基于泰勒展开法的结构混合可靠性分析

针对既有随机变量又有区间变量的混合不确定性问题,提出一种新的可靠性分析方法。该方法基于泰勒展开,得到了结构功能函数上界和下界的表达式;借助于降维方法,将功能函数近似表示为n个一维变量函数之和,利用泰勒展开,推导结构功能函数的前4阶中心矩;运用四阶矩法可分别获得结构失效概率的上界和下界。该方法无需随机变量的分布概型,避免了对迭代最可能失效点的求解。数值算例结果表明,该方法具有较高的计算精度和较好的适应性。     

石油化工管道接头橡胶防腐密封材料研究

当前石油化工行业环境越发苛刻,对复杂环境下密封材料性能提出更高的要求。对石油化工管道接头橡胶防腐密封材料展开研究。选取氟橡胶、乙丙橡胶以及无碱玻纤和芳纶等原料,利用压延成张法制备石油化工管道接头橡胶防腐密封材料试件,检测不同条件下试件的邵氏硬度、耐腐蚀性能、拉伸强度与断裂伸长率等。结果显示：在投料顺序为：橡胶液→填料→芳纶→玻纤的条件下,所得料团质地最为柔软,纤维分布最为均匀,并且制备出的试件表层颜色均匀统一,不存在白色斑点现象,横向抗拉强度最大。在压延处理过程中,辊筒线速比为1.03时,所制备试件表层质量较好,不存在毛刺现象;在硫化处理过程中,最优温度、压力和时间参数分别为155℃、12MPa和25min,在氟橡胶与乙丙橡胶的配比4∶2的条件下所制备的试件综合性能最优。     

随机载荷作用下的结构疲劳寿命区间分析

传统的概率方法分析结构疲劳寿命时,需要大量的样本以确定随变量的概率密度分布,而且概率密度函数较小的误差将会引起结构疲劳寿命较大的误差。针对这种情况,提出了一种随机载荷作用下结构疲劳寿命的区间分析模型。将影响结构疲劳寿命的不确定因素视为区间变量,给出了随机载荷作用下结构疲劳寿命的降维表达式,结合区间数学方法,得到了结构疲劳寿命的上限和下限。数值算例表明,与Taylor方法相比,基于降维算法的结构疲劳寿命区间分析方法具有较高的精度。对于强度极限和疲劳参数而言,一阶降维算法和二阶Taylor方法精度相当;而对于疲劳载荷,当其变化范围较大时,Taylor方法已经不能满足精度要求,而二阶降维算法仍然具有较高的计算精度和稳定性,其计算精度在一定范围内和遗传算法大致相当,但计算效率却远高于遗传算法。     

用SQCE理论计算疲劳裂纹扩展速率及剩余寿命

对用奇异准谐调元理论进行疲劳裂纹扩展速率和剩余寿命的数值计算做了初步探讨，计算结果与实验结果完全吻合。因此，用ＳＱＣＥ理论计算实际结构的疲劳裂纹扩展速率和剩余寿命，可以达到节省时间，材料和经费的目的。     

越野车辆机动性研究

为研究越野车辆行驶在不平路段机动性问题,通过偏频试验识别车辆部分特征参数,测量试验车辆悬架位移,计算行驶路段路面不平度,监测驾驶员座椅Z加速度在不平试验路段时序信号,据人体疲劳特性计算人体吸入功率,并建立"人体-车身-车轮"三自由度振动模型;用傅里叶逆变换生成不平路段的时序信号作为仿真输入,利用Simulink仿真试验车辆驾驶员座椅Z向加速度在不平路段的时序信号;提出人体吸入功率为6 W时对应的车速作为评判越野车在不平路段的机动性能。     

基于Fourier正交基神经网络响应面法的结构可靠性分析

将Fourier正交基前向神经网络响应面法应用于估计结构失效概率。基于数值逼近原理,以Fourier正交多项式作为隐层神经元的激励函数,利用随机变量输入矩阵的广义逆矩阵形式计算权值,以Fourier正交基响应面代替传统多项式响应面,拟合其极限状态曲面,结合可靠性理论计算其失效概率。通过实例数值分析,证明了本文方法的正确性,同时具有公式简单、易于编程的优点,为解决结构可靠性分析问题提出了一种新方法。     

无网格基底函数对梁固有特性计算精度的影响

无网格法是基于移动最小二乘理论构造场函数,构造场函数中权函数和基底函数对无网格法的计算精度有很大影响.为了比较基底函数对无网格法计算精度的影响,本文利用Schmidt正交化方法构造出正交多项式基底函数.运用该正交多项式基和幂函数多项式基,选取了样条型权函数分别构造位移场函数,对弹性结构动力学基本方程进行无网格化离散,得到梁结构无网格动力学方程.采用罚函数方法满足本征边界条件,求解并得到了梁结构固有频率和模态的两种无网格解,与解析解进行了比较和精度分析,并结合均匀悬臂梁结构验证了得出的结论.     

基于小波有限元法的虚拟裂纹闭合法

为了弥补传统有限元在处理复杂结构断裂参数数值计算中的不足,将小波有限元应用到断裂力学数值计算中,提出了一种新的基于小波有限元的虚拟裂纹闭合法。该方法将哑节点断裂单元镶嵌到含裂纹结构的小波有限元模型中,利用虚拟裂纹闭合法计算能量释放率和应力强度因子。将计算结果与传统有限元和ANSYS模拟结果比较。结果表明:2个小波单元求解结果与传统有限元和ANSYS模拟结果基本吻合,与解析解相对误差不超过3%,表明该方法具有计算量小、方法简便和计算精度高的优点,为工程中复杂结构断裂参数数值计算提供了一种新方法。     

推土机行走架结构改进设计

通过ANSYS软件对推土机行走架进行有限元分析,查看危险工况下的行走架中易破坏构件的大应力区域是否与实际构件破坏位置吻合。分析原始设计结构存在应力设计不合理之外,采取适当改进措施,再对改进后的模型用ANSYS软件进行强度校核,验证结构设计,为类似行走架结构改进提供一种方法。