人体皮肤起皱的非线性大变形分析

建立人体皮肤力学分析的多层皮肤有限元模型，对不同皮肤层分别采用超弹性和黏弹性与超弹性耦合的本构关系，利用Abaqus对两层和三层皮肤模型的非线性大变形问题进行分析，模拟皮肤起皱，并与实验结果进行比较。对比结果表明：与两层模型相比，三层模型能更真实地模拟皱纹；在相同外力下，越紧致的皮肤产生的皱纹深度越浅，皮下组织越厚的皮肤产生的皱纹深度越深。数值分析结果符合实际情况。     

某型汽车悬架衬套有限元与试验分析

选取某乘用汽车悬架与导向杆之间的橡胶衬套为研究对象,在有限元软件Abaqus中建立该衬套的CAE模型,采用适当的橡胶超弹性计算方法模拟该衬套的静态加载过程,得到该衬套的静态刚度特性和应力云图,并与试验数据进行对比研究.结果表明选用合适的本构模型和超弹性参数可以得到与试验吻合度很高的数据,可以提高橡胶衬套的设计开发效率,减少试验成本.     

铅黏弹性阻尼墙力学性能分析研究

为提高黏弹性阻尼墙耗能能力,改善其耗能方式,本文提出一种复合型铅黏弹性阻尼墙,介绍了铅黏弹性阻尼墙的构造与原理.对4种不同硬度天然橡胶进行材性试验及本构参数拟合,设计24组不同参数铅黏弹性阻尼墙,采用ABAQUS有限元软件进行模拟分析,研究了不同黏弹性材料、黏弹性层面积、铅芯直径、铅芯布置方式、复合黏弹性层厚度和单层薄钢板与黏弹性层厚度比对阻尼墙滞回性能及力学性能的影响,并给出了设计建议值.     

驻留–伸缩式微型胃肠道机器人的力学建模

介绍了能够描述胃肠道组织的应力–应变关系的超弹性本构模型.针对胃肠道特殊的生物力学环境,提出了一种基于驻留–伸缩的微型胃肠道机器人运动方式.通过研究微机器人单舱体与肠道组织相互的力学作用,建立了机器人单舱体运动时的速度与阻力关系;通过研究机器人整机与肠道的力学作用,建立了机器人的运动效率公式;结合以上力学分析,推导出基于超弹性本构模型的临界步距数学模型.该数学模型能够指导机器人设计与参数优化.最后,通过机器人模型实验获得了单舱体在肠道中的速度–拉力关系,并用机器人样机的离体实验验证了临界步距模型.     

分数阶微积分流变模型在岩体结构加速流变破坏分析中的应用

针对采用常用的元件模型较好地拟合试验结果时需要的参数较多的缺点,将分数阶微积分理论应用于岩体结构的流变分析.将分数阶微积分的黏弹性模型和黏塑性模型的一维本构关系推广为三维本构关系,推导流变应变增量计算公式.然后将分数阶微积分流变模型应用于不同岩体结构的加速流变破坏分析.结果表明：改变分数阶次时,岩体结构加速流变性态将发生较大变化,分数阶微积分流变模型可较好地描述岩体结构不同的加速流变破坏过程,且模型简单实用.     

极小曲面力学超材料抗冲吸能特性分析

本文基于极小曲面结构构建了一类力学超材料,并研究了其准静态及动态力学特性.首先,通过对等效密度为30%、40%和50%的超材料样件进行准静态压缩试验,分析了不同等效密度下结构准静态力学特性变化规律,结果表明,结构模量及平台应力随等效密度的增长呈指数上升,其变化规律可用Gibson-Ashby模型进行精准拟合;其次,研究了不同冲击工况对极小曲面力学超材料动态力学特性的影响规律.根据动态力学特性影响因素及变化规律,分别构建了刚性-完美塑性-锁定模型和简化吸能特性预测模型,对冲击时的力学超材料强度及吸能特性进行预测.结果表明,基于三周期极小曲面的力学超材料具有良好的抗压抗冲吸能特性,且其动态力学性能可以通过建立的模型进行精确预测,为高性能防护结构设计提供了理论基础.     

EPS填充混凝土随机细观模型损伤的数值模拟

为研究EPS填充混凝土的损伤破坏机理,基于混凝土塑性损伤本构模型和泡沫塑性本构模型,用Abaqus对EPS填充混凝土随机细观模型进行准静态压缩试验的数值模拟.结果表明：受压损伤沿着45°方向发展,受拉损伤沿着竖直方向发展.在同一应变下,同一EPS体积含量模型的受拉损伤比受压损伤更明显.EPS颗粒的存在能够增强EPS泡沫填充混凝土的韧性.     

基于SiPESC平台用户材料子程序的UMAT实现

针对复杂环境和加载条件下的材料本构模型,参照Abaqus所提供的用户材料子程序UMAT接口,实现基于SiPESC平台弹塑性分析功能的UMAT本构模型插件封装及调用.采用Ｃ++面向对象程序设计方法编制inp文件读取功能插件,实现Abaqus计算模型向SiPESC平台数据库的导入.将不同UMAT单独编译成动态库,同时利用工厂设计模式,实现不同材料本构模型的动态替换和调用.该设计模式可方便添加本构模型,具有一定的通用性、开放性和可扩展性.数值算例的验证表明基于SiPESC平台的UMAT的有效性.     

