度计算,计算结果与直接响应面法和蒙特卡洛法分析结果进行对比,结果表明,该方法计算快捷,且能够很好地评估出框架体系抗震可靠度。     

基于Goodman—Smith图的叶盘结构抗共振可靠度计算

为了更准确的描述叶盘结构共振疲劳失效的极限状态以及完成叶盘结构抗共振可靠度的计算,提出了一种基于Goodman-Smith线图的叶盘结构抗共振可靠度的计算方法。通过有限元仿真计算,由对危险点在不同频率激励下的所得到的应力样本,拟合了最大及平均应力关于频率比的函数,瞽根据Goodman疲劳强度设计判据建立了叶盘结构共振疲劳失效的极限方程。选取了材料属性、载荷等随机输入参数,通过模态概率分析拟合了极限方程的响应面,得到了其对输入参数的灵敏度,井计算了结构的抗共振可靠度。     

随机结构在随机载荷下的动力可靠度分析

提出了综合考虑动载荷和结构参数双重随机性的动力可靠度分析方法.首先基于随机振动的首次超越破坏准则,参照随机变量功能函数模式,建立了随机结构动力可靠度功能函数;然后引入序列响应面法,对功能函数进行拟合;最后用JC法求解可靠指标.算例分析验证了本文方法具有较好的计算精度和计算效率,尤其在复杂工程结构的动力可靠度分析中有广阔的应用前景.     

MTMD控制下随机结构的动力可靠度分析

考虑到实际工程结构的不确定性,基于遗传优化的神经网络响应面法,进行了MTMD控制下随机结构的动力可靠度分析,并对TMD及MTMD控制下结构的动力可靠度进行对比。该方法不仅具有传统神经网络响应面法的特性,而且引进了遗传算法的全局随机搜索的优点,可以精确地逼近随机结构的功能函数表达式,有效地减少用JC法求解可靠度指标的迭代次数,节省时间。算例分析表明了本文方法的有效性和准确性,对于随机结构,MTMD比TMD能更好地提高结构的动力可靠度。     

偏最小二乘回归在响应面法可靠度分析中的应用

针对目前多维变量可靠度问题中广泛应用的均匀设计响应面法,分析了采用最小二乘法拟合样本数据回归模型时存在的局限性,并在已有方法的基础上提出了一种改进的方法。该方法将均匀设计与偏最小二乘回归技术相结合来回归响应面模型,从而计算结构的失效概率,有效的解决了变量间多重相关性及小样本条件下建立回归模型的问题。通过算例验证了该方法的适用性,尤其对于高维变量的可靠度问题,与最小二乘拟合响应面相比,计算结果更加精确。     

并联结构体系可靠度计算的二次二阶矩方法

并联结构体系可靠度的计算是结构体系是可靠度的分析后一个重要方面，但有关计算方法还很少。本文提出一种计算方法，将由若干正态线性功能函数表示的并联体系可靠问题转化为由一个非线性功能函数表示的构件可靠度问题，由于非线性功能函数的非线性程度较高，必须采用二次二阶矩方法求解，实例计算表明，本文方法具有较高的效率和精度。     

科学研究方法论

主要讨论在科学研究工作中如何获得创新性成果的方法．全文分为两部份，即理论研究和实验研究。理论研究部分论述物理学中的概念和符号体系、物理定律及其表示形式、物理理论及其判据；实验研究部分强调实验研究在创造性科研中的重要意义、论述实验时实验者的思维活动、介绍作者本人常采用的一个思维方法，以及捕捉创新概念的各种方法。从1954年起，这些方法先后帮助作者在电子发射、真空物理、真空测量、气体激光、激光测量、统计物理、铁轨几何参量在线测量等领域，取得了范围较广泛的创造性成果。     

Simple modifications for stabilization of the finite point method

A stabilized version of the finite point method (FPM) is presented. A source of instability due to the evaluation of the base function using a least square procedure is discussed. A suitable mapping is proposed and employed to eliminate the ill‐conditioning effect due to directional arrangement of the points. A step by step algorithm is given for finding the local rotated axes and the dimensions of the cloud using local average spacing and inertia moments of the points distribution. It is shown that the conventional version of FPM may lead to wrong results when the proposed mapping algorithm is not used. It is shown that another source for instability and non‐monotonic convergence rate in collocation methods lies in the treatment of Neumann boundary conditions. Unlike the conventional FPM, in this work the Neumann boundary conditions and the equilibrium equations appear simultaneously in a weight equation similar to that of weighted residual methods. The stabilization procedure may be considered as an interpretation of the finite calculus (FIC) method. The main difference between the two stabilization procedures lies in choosing the characteristic length in FIC and the weight of the boundary residual in the proposed method. The new approach also provides a unique definition for the sign of the stabilization terms. The reasons for using stabilization terms only at the boundaries is discussed and the two methods are compared. Several numerical examples are presented to demonstrate the performance and convergence of the proposed methods. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于磁性法的钢中残余奥氏体含量测定方法与装置

