三维轴对称功能梯度材料瞬态热传导问题的自然单元法

为了更有效地求解三维轴对称功能梯度材料瞬态热传导问题,对无网格自然单元法应用于此类问题进行了研究,并发展了相应的计算方法。基于几何形状和边界条件的轴对称性,三维的轴对称问题可降为二维平面问题。为了简化本质边界条件的施加,轴对称面上的温度场采用自然邻近插值进行离散。功能梯度材料特性的变化由高斯点的材料参数进行模拟。时间域上,采用传统的两点差分法进行离散求解,进而得到瞬态温度场的响应。数值算例结果表明,提出的方法是行之有效的,理论及方法不仅拓展了自然单元法的应用范围,而且对三维轴对称瞬态热传导分析具有普遍意义。     

Trefftz直接法解渗流自由面问题

提出具有自由面渗流问题的Trefftz直接法,首次用Trefftz直接法求解了该边界非线性问题,避免了常规边界元法奇异积分的困难和有限元法网格变动的麻烦。以均质土坝的稳定渗流问题和非稳定渗流问题为算例,结果表明,Trefftz直接法在渗流自由面问题计算中具有计算量小、精度高以及收敛性好等特点。     

边界温度函数作用下功能梯度材料板的研究

应用ANSYS软件,研究ZrO2和Ti-6A1-4V功能梯度材料板在不同边界温度函数作用下的稳态热传导问题,得到不同边界温度函数作用下的稳态温度场分布.考虑了材料组分分布形状系数M对温度场的影响.     

共扼梯度法对简支梁桥的损伤识别研究

将正弦激励移动荷载作用于简支梁桥上,根据所得位移响应,将共扼梯度法和遗传算法相结合,对简支梁桥的损伤进行识别。结构损伤识别属于逆问题求解,文中利用共轭梯度法进行结构损伤程度评估。单一损伤时,任意假定初始损伤值,通过迭代,修正刚度参数模型,得到与实际损伤程度接近的参数值,识别效果较好。当损伤单元较多时,结合遗传算法,由该算法得到的参数值,作为共轭梯度方法的初始值,迭代实现对损伤程度的识别。为更好地模拟实际的情况,将噪音引入,检验该混合方法对噪音的抗干扰能力。     

水泥基梯度复合功能材料物理力学性能的初步研究

尝试把梯度结构的概念引入到水泥基材料中，描述了水泥基梯度复合功能材料的结构模型，进行了水泥基梯度复合功能材料成型方法的探索，并就组分和密度梯度变化与材料的热传导性、抗折及抗压强度的关系作了初步研究。结果表明，采用多层振动成型的方法，可以基本保证组分的连续梯度变化，其隔热性能和抗折、抗压强度有明显提高。     

偏微分方程完备解与边界元法的新发展

求解偏微分方程边值问题的有效方法之一是边界元法。本文针对二维线性问题讨论了边界元法与偏微分方程完备解之间的关系。日前已经发展了许多边界元方法,但是所有这些不同方法的基本边界积分方程都是相应微分方程的完备解。基于这一思想,加以发展,便可方便地构造出更多新的边界元方法。它们可以被应用到许多迄今尚不能有效地采用边界元法求解的问题中去。虽然偏微分方程的完备解可能有许多种表达方式,但为了数值离散求解,仍需选择其中的适当形式。对于通常的边值问题,边界元法中的边界积分方程是一种较好的表达式。但对于某些特殊问题,仍然需要加以修正。另一方面,在许多情况下,常规边界元法的边界积分方程较难求出,而其它形式的完备解却较易获得。例如对于很大一部分常系数偏微分方程,可以用广义付氏变换的方法求得问题的完备解。对于这些完备解,用复变函数的方法住往可将其转换成边界积分方程的形式,更利于数值计算和问题的求解。     

应力波在功能梯度土介质中传播的特性研究

研究了将功能梯度材料中应力波传播的计算模型应用到土介质中，提出了梯度土介质的概念。结合黄土地层的实际情况和试验结果，将土的剪切模量和阻尼比归纳为随深度旱指数连续变化的函数，推导了应力波在该梯度土介质材料中的运动方程，然后应用有限差分法对波动方程进行了求解。计算了在梯度士介质地层模型下，不同厚度上层、不同土介质时地表的位移、速度以及加速度对上部结构影响的反应谱曲线，并进行了比较分析，得出了在地震波作用下地表反应对结构物影响的有关规律性，可为地基抗震工程提供参考。     

功能梯度材料板中弹性波的传输系数研究

研究了置于流体中无限大各向同性功能梯度材料板相对于入射弹性波的传输系数.首先给出弹性波在多层介质中传播的循环刚度矩阵计算方法,然后利用该方法计算了弹性模量以幂函数形式变化、泊松比不变的功能梯度材料板相对于入射弹性波传输系数,分析了材料性能的梯度变化对传输系数与频厚积关系的影响.结果表明当频厚积较大时,材料性能的梯度变化...     

基函数的阶数对无单元伽辽金方法精度的影响

无单元伽辽金(Element-Free Galerkin)方法是无网格方法中很重要的一种数值计算方法,利用无单元伽辽金方法求解二维稳态热传导方程,当选取基函数为线性基、二次基时,分别将数值解和解析解对比,分析了基函数的阶数对无单元伽辽金方法精度的影响,并说明无单元伽辽金方法是一种高精度的数值计算方法 .     

