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Guoxiang
Zhang Junyu Xiang 《International journal for numerical methods in engineering》2020,121(15):3339-3361
A new eight-node conforming quadrilateral element with high-order completeness, denoted as QH8-C1, is proposed in this article. First, expressions for the interpolation displacement function satisfying the requirements for high-order completeness in the global coordinate system are constructed. Second, the displacement function expression in global coordinates is transformed into isoparametric coordinates, and the relationships between the two series of coefficients for the two kinds of displacement function expressions are found. Third, the displacement function expression is modified to satisfy the requirements of nodal freedom and interelement boundary continuity. The key to the new element construction is the derivation of the linear relationship expressions among 12 coefficients of element displacement interpolation polynomials in the global and isoparametric coordinate systems. As a result, the relationship between quadratic completeness and interelement continuity is explicitly given, and a proof of the completeness and the continuity was conducted to theoretically guarantee the validity of the derivation results. Furthermore, in order to verify the correctness of the theoretical work, nine numerical examples were performed. The computation results from these examples demonstrate that QH8-C1 exhibited excellent performance, including high simulation accuracy, fast convergence, insensitivity to mesh distortion, and monotonic convergence. 相似文献
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根据柴油机机体裂纹产生的原因,对机体裂纹缺陷进行分析,找到了机体裂纹产生的主要原因。其主要原因可概括为铸件结构、化学成分、铸件补缩条件及开箱温度等,针对裂纹的主要原因采取相应的措施后,裂纹缺陷得到了根本的控制。 相似文献
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氢工质在新能源与动力、航天推进、化工材料等领域有着广泛应用。通过开展高温氢工质热力学与输运性质研究,建立了原子态氢、分子态氢、热解平衡态氢的热物理性质计算模型,开发了热物性计算程序Prop_H_H2,适用范围为温度100~3 500 K、压力104~5×107 Pa 。验证表明,Prop_H_H2在适用范围内计算氢工质的物性参数合理可靠,在温度200~3 000 K、压力104~107 Pa范围内,程序预测值更加准确,相对偏差在±5%左右。本研究可为氢工质相关的航天推进、应用物理学、能源动力等行业的科研和应用提供支持借鉴。 相似文献
15.
Muntasir Hashim Farnoosh Farhad David Smyth‐Boyle Robert Akid Xiang Zhang Philip J. Withers 《工业材料与腐蚀》2019,70(11):2009-2019
The environmental performance of 316L grade stainless steel, in the form of tensile specimens containing a single corrosion pit with various aspect ratios, under cyclic loading in aerated chloride solutions is investigated in this study. Results from environmental tests were compared and contrasted with those obtained using finite element analysis (FEA). Fractography of the failed specimens obtained from experiments revealed that fatigue crack initiation took place at the base of the shallow pit. The crack initiation shifted towards the shoulder and the mouth of the pit for pits of increasing depth. This process is well predicted by FEA, as the strain contour maps show that strain is the highest around the centric strip of the pit. However, for shallow pits, local strain is uniformly distributed around that strip but begins to concentrate more towards the shoulder and the mouth region for increasingly deep pits. 相似文献
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为研究喷射混凝土套拱加固前后二次衬砌与混凝土套拱的受力状况,依托陕西汉中至留坝段八里关隧道,运用有限元软件建立隧道混凝土结构套拱加固分析模型,并通过现场监测获取二次衬砌与套拱间的接触压力、套拱格栅拱架钢筋应力、套拱混凝土应力,将数值模拟结果与现场测试结果相结合,得出套拱结构的一般受力变化规律。结果表明:套拱加固前衬砌结构的最不利荷载位置位于施工缝附近的拱顶、拱肩与拱脚处; 由于衬砌局部变形与温度应力的影响,套拱混凝土应力变化呈现反复“上升-下降-上升”最后趋于稳定的特点; 套拱的作用是控制二次衬砌的进一步变形,套拱施作后所承受荷载较小,套拱反作用力远小于围岩作用于衬砌的应力,在应力计算中不应将衬砌与套拱作为整体计算; 套拱结构数值模拟所得的结果与现场测试套拱结构内力(轴力、弯矩)的大小及分布相似度高,但在衬砌裂损严重部位,数值模拟所得结果误差较大,应以现场测试结果为准。 相似文献
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提供了一种简便易行的靶面激光光斑尺寸原位测量的方法。从高斯光束的横向光强分布特性出发,建立了激光烧蚀斑半径与辐照激光能量、光斑尺寸、烧蚀阈值间的关系式,模拟分析发现辐照激光光斑尺寸对烧蚀斑半径随辐照能量变化曲线有较大影响。对于脉宽为2 ms,波长为1064 nm的激光,实验测量了不同能量激光辐照下相纸烧蚀斑半径,并用推导出的关系式拟合测量数据,获得了靶面处光斑尺寸和样品烧蚀阈值。同时,也测量了不同位置处的光斑尺寸和样品烧蚀阈值,对高斯光束束腰位置和样品烧蚀阈值的光斑尺寸效应进行了验证。研究结果表明该技术结果可靠,简单高效。该技术可以为高能激光与固体物质相互作用的基础研究和激光加工等应用领域中实现简单方便地测量靶面光斑尺寸提供帮助。 相似文献
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