应用力学学报杂志

柔性扑翼的气动特性研究

关键词: 柔性扑翼  微型飞行器  扑翼模型  数值模拟计算  

以往扑翼的气动力计算研究都很少考虑扑翼的柔性,而在鸟的扑翼动作中,在外加气动力和鸟自身的扑动力作用下,扑翼的柔性变形相当大.本文在原有匀速刚性模型的基础上,提出考虑了扑翼扑动速率变化和形状变化的扑翼分析模型,使之更接近鸟翼柔性扑动真实情况.通过计算分析气动特性发现,控制适当的话,柔性变形能大大改善扑翼的气动性能.本文通过模拟鸟...

各向异性弹性体光滑接触界面上的滑移脉冲波

关键词: 滑移脉冲波  界面  接触  各向异性弹性  stroh公式  

利用Stroh公式,Fourier分析和奇异积分方程技术研究了两各向异性弹性半空间光滑接触可分离界面上滑移脉冲波的存在及其传播特性.结果表明,如果至少能在一种介质中存在Rayleigh波,且其波速小于两种介质中的最小极限速度,则滑移脉冲波就可以存在.这种脉冲波传播速度不确定,可在最小极限波速与较低的Rayleigh波速之间取值,而该取值范围又取决于无界...

主动隔振中气动压力跟踪的预测控制研究

关键词: 预测控制  压力跟踪  稳态误差  滞后  

气动伺服系统的压力跟踪是主动隔振系统中的一个重要环节.本文根据气动伺服系统的特点,建立了系统压力工作点的模型,应用基于状态空间的预测控制方法对系统压力进行了轨迹跟踪控制.首先,提出了一种控制器切换的方法来消除压力跟踪过程中的稳态误差;其次,通过对预测控制算法的改进减小了滞后对闭环系统动态性能和稳定性的影响.实验表明,本文提出...

基于Level Set的多维双曲守恒律标量方程的激波追踪方法

关键词: 激波追踪  加权本质无振荡  中心加权本质无振荡  水平集  

结合四阶CWENO (Central Weighted Essentially Non-Oscillatory)格式、四阶NCE (Natural Continuous Extensions) Runge-Kutta法和Level Set方法,很好地处理了一维双曲守恒律标量方程的激波追踪问题.针对二维双曲守恒律标量方程,成功地用五阶WENO格式、非TVD格式的四阶Runge-Kutta方法和Level Set方法进行激波追踪.将所得的数值解与标准的高阶...

尖头弹丸撞击下金属靶板弹道极限的两种工程模型

关键词: 侵彻贯穿  工程模型  金属靶板  弹道极限  

研究了圆锥形头和卵形头刚性弹垂直撞击塑性金属靶板扩孔冲塞型和延性扩孔型穿孔模式,考虑靶板背面自由边界的影响,提出两种两阶段工程分析模型,得到最小穿透能量的解析解.由球形空腔膨胀理论和两阶段总耗能最小确定第一阶段的侵彻深度,由功能原理和圆柱形空腔膨胀理论计算第一阶段侵彻扩孔耗能,延性扩孔型第二阶段耗能近似按Taylor扩孔理论计算...

基于广义可靠性的随机模糊杆系结构优化设计

关键词: 广义可靠度  随机结构  随机荷栽  可靠性优化设计  罚函数法  遗传算法  

研究了随机参数杆系结构的广义可靠性优化设计问题.导出了随机荷载作用下以模糊许用值为条件的结构广义可靠度计算公式;建立了以杆截面为设计变量、结构重量均值为目标函数、结构模糊位移和单元模糊强度广义可靠度为约束条件的优化数学模型;通过引入罚函数,将原广义可靠性约束优化问题转化为无约束优化问题,利用遗传算法求解.设计结果表明:文中...

台阶式溢洪道滑行水流水面线和消能效果的试验研究

关键词: 台阶式溢洪道  滑行水流  水流流态  水面线  消能率  

通过模型试验研究了台阶式溢洪道滑行水流的流态、水面线和消能效果.试验得出,台阶式溢洪道的水流流态分为台阶内部的旋滚流态和虚拟底板以上主流区的流态.台阶式溢洪道水面线的变化与来流量、台阶尺寸和掺气浓度有关.当水流进入台阶段时,水面由于失重有一定的降低,然后逐渐抬高至某一高度后再略有降低;在掺气发生点以前,水面线沿程降低,掺气发...