汽车柔性管线运动仿真分析技术及其应用

针对汽车柔性管线的设计和布置缺乏动态仿真支持的问题,基于Cosserat弹性杆理论提出一种柔性管线运动仿真分析技术。以某车型制动软管为例进行建模和动态仿真分析,并对其动态仿真模型进行试验验证。仿真结果与实车测试结果一致性较高,证明仿真技术可靠,可为汽车柔性管线的设计和布置提供依据。     

关于液滴撞击弹性固体变形预测仿真

在液滴撞击弹性固体问题中,由于流固两相的动力学特性复杂且传统网格法求解困难,研究中通常将固体结构视为刚性壁面,不考虑固体在冲击下的变形情况及变形对液滴的影响,导致数值仿真精度较低。根据光滑粒子动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)方法的基本原理和理论,采用连续介质力学的控制方程,引入非牛顿流体和弹性固体所遵循的本构关系,分析流固两相的相互作用,提出一种流固边界的耦合处理算法,建立流固耦合动力学模型,对非牛顿液滴撞击弹性固体的动态过程进行数值仿真。仿真结果表明,上述数值方法能够精细地预测出撞击过程中非牛顿液滴的形态变化和弹性固体结构的微变形情况,并探讨了具有不同弹性模量的固体在液滴撞击下的可变形性及对液滴的影响。     

基于无干扰理论的在线用户行为可信性分析方法

针对在线应用中用户行为可信性难监测、难评判的现状和当前用户行为可信性分析理论薄弱问题，提出一种基于无干扰理论的在线用户行为可信性分析方法。首先，从执行单步行为的行为实体身份、状态、环境三方面定义单步行为静态可信性，给出静态可信验证策略；然后，从行为执行过程和结果两个角度定义行为动态可信性，给出行为动态可信验证策略；最后，基于单步行为构建用户行为流程，提出基于可信扩展思想的用户行为流程可信性判定定理，并应用无干扰理论进行定理证明。证明过程及结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

复合材料π接头渐进失效分析

针对复合材料π接头复杂的失效形式,采用材料刚度退化的方法模拟结构的渐进失效过程,用Abaqus建立某复合材料π接头的三维有限元模型;采用三维Hashin失效准则和Ye分层准则判别复合材料层合板的5种失效形式,将理想弹塑性材料模型应用于胶层材料来模拟胶层材料的失效,在Abaqus中建立考虑复合材料层合板和胶层失效的分析子...     

多种动态模拟和复杂三维动画控制的框架结构

本文提出了一种新的适用于多种动态模拟和复杂三维动画控制的面向对象的框架结构，它采用混合层次模型，其角色按部件层次组织其静态结构，角色中包含有决定其形状、样式和行为变化的属性，它按类的层次结构定义，属性的动态赋值通过引进的动态约束机制实现.该框架结构已用于SIMUKIT──用于多种动态模拟视觉效果自动生成的集成工具环境中，并在SGI工作站上初步实现，实验表明该框架结构对解决多种动态模拟生成是可行的.     

基于块联模型的动态非线性校正方法比较

针对以块联模型表示,且静态特性位于第一象限的饱和型非线性传感器,进行基于块联模型的动态非线性校正方法研究.块联模型包括Hammerstein和Wiener模型,虽然它们都是由静态非线性校正环节和动态线性补偿环节组成,但是由于位置不同,即对传感器输出信号进行处理的顺序不同,校正效果也就有所不同.根据传感器不同的阻尼比,分别研究Hammerstein和Wiener模型的动态非线性校正方法的实现,并比较它们的校正效果.结果表明,传感器模型或阻尼比不同时,动态非线性校正方法的选择也应有所不同.研究成果为以后设计同类型传感器的动态非线性校正系统提供了先验知识.     

动态场景下基于语义和光流约束的视觉同步定位与地图构建

针对动态场景下的定位与静态语义地图构建问题,提出了一种基于语义和光流约束的动态环境下的同步定位与地图构建（SLAM）算法,以降低动态物体对定位与建图的影响。首先,对于输入的每一帧,通过语义分割获得图像中物体的掩模,再通过几何方法过滤不符合极线约束的特征点;接着,结合物体掩模与光流计算出每个物体的动态概率,根据动态概率过滤特征点以得到静态特征点,再利用静态特征点进行后续的相机位姿估计;然后,基于RGB-D图片和物体动态概率建立静态点云,并结合语义分割建立语义八叉树地图。最后,基于静态点云与语义分割创建稀疏语义地图。公共TUM数据集上的测试结果表明,高动态场景下,所提算法与ORB-SLAM2相比,在绝对轨迹误差和相对位姿误差上能取得95%以上的性能提升,与DS-SLAM、DynaSLAM相比分别减小了41%和11%的绝对轨迹误差,验证了该算法在高动态场景中具有较好的定位精度和鲁棒性。地图构建的实验结果表明,所提算法创建了静态语义地图,与点云地图相比,稀疏语义地图的存储空间需求量降低了99%。     

基于累积前景理论的动态风险灰靶决策方法

研究信息值为区间灰数, 指标权重未知的动态风险决策问题, 提出一种基于累积前景理论和灰靶思想的决策方法. 该方法定义了区间灰数的距离测度和排序方法; 以各指标值的平均值作为参照点计算各时段的前景矩阵; 通过WAA算子将动态前景矩阵集结为静态前景矩阵; 在此基础上求解基于极大熵思想的规划模型得出各指标权重. 构造正负椭球灰靶模型, 根据各方案的正负靶心综合距对方案进行排序. 最后, 通过算例分析结果验证了该方法更加符合决策者的心理行为.

     

基于Abaqus的催化器总成热循环应力分析

基于Abaqus的稳态热分析和热力耦合分析功能,在给定热边界条件下计算某催化器总成稳态热分布;利用Abaqus的顺序耦合功能计算催化器总成在循环温度下的热应力,得到关键部件处的热应力和塑性应变.根据结果初步评价该催化器总成在热循环冲击载荷下的强度特性,为热冲击试验和结构优化提供参考.