排水孔模拟的汇线单元法

为模拟排水效应并解决排水孔附近水头梯度大、有限元网格划分细而显著增加计算量的问题,提出了汇线单元法。根据地下水运动基本理论,假设排水井的井周水流为径向流,推导出排水井流量的解析解,之后将该流量分配到常规有限单元的节点,建立节点水头与排水量之间的关系,形成汇线单元直接进行求解,实现排水孔的模拟。讨论了单井、干扰井群以及非完整井条件下汇线单元的差异,得出了以单井代替井群和非完整井误差不大的结论。应用表明,该方法程序实现简单,计算精度高。     

仙桃市农用地分等研究

以仙桃市为例，介绍了农用地分等定级的涵义以及分等与定级的关系，分析了农用地分等工作的实施步骤，并对其工作做了总结，表明了农用地分等对土地管理具有重要的意义。     

谈级配碎（砾）石路面的铺设

指出级配碎（砾）石路面是公路常用的路面结构形式之一,广泛应用于交通量较小的二级及以下各级公路,特别是县、乡公路的建设中,根据技术规范,在总结多年施工经验的基础上,提出这种路面结构的施工技术要点,以确保路面施工质量。     

Probabilistic modeling of graded timber material properties

The probabilistic modeling of timber material characteristics is considered with special emphasis to the modeling of the effect of different quality control and selection procedures used as means for quality grading in the production line. It is shown how statistical models may be established on the basis of the same type of information which is normally collected as a part of the quality control procedures and furthermore, how the efficiency of different control procedures may be quantified and compared. The tail behavior of the probability distributions of timber material characteristics plays an important role in the overall probabilistic modeling. Therefore a scheme for estimating the parameters of probability distribution parameters focusing on the tail behavior has been established using a censored Maximum Likelihood estimation technique. The proposed probabilistic models have been formulated such that they may readily be applied in structural reliability analysis and their format appears to be appropriate for codification purposes of quality control and selection for grading procedures.     

功能梯度压电板的精确解

对四边简支的功能梯度压电板进行精确分析,根据正交各向异性压电材料基本方程,导出了功能梯度压电材料的状态方程,假设材料性质沿板厚方向按统一的函数形式梯度分布,通过算例,分析了在电荷载作用下,材料性质的不同梯度变化对状态变量的影响。     

Buckling of cracked functionally graded plates under tension

Buckling of functionally graded cracked plates under tension has not been investigated so far. In this paper critical buckling load of functionally graded plates containing a crack has been obtained using classical plate theory through the finite element method. Displacement in vicinity of crack tips has been approximated using previous solutions related to bending of cracked plates. Effect on buckling of plate under uni-axial and bi-axial tension of different parameters, such as plate dimensions and material properties, are studied. Results show that the critical load decreases as material gradient index increases, while bi-axial loading leads to higher critical loads compared to uni-axial case.     

Nonlinear vibration of initially stressed functionally graded plates

In this paper, nonlinear partial differential equations for the vibration motion of an initially stressed functionally graded plate (FGP) are derived. The formulations are based on the classical plate theory and derived for the nonlinear vibration motion of an FGP in a general state of arbitrary initial stresses. The material properties of the FGP are assumed to vary continuously from one surface to another, according to a simple power law distribution in terms of the constituent volume fractions. The motion of functionally graded ceramic/metal plate is obtained by employing the Galerkin method and then solved by Runge–Kutta method. The initial stress is taken to be a combination of pure bending stress plus an extensional stress in the plane of the ceramic/metal plate. It is found that the frequency responses of nonlinear vibration are sensitive of the state of initial stress, the amplitude of vibration and the volume fraction of FGP.     

级配碎石基层施工控制

结合具体工程实例,分析了工程的路面结构形式,给出了配合比设计,详细介绍了级配碎石基层施工工艺,提出了具体的控制要点,以完善级配碎石基层施工工艺,推广级配碎石在工程中的广泛应用。     

级配碎石抗变形能力分析

通过连续密实和基于单一筛孔通过率的级配碎石混合料的振动击实、CBR和剪切性能试验，分析了最大粒径Dmax，Taibol公式指数n值、筛孔及其通过率等因素对级配碎石抗变形能力的影响。结果表明：n值和最大粒径Dmax对级配碎石的最大干密度、CBR值和剪切性能有明显影响，4．75mm，2．36mm，0．6mm，0．075mm筛孔的通过率对CBR值和剪切性能有显著影响，应视为关键筛孔予以控制。     

水泥稳定级配碎石平整度的控制方法

结合工程实例,介绍了水泥稳定级配碎石平整度控制的施工组织措施,主要对落实三级技术交底、落实质量自检体系、合理配置设备等平整度控制措施进行了阐述,并总结了施工注意事项,取得了良好的效果。     

Performance evaluation of gap graded Asphalt Rubber mixtures

In this research, an extensive laboratory test program was conducted in order to investigate the mechanical performance (stiffness, fatigue, permanent deformation and thermal cracking) of a gap graded Asphalt Rubber Asphalt Concrete (ARAC) establishing an important database of ARAC engineering performance. Additional tests were performed on Asphalt Rubber binder and ARAC mix in order to verify whether the new Mechanistic Empirical Pavement Design Guide (MEPDG) can be used effectively for AR materials. Results were compared with those of reference materials tested in laboratory or found in literature.