自紧身管临界裂纹尺寸的概率断裂力学研究

关键词: 临界裂纹尺寸  概率断裂力学  自紧身管  monte  carlo模拟  可靠性  

基于概率断裂力学理论和Monte Carlo模拟方法,本文进行了自紧身管临界裂纹尺寸的可靠性研究.自紧身管内表面的疲劳裂纹考虑为半椭圆形式.裂纹尖端处的应力强度因子由内压和自紧残余应力共同产生.自紧残余应力采用了符合身管材料具有强化和包辛格效应性能推导的公式计算,它产生的应力强度因子通过权函数方法得到.根据断裂准则,可计算出自紧身管的...

挤压油膜阻尼在储能飞轮转子支承系统中应用研究

关键词: 挤压油膜阻尼器  转子  飞轮储能  

在飞轮储能系统实验研究中,利用永磁轴承-螺旋槽流体动压锥轴承的混合支承,并采用了挤压油膜阻尼为转子支承系统提供阻尼.基于流体润滑理论的雷诺方程和长轴承近似理论,推导出一端封闭、一端开口边界的挤压油膜的压力分布近似解析解,得到等效油膜刚度和阻尼系数.最后对比分析了飞轮转子支承系统不平衡响应的计算与试验结果.

压电复合材料层板柱面弯曲的精化理论

关键词: 压电材料  复合材料  层板  有限元  

本研究旨在建立精确的压电复合材料层板理论.位移场和电势场采用近似表达,其沿板厚的分布通过构造高精度的位移分布函数和电势分布函数来描述.这两个函数由三维弹性平衡方程和静电平衡方程的特解来导出,从而满足复杂的力电耦合关系和各类连续条件,保证了本文理论的高精度.本文理论仅涉及4个位移和电势变量,且不随层数的增加而增多,较之变量随层...

基于神经网络的结构可靠性优化设计

关键词: 任意分布参数  可靠性优化设计  数值逼近法  多失效模式  

结合随机摄动技术和随机模拟方法,提出了可靠性优化设计的一种数值逼近法,将服从任意分布的可靠性概率约束等价转化为确定型约束,可以迅速准确地获得优化设计结果.针对具有多失效模式的结构可靠性优化设计,提出了随机模拟-神经网络方法,模拟得到随机设计变量与系统可靠度之间的显性函数表达式,简化了计算过程,同时可以获得较高的计算精度,具有很...

弹塑性接触问题神经网络计算模型

关键词: 弹塑性  接触  神经网络  

利用神经网络优化计算原理,引入LPNN(Lagrange Programming Neural Network)模型求解弹塑性摩擦接触问题,提高了神经网络计算精度.通过采用非线性函数作为神经元的传递函数,使神经网络的非线性问题同力学的非线性问题得到统一.最后对两个简单的弹塑性接触问题进行了数值仿真,验证了算法可行有效.

振动挤出过程中毛细管内聚合物熔体的剪切速率分析

关键词: 振动力场  聚合物熔体  毛细管  剪切速率  

借助自行研制的恒速型毛细管动态流变实验研究装置,对平行叠加振动条件下聚合物熔体经毛细管的挤出过程进行了分析;不依赖现有的任何本构关系,在考虑惯性项影响的前提下,建立了振动力场下毛细管壁处聚合物熔体剪切速率的计算公式;实验测量一定振动频率和振幅下毛细管瞬时入口压力、瞬时体积流量以及体积流量与入口压力波形的相位差,通过上述公式...

结构可靠度优化的敏感性分析

关键词: 结构系统  敏感性分析  可靠度  优化  

研究了设计变量的随机特性,通过可靠度对随机变量的敏感性分析,导出系统可靠指标与设计随机变量参数之间的近似关系式,构造出近似的系统可靠度约束函数和相应的优化模型,给出其优化求解的过程,并给出算例以说明其实用性.

