梯度投影单纯形法及其应用

对于下列问题min f(x) s·tg_1(x)=sum from j=1 to n g_(ij)x_j≤b_i(i=1,2,…M) (1) 其中,x∈E~n,g_(ij)为常数,J·B·Rosen给出了梯度投影解法: x~((k+1))=x~((k))+a~((k))s~((k)) (2) s~((k))=-(I-N_Q·(N_Q~TN_Q)~(-1)·N_Q~T·▽f(x~((k))) (3) N_Q=[▽g_1…………▽g_Q] (4) ▽g_i=[g_(i1)…………g_(in)]~T (5) a~((k))=(?)f(x~((k))+as~((k)) (6)     

源像法在平板弯曲边界元法中的应用

本文应用源像法推导了平板弯曲问题基本解的三种新的形式,它们为: W~*=1/(16πD)(γ_3~2ln((γ_4~2)/(γ_3~2))-γ_1~2ln((γ_2~2)/(γ_1~2))(1) W~*=1/(16πD)(γ_1~2lnγ_1~2-γ_2~2lnγ_2~2-γ_3~2lnγ_3~2 γ_4~2lnγ_4~2)(2) (3)式中γ_1~2=(x-ξ)~2 (y-η)~2 γ_2~2=(x ξ)~2 (y-η)~2 γ_3~2=(x-ξ)~2 (y η)~2 γ_4~2=(x ξ)~2 (y η)~2 γ_i~2=(x-γcos(α (2π(i-1))/n))~2 (y-γsin(α十(2π(i-1)/n))~2 γ_i~2=(x-γcos((2πi)/n-α))~2 (y-γsin((2πi)/n-α))~2n为整数式(1)相当于1/4无限板的解,其中一边固定,一边铰接; 式(2)也相当于1/4无限板的解,其中两边都为铰接; 式(3)相当于扇形无限板的解,其中两个直线边都为铰接。应用上述形式基本解很多情况下板的部分边界条件将自动满足。它将大大降低边界元方程式数目,缩短计算时间,减少数值误差。文中附有计算例子,结果与解析解极为符合。     

关于奇异摄动理论在自引力介质波动中的应用

本文通过自引力介质中波动的两个具体实例,讨论了与应用奇异摄动法有关的一些问题。第一个实例是密度波理论中遇到的带有三个迴转点(其中两个相距很近)的复本征值问题,指出:由于此问题中迴转点分布的几何结构敏感地依赖于复本征值ω,因此,即使为了求得初级近似的一致有效渐近解,也必须事先对于复本征值ω对摄动参数λ的依赖性作某些明显的分析:将ω(λ)展成级数sum from l=0 to ∞ ω_jλ~(-i),并根据问题中的辐射条件,估计出ω的实、虚部关于λ的不同量阶。这是此问题分析过程中的关键性步骤。这一作法在形式上与通常的变形参数法(Lindstedt-Poincaré方法)有些类似,但实质并不相同。第二个实例是自引力介质中弱非线性波的渐近周期解及色散关系。指出:倘若采用展开式ω=ω_o(k) εω_1(k) ε~2ω_2(k) ……(其中ω为频率,k为波数),则所得弱非线性色散关系当λ→λ_J(Jeans波长)时不一致有效。本文在分析了产生这种不一致有效性原因的基础上,改用展开式k=k_o εk_1(ω) ε~2k_2(ω) …。于是,不但弱非线性渐近解关于(x,t)一致有效(当波长λ固定),而且弱非线性色散关系关于波长λ也一致有效。从而指出在此问题以及其它类似问题中根据物理特点适当选取变形参数的必要性。     

Extended airy function and differential equations with n-turning points

This paper studies a second order linear ordinary differential equation with n-turningpoints(d~2y)/(dx~2) [λ~2q_1(x) q_2(x)]y=0Where q_1(x)=(x-μ_1)(x-μ_2)...(x-μ_n)f(x),f(x)≠0 ,and λis a largeparameter.The formal uniformly valid asymptotic solution of the equation is obtained based onthe analysis of the three points by means of the matched method.By the work a method isdeveloped and the applicability of this method to the n-turning points is demonstrated.     