阐述了磁性法测定钢中残余奥氏体含量的原理和方法,并研制了一种基于磁性法的钢中残余奥氏体含量测定装置。该测定装置可以实现换向法、甩脱法和动态法等3种残余奥氏体含量测定方法,其中换向法和甩脱法以不同方式静态测定残余奥氏体含量,动态法能够在试件拉伸过程中连续、快速地动态测定残余奥氏体含量与应变的对应关系。该测定装置以LabVIEW为平台,构成了虚拟仪器系统,对数据进行采集、分析和处理,实现了可视化操作、自动测量、曲线显示和数据保存等功能。使用该装置采用3种方法分别对M50NiL轴承钢中的残余奥氏体含量进行了测定,试验结果表明该测定装置能够精确地测定钢中的残余奥氏体含量。     

A comparison of domain integral evaluation techniques for boundary element methods

In many cases, boundary integral equations contain a domain integral. This can be evaluated by discretization of the domain into domain elements. Historically, this was seen as going against the spirit of boundary element methods, and several methods were developed to avoid this discretization, notably dual and multiple reciprocity methods and particular solution methods. These involved the representation of the interior function with a set of basis functions, generally of the radial type. In this study, meshless methods (dual reciprocity and particular solution) are compared to the direct domain integration methods. The domain integrals are evaluated using traditional methods and also with multipole acceleration. It is found that the direct integration always results in better accuracy, as well as smaller computation times. In addition, the multipole method further improves on the computation times, in particular where multiple evaluations of the integral are required, as when iterative solvers are used. The additional error produced by the multipole acceleration is negligible. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.     

YAG透明陶瓷纳米粉末的制备方法及其应用分析

钇铝石榴石(YAG)具有良好的力学性能和优异的光学特性,适宜用作激光基质材料或其他特种光学组件。而要制备透明、输出功率大的块体YAG,纯度高、粒度细而均匀的前驱体粉末是必要的。总结和综述了近年来YAG前驱体粉末的多种制备技术,如传统固相法和高能球磨法以及液相法中的溶胶-凝胶法、燃烧法、水热法和共沉淀法等,分析了这些方法的优缺点,指出了燃烧法相对较为简单,制备成本较低,可获得质量较高的前驱体粉末,是一种较有前景的制备方式。     

结构拓扑优化的发展及其模型转化为独立层次的迫切性

回顾了结构拓扑优化的发展过程,叙述了结构拓扑优化的研究现状,阐述了各种常用的拓扑优化方法。结合作者在结构拓扑优化方面的研究工作,介绍了ICM(独立、连续、映射)方法,并通过连续结构和离散结构的典型数值算例说明了将结构拓扑优化的模型转化为独立层次进行研究的迫切性和重要性。     

聚合物熔体界面张力测定方法的研究进展

在聚合物共混体系中,界面张力对聚合物相容性有着重要影响,决定着相与相之间的粘接性,成为控制其最终相态结构的一个重要因素,是研究多相聚合物相态结构的基础。文中综述了聚合物熔体界面张力的测定方法,这些测定方法主要有热力学方法、流变学方法以及动力学方法三大类;介绍了每种方法的基本原理,并对其优缺点及适用范围进行了简单说明。其中,动力学方法是使用最多、相对准确的,对该方法进行了重点介绍,并且讨论了动力学方法中熔体粘弹性对界面张力测定的影响。     

Combined hybrid approach to finite element schemes of high performance

Based on a combination of Hellinger–Reissner principle with its dual, a mixed/hybrid method of non‐saddle point type has been presented in the previous papers. In the paper, an application of the method to two‐dimensional elasticity problems is considered in a manner of combination of mathematical analysis with numerical investigation. How to construct a combined hybrid scheme of high performance is discussed, and several four‐node quadrilateral CH‐elements are systematically verified. In brief, this paper shows that for the hybrid element scheme, the energy compatibility condition, introduced in Zhou (Combined hybrid finite element method without requirement for Babuska‐Brezzi condition, to appear) is the ultimate key to the achievement of high performance. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.     

高分子田菁胶化学结构式修饰方法综述

田菁胶是从田菁种子胚乳中提取的一种天然多糖类高分子有机物。天然的化学结构反映出的理化性质限制了其应用和推广。化学结构式的修饰改进是扩大其应用的有效手段。修饰改进后的田菁胶无毒、无污染,在石油开采、煤开采、纺织、印刷、造纸和食品等领域得到了广泛应用。文中对羧甲基法、羟乙基法、羟丙基法、交联法、羟烷基-羧甲基法、羧甲基-羟烷基法、阳离子法、酶解法、氧化法和两性法等田菁胶化学结构式的主要修饰改进方法进行了详述。总结了修饰改进技术注意事项,并对前景进行了展望。