滑动轴承油膜力Jacobi矩阵的一种快速算法

关键词: 滑动轴承  油膜力  jacobi矩阵  变分不等方程  

基于变分不等方程理论,把滑动轴承油膜力及其Jacobi矩阵的求解转换为求解一组三对角矩阵代数方程,采用一种修正的追赶法同步快速求解.同时将系数矩阵分解为轴颈运动相关量和常矩阵乘积叠加的形式,常矩阵一次求得反复调用,大大减少冗余运算.算例表明,采用本文算法,结果精度得到保证,运算时间大幅减少,能很好地揭示滑动轴承-转子系统的非线性动力...

基于市场机制的TLCD半主动控制方案

关键词: 基于市场机制的控制  调液柱型阻尼器  半主动控制  开关控制  结构反应  

基于市场机制控制是利用市场来模拟复杂的控制系统,用销售商和消费者来代替控制器和受控结构,从而将整个控制系统离散化,对结构的振动实施有效的控制.本文将基于市场机制的控制理论应用于TLCD半主动控制,提出了一种新的TLCD的半主动控制方案,即基于市场机制的TLCD半主动控制方案.首先建立TLCD-结构控制体系的运动方程,给出了半主动控制方案,用一...

Lattice—Boltzmann方法在求解钝体绕流非定常尾迹中的应用

关键词: 非定常流动  数值分析  

应用Lattice-Boltzmann方法计算了水平通道内方柱绕流,分析了不同时刻方柱后尾迹的旋涡结构和发展过程,得到了合理的结果;并进一步对Re＝100时的圆柱绕流进行了计算,计算得到的升力系数、脱落频率、圆柱表面的压力系数的分布与他人的计算比较吻合.

植物细胞对外加压缩载荷的响应分析

关键词: 植物细胞  压缩栽荷  力学模型  响应分析  

根据植物细胞的结构特点,以二维问题为研究对象,建立了单细胞力学模型.用有限元方法和MATLAB计算软件研究了单细胞压缩时细胞外力与应力、应变及内压间的关系,给出了关系曲线图.数值计算表明在压缩情况下,外力与应力、应变及内压的关系是非线性的.细胞的内压随细胞的应力或应变的增加而增加,在外力施加的开始时刻增加的速度比较慢,但外力增加到...

框架结构振动控制系统可靠性研究

关键词: 可靠性  广义预测控制  框架  主动控制  

振动控制系统的可靠性可以反映出主动控制的效果,本文提出了一种适合于确定框架结构控制系统可靠性的计算方法.该方法利用模态变换,把系统变为模态独立的振动方程,根据Field提出的假设,先定义阈值,假设控制后系统响应对阈值的穿阈率服从泊松分布,然后根据各模态的控制结果确定相应的可靠性,最后根据Veneziano提出的方法给出系统的可靠性.文中提...

三角翼动态大迎角气动力特性数值分析研究

关键词: 数值计算  大迎角  旋涡运动  

采用数值计算方法,对三角翼从0°上仰至90°的动态流场和气动力特性进行了计算,并对俯仰角速度对三角翼流场和气动力特性的影响进行了计算分析.给出了三角翼纵向动态情况下的气动力系数变化,特别是大迎角横侧力矩系数的变化特征.结果表明,随着机翼俯仰角速度的提高,前缘分离涡破裂位置相对滞后,机翼升力和阻力系数明显增加,机翼抵抗旋涡非对称破裂...

估算变幅疲劳寿命的等效折算法

关键词: 疲劳  寿命预测  变幅载荷  方法  

介绍了估算变幅疲劳寿命的等效折算法.该法的主要思想是通过特定的等效寿命函数,依次将变幅疲劳中的各级循环次数均等效折算为某一循环下的已耗寿命,即将变幅疲劳转化为等幅疲劳,来估算其寿命.给出了两种形式的等效寿命函数,一种考虑了变幅疲劳的加载次序效应,另一种则适用于加载次序效应不强的随机性谱载.四种材料的实际评估结果显示,无论对于...