Mises屈服条件线性化的最佳逼近因子

1.引言 1864年Tresca提出:当最大剪应力达到某一极限值k时,材料便进入塑性区。在主应力空间中该条件可写成 将其在主偏应力矢量所在的π平面(σ_1+σ_2+σ_3=0)上投影,(1)式便表示正六边形。     

固定边矩形弹性薄板卡门大挠度与大振幅方程组的逼近解

1.大挠度问题图1所示的固定边矩形弹性薄板,其大挠度问题由下列卡门方程组定义:按文献考虑以下边界条件:当x=0及x=a 时:W=0(无挠度);((?)W)/((?)x)=0(无转角) (4)((?)~3φ)/((?)x~3) (2 μ)((?)~3φ)/((?)x(?)y~2)=0 (沿板边无法向位移) (5)((?)~2φ)/((?)x(?)y)=0 (没有阻止沿板边切向位移的力) (6)当y=0及y=b 时也有相同意义的边界条件如下:     

Existence of time periodic solutions for a damped generalized coupled nonlinear wave equations

IntroductionInRef.[1 ] ,theauthorsestablishedtheuniqueexistenceofthesmoothsolutionforthefollowingcouplednonlinearequationsut=uxxx+buux+ 2vvx, (1 )vt=2 (uv) x. (2 )Thesewereproposedtodescribetheinteractionprocessofinternallongwaves.InRef.[2 ] ,ItoM .proposedarecursionoperatorbywhichheinferredthatEqs.(1 )and (2 )possesinfinitelymanysymmetriesandconstantsofmotion .InRef.[3 ] ,P .F .HeestablishedtheexistenceofasmoothsolutiontothesystemofcouplednonlinearKdVequation[4 ]ut=a(uxxx+buux) + 2bvvx,(…     

DYNAMICAL CHARACTER FOR A PERTURBED COUPLED NONLINEAR SCHRDINGER SYSTEM

Introduction WeconsidertheperturbedcouplednonlinearSchr dingerequations(CNLS)iq1t=q1xx 2[|q1|2 |q2|2-ω2]q1 iε(^D1q1-r1),iq2t=q2xx 2[|q1|2 |q2|2-ω2]q2 iε(^D2q2-r2),(1)whereqjis2πperiodicandeveninx.rjisconstant,^Djisboundeddissipativeoperatorand assumedtotaketheform^Djqj=-αjqj βj^Bqj,(2)αjandβjarepositiveconstants,j=1,2.^BisaFouriertruncationofLaplaceoperator xx,i.e.,^Bcos(kx)=-k2cos(kx),k0isasmallperturbation parameter.Th…     

持久强度的外推精度

1. 引言持久强度系与时间有关表征材料高温性能的力学量,定义为一定温度下材料至规定时间破断的应力值。通常,时间大多定为十万或十万小时以上。就工业试验而言,不论时间或经费上的考虑,都不能苛求试验室进行这么长的试验,原始数据的外推处理往往不可避免,而最长试验时间和试样总数也应给出合理限度。这样,持久强度的精度,不仅存在材质分散性和试验误差的影响,还必须顾及数据处理过程的可靠性。2. 考核途径持久强度试验获得的一组原始数据,是由试验温度T_i、试样应力σ_i和破断时间τ_i三要素组成。它们间建立的各种关系式,经适当变量变换均可转化为多元线性方程组。其数学模型为y_i=b_0+b_lx_(Ji)+b_2x_(2i)+…+b_px_(pi)+ε_i ε_i是N个相互独立且服从同一正态分布N(0,S)的随机变量。因此,只要估计出b_0、     

考虑体积力作用的平面问题

已知弹性理论平面问题的平衡微分方程为鲁一卜鲁鲁十鲁,2,一。f理+李、二;(x,,)。2) 、Oxoy/+X~0,+y-其中。为已知的有关常数.当体力即F(x,刃已知时,方程(2)的特解不难求得,如有其应力分量为a二一J二+口毖,_d之沪’一万妥了0,二J,十口爹, (l)了舒-,*一牛{{;(。,,),n ‘兀JJ二,+:士,.其中又a0少,丁乌为方程(l)的特解.若记a二十口,~沪,则相容方程为将a梦~必*一a毖 da老 dx丫(x一夸),+(,一刀),代人方程(1),有 口下气.十二任进二,一X, dyd言d刀(3),l们少几口一口护一Xd一已 一 一一 ︸口 ,沪一22一y日一口 一一 盆 一a ,*二L一竺全+鱼鑫一y…     

小问题(十二)

17.将桌面上的四根火柴棍放成长方形(图1),双手各执一根火柴棍挑这结构.当两棍的接触点靠近一端时(图1中虚线所示)能够挑起,否则很难挑起.请说明这个现象.(南京工学院5508信箱学生李华生)18.均质椭圆柱体的横截面形状为椭圆方程:x~2/a~2+y~2/b~2=1,其中a~2/b~2=2/3~(1/2)+1.柱体放在倾角为θ=15°的足够粗糙的斜面上,母线呈水平.求柱体的平 ...     

《小问题》2019-3解答

<正>问题:如图1所示,空间中有一个长为3~(1/2)a,宽高均为a=2 m的均质长方体刚体,刚体质量m=1 kg,在刚体上A点的正下方h=0.2 m的位置有一个光滑固定支点P,以刚体的质心作为原点建立惯性坐标系o-xyz,其中三个坐标轴均为刚体的主轴方向,yoz为水平平面,x轴为竖直向上方向。已知初始     

LC4CS板材表面裂纹断裂韧性的试验研究

用B=3、5、7和8毫米(W=10B,L=2W)LC4CS板材试件进行表面裂纹断裂韧性的试验研究,发现从启裂到断裂的整个过程中有严重的Pop-in现象;不同a/c和a/B的裂纹,启裂均发生在φ=10°～20°的二角处;计算二角处启裂时的表面裂纹断裂韧性K_(Ie),得到与B、α/c和α/B无关的稳定值,此值与板材的平面应变断裂韧性K_(Ic)值吻合.此外,还得到启裂时应力～裂纹深度归一化曲线:σ_IB~(1/2)=196e~(-2·0826a/B),并应用疲劳裂纹形状扩展规律:c=0.663(α)~(1·98),如测出疲劳载荷LC4CS构件表面裂纹半长c和板厚B,即可估算其断裂韧性K_(I(?))(或K_(Ic))值.     

Ⅱ型缺口试样应力场和应力场强度因子

1.前言对于理想的无限大Ⅱ型试样,应力场和应力场强度因子都有解析解。Hiroshi Tada等人给出了计算有限长度Ⅱ型试样K_Ⅱ的公式: F(a/b)=[1.30-0.65a/6+0.37(a/b)~2+0.28(a/b)~3]/(1-a/b)~1/2 (1) 其中,a和b分别表示裂纹和试样的长度,B是试样的厚度,P是外载荷。保持试样的长度和外载荷不变,按公式(1)计算,K_Ⅱ随裂纹长度a的变化,如图2中的曲线Ⅱ所示。结果表明,K_Ⅱ并不随a的增大而单调地增大,这和理想的无限大Ⅱ型试样的结果K_Ⅱ=τ(πa)~1/2相矛盾。另外,对Ⅱ型缺口试样的实验也表明,导致材料断     

第五届全国周培源大学生力学竞赛理论力学试题解答

凡答6.解:建立平移动系与A点固结,则点B,C的相对速而一 一一Fl刀人=0凡二凡=2凡v刀,二”2+vivcr=”3十vi为使A,B,c三点始终共线,应有1 23答答答答4.解:向O点简化: 主矢:F笼=F￡十Fj十Fk 主矩:MO=(bF一cF)坛一aFj 因为当F火·M。二0时才能合成为力,所以应有FZ(b一c)一aF“二o故b一c一a=0,力系才能合成为一个力.度为所以竺旦二 了I乙 勺Crm十几(爪+。)(。2+。1)=。(v3+v:) 几1.、v3=妙2十一叉vZ十vl/ 7几叮.ll巨___.5\、C 111题6图题4图答5.克服障碍条件为答7.”、=。,+。火对二0 ”,一*、+好,。=夕;,对一石*、,+。;j,, 憾‘=坛eoso…     

均匀各向同性湍流在后期衰变时的三元速度关联

本文利用周培源、蔡树棠给出的轴对称涡旋速度埸和求平均值的方法,计算了均匀各向同性湍流后期衰变的三元速度关联.计算时把速度埸表示威各向同性的张最形式,即ui=2/32/β~(1/2β)Ul_ml_nβ_(mni),并且利用Fourler变换通过计算湍谱求得了速度关联.按照这种方法,二元速度关联可以很容易得到.计算结果表明,当r→O时,三元速度关联系数k(r,t)和r~3成正比;当r→∞时,它又按r~-4趋于零.     

ON THE FREE ENERGY AND VARIATIONAL THEOREN OF ELASTIC PROBLEM IN THERMAL SHOCK

In some investigations on variational principle for cou-pled thermoelastic problems,the free energy φ(e_(ij),θ) ,Wherethe state variables are elastic strain e_(ij) and temperatureincrement θ,is expressed asφ(e_(ij),θ)=λ/2e_(kk)e(ij) μe_(ki)e_(kj)-γe_(kk)θ-c/2ρθ~2/T_o (0.1)This expression is employed only under the condition of|θ|≤T_o (absolute temperature of reference)But the value of temperature increment is great, evengreater than T_o in thermal shock. And the material pro-perties (λ,μ,γ,c,etc.) will not remain constant,theyvary with θ.The expression of free energy for this con-dition is derived in this paper. Equation (0.1) is itsspecial case.Euler’s equations Will be nonlinear While this expres-sion of free energy has been introduced into variationaltheorem. In order to linearise, the time interval of ther-mal shock is divided into a number of time elements △t_k(△t_k=t_k-t_(k-1),k=1,2,…,n),Which are so small that the tempera-ture increment θ_k within it is very small,too.Thus,t     