静电力作用下的微梁失稳临界电压分析

关键词: 微梁  微结构  微机电系统  

针对微机械器件中普遍使用的微梁在静电力作用下的变形、吸附、电压与间距等设计问题,以平行板电容器为原型,利用弹性力学中的板梁静力学方程和静电场分布的拉普拉斯方程建立了微悬臂梁的机电耦合模型.将不均匀分布的静电力载荷等效离散为一组集中载荷,对小变形梁应用叠加法求解耦合模型控制方程,得到微梁失去稳定平衡状态的临界电压和梁的挠曲...

GCr15凹模环形裂纹电磁热局部跨越止裂的模拟研究

关键词: 半埋藏裂纹  跨越止裂  脉冲放电  温度场  热应力场  

裂纹止裂技术是当前工业生产和实际应用中急需解决的关键问题;利用电磁热效应对带有裂纹的金属构件进行止裂,是达到延长工作寿命、提高安全性可靠性的一种行之有效的方法;本文采用有限元方法研究了带有半埋藏环形裂纹的轴对称GCr15凹模电磁热局部跨越止裂;建立了超强脉冲电流放电瞬间,环形裂纹尖端附近电场、温度场和热应力场的耦合关系.数值模...

高速公路沉降的非线性等阶径向点插值法解

关键词: 等阶径向点插值法  高速公路  沉降  有限元法  

无单元法一个突出的优点在于其只需要结点信息而不需要单元信息.先介绍等阶径向点插值法这种新型无单元的形函数构造思路,接着给出了它非线性求解平面比奥固结问题的主要方程,然后对一软基高速公路的断面沉降进行了计算,并与非线性有限元法结果进行了对比.可以看出该法不但计算精度高,而且在解路堤分级施工的这类移动边界问题的沉降时,比有限元...

非线性压电效应下压电层合板的弯曲

关键词: 电致弹性  电致伸缩  层合板  非线性压电效应  压电材料  

考虑非线性压电效应,即电致弹性和电致伸缩效应情况下压电层合板的弯曲.从非线性压电方程和几何方程导出了压电层合板合应力、合力矩与应变之间的广义本构关系,这些关系关于电场是非线性的.利用Ritz法和双傅立叶级数得到四边简支对称压电层合板在高电场作用下的非线性解并进行计算.结果表明,只考虑线性压电效应只能适应于作用电场较低或基础层的...

参-强激励联合作用下输流管的分岔和混沌行为研究

关键词: 参数激励  强迫激励  输流管  振动  混沌  

研究输送脉动流的两端固定输流管道在其基础简谐运动激励下的分岔和混沌行为,考虑管道变形的几何非线性和管道材料的非线性因素,推导了系统的非线性运动方程,并应用Galerkin方法对其进行了离散化处理.通过采用数值模拟方法,对系统的运动响应进行仿真,重点探讨了流体平均流速、流速脉动振幅以及基础简谐运动激励振幅对系统动态特性的影响.结果表...

杂交梁界面剪应力的理论分析和数值模拟

关键词: 杂交结构  frp板  弯曲  界面应力  

采用解析和数值方法研究FRP-混凝土杂交梁的界面应力问题.提出了杂交梁的新的力学模型和假设,克服了以往的分析模型中界面应力表达式非常复杂和界面应力的解析解与数值解相差较大的缺点,本文得到的FRP板加固梁的界面剪应力表达式与数值结果符合很好,并且具有简捷的表达式.利用有限元法研究了杂交梁各物理参数对界面剪应力的影响.研究表明,界面剪...

局部损伤梁动力问题的近似计算方法

关键词: 模态摄动法  动力特性  损伤梁  

应用模态摄动法求解局部损伤梁动力特性.这一方法是在无损伤梁的模态子空间内实施,将含局部损伤梁的微分方程的求解转化为代数方程求解.通过算例,表明这一方法可有效的简化计算,同时计算结果具有较高的精度.

厚热塑性复合材料AS4／PEEK角铺设层合板的层间应力分析

关键词: 热塑性复合材料  三维弹塑性模型  应变率相关  层间应力  

将表征热塑性复合材料AS4/PEEK非线性行为和应变速率相关行为的三维弹塑性模型通过程序加以实现.将程序计算结果和文献实验结果相比较可以发现,二者吻合较好,验证了所生成程序的有效性.计算了厚的AS4/PEEK角铺设层合板[±25]s4在不同界面上的层间应力.由层间应力的三维分布图,分析了不同界面上层间应力的分布特征,并说明了可能引起层间分层的主要...

结构可靠度分析的改进BP神经网络响应面法

关键词: 结构可靠度  神经网络  响应面法改进方法  

对功能函数不能明确表达即具有隐式功能函数的问题进行可靠度分析,常采用响应面法.其中二次多项式响应面法应用较为广泛,采用与此方法相同的思路,人们提出了BP神经网络响应面法.在此基础之上,笔者提出了改进的BP神经网络响应面法.对以上方法计算效果,通过算例进行了对比分析,其中改进BP神经网络响应面法计算精度较好,进行有限元分析次数较少.该...

电磁接触问题的变分原理与有限元求解

关键词: 电磁分析  接触分析  有限元法  

电磁接触耦合作用的力学分析的难点是必须考虑电磁场以及由此引起的电磁力与可移动接触边界间的耦合作用,属于强非线性问题.本文给出接触面区域电磁场分析的处理条件,并进一步建立了两类变分方程,一类是电磁分析的变分泛函,其考虑了接触区域对结构电磁场的影响;另一类是二维电磁力学接触分析的参数变分原理,可以方便地对接触问题进行求解.数值结...

基于广义预测控制的结构半主动控制研究

关键词: tlcd  半主动控制  广义预测控制  

相对于主动控制和被动控制来讲,半主动控制具有一些更好的特色,对结构控制的应用有着较强的吸引力.本文以可调液柱阻尼器(TLCD)作为作动器来实现结构半主动控制,考虑到TLCD具有非线性阻尼特性,为了使结构控制能够顺利实现,本文采用了阶跃控制函数.为了使TLCD能够应用于实际结构,本文研究了基于离散状态方程的广义预测控制方法,并提出了单向控制...

一种梁柱非线性分析新方法

关键词: 梁柱  非线性分析  变截面法  极限荷载  

提出了一种等截面梁柱非线性分析的新方法,即采用按幂函数的变截面法模拟梁柱截面刚度,建立了梁柱非线性分析的简化数学计算模型,并研究了梁柱从弹性到塑性状态时梁柱截面刚度的变化规律,通过与Chen[1]法的比较证明了截面刚度按幂函数模拟的变截面法的正确性.在此基础上进一步应用变截面法讨论了单边塑性情况下偏心受压梁柱随偏心轴力p值的变化...

STL技术在面向对象有限元程序中的应用

关键词: 有限元  离散化  继承  

在设计面向对象有限元程序中运用了基于ANSI/ISO C++标准模板库(STL)的技术,以向量模板类的特化继承对象为变容量数据容器,实现了可按计算实例的离散结点数量动态存取数据的机制和数据容器的零容量启动,从而避免了运算时系统对静态内存空间的超量占用.

平面梁单元的单元复合技术及应用

关键词: 平面粱单元  子粱单元  母粱单元  复合  虚功原理  

深入分析了平面梁单元内任一点的位移,根据位移协调条件,利用虚功原理建立了在母梁单元上增加并复合子梁单元的方法,能够比较方便、准确地模拟工程结构中构件含加劲材料、构件截面在不同阶段变化等问题.算例验证了该方法的可行性,演示了在使用上的便利.

含凹坑缺陷石油管件塑性极限的分析

关键词: 石油管件  缺陷  塑性强度  

在役石油管件安全可靠运行是目前世界各国油气储运业界普遍关注和迫切需要解决的重大课题,而在役石油管件塑性极限强度评价则是为保障在役石油管件安全可靠运行的基础工作.本文对含有椭球形凹坑缺陷石油管件分别在轴向拉力、内压力和轴向拉力与内压力联合作用下的塑性极限强度问题,基于Von.Mises准则和平衡应力场原理,建立管件塑性极限强度理论...

外文摘要