不同基体高铝青铜等离子喷焊层组织与摩擦磨损机理

采用等离子喷焊技术在不同基体上制备耐磨高铝青铜喷焊涂层,研究喷焊层与基体之间元素扩散对喷焊层组织的影响,并在室温条件下采用销-盘式摩擦磨损试验机考察喷焊层的摩擦磨损性能,进而分析喷焊层的磨损机理.结果表明:三种基体喷焊层在干摩擦条件下摩擦磨损机理存在明显差异,45钢基体喷焊层中团聚状k相易与对摩件发生黏着,脱落成为磨粒,导致严重的磨粒磨损,摩擦系数大;ZQAl9-4铝青铜基体喷焊层中脆性共晶组织(α+γ2)呈网状分布,断裂韧性对材料的磨损起支配作用,主要磨损机制为疲劳磨损与磨粒磨损;T3紫铜基体喷焊层中k相呈细小梅花状,均匀分布在固溶度较大的β'相中,涂层抵抗弹性变形能力提高,疲劳磨损机制得到抑制,摩擦系数小.     

Effects of cerium incorporation on the catalytic oxidation of benzene over flame-made perovskite La_(1-x)Ce_xMnO_3 catalysts

Perovskite-type La_(1-x)Ce_xMnO_3(x = 0-10%) catalysts were prepared by flame spray pyrolysis and their activities during the catalytic oxidation of benzene were examined over the temperature range of100-450℃.The structural properties and reducibility of these materials were also characterized by X-ray diffraction(XRD),N_2 adsorption/desorption,H_2 temperature-programmed reduction(H_2-TPR) and X-ray photoelectron spectroscopy(XPS).The incorporation of Ce was found to improve the benzene oxidation activity,and the perovskite in which x was 0.1 exhibited the highest activity.Phase composition and surface elemental analyses indicated that non-stoichiometric compounds were present.The incorporation of Ce had a negligible effect on the specific surface area of the perovskites and hence this factor has little impact on the catalytic activity.Introduction of Ce4~(4+) resulted in modification of the chemical states of both B-site ions and oxygen species and facilitated the reducibility of the perovskite.The surface Mn~(4+)/Mn~(3+)ratio was increased as a result of Ce~(4+) substitution,while a decrease in the surface-adsorbed O/lattice O(O_(ads)/O_(latt)) ratio was observed.The relationship between the surface elemental ratios and catalytic activity was established to allow a better understanding of the process by which benzene is oxidized over perovskites.     

基于箭形累积损伤的裂纹尖端力学:奇异性分级和多尺度分段

在适度的空间和时间尺度组合下,裂纹既可在几个月中蠕变几个纳米,也能在几秒钟内扩展10km.虽然裂纹的尖端没有实际的质量,但是它能通过激活周围的物质而处于高能量状态.依赖于材料的损伤方向,激活质量的减少和增加可发生在尺度转变之前或之后.每个尺度区的分段阈值被假定为与裂纹尖端速度的平方a~2和激活质量密度M的乘积有关:W=M_(↓↑)a_(↑↓)~2和D=M~(↓↑)a_(↑↓)~2.W和D分别被称为直接吸收和自耗散能量密度.正如下标/上标符号所示,激活的质量密度M_(↓↑)和M~(↓↑)与裂纹尖端速度a变化趋势相反,既可增加也可减少.a~2和M的互补效应隐含着常用于宇宙物理学建模的膨胀和/或收缩的物理过程.在用于尺度敏感的裂纹尖端的行为时,激活的质量密度有相同的解释.分段时的多尺度可以由…皮观、纳观、微观和宏观…组成.因此,形象地说,材料损伤过程可以通过裂纹扩展过程中非均匀的总体和局部能量的传递来模拟.疲劳裂纹扩展引起的材料损伤被用来阐释由大到小和由慢到快的尺度/时间序,热力学中的冷→热和有序→无序转换.这一过程正巧与宇宙演化的箭形方向相反,宇宙演化遵循小→大和快→慢,而热力学相反,遵循热→冷和无序→有序.为了表示由损伤萌生所造成的类裂缝型缺陷的不均匀性,提出了一个被称为裂纹尖端力学(crack tip mechanics,CTM)的新模式.涉及的范围是模拟原子列之间的界面裂纹或连续体中分叉的切口.假如需要的话,尺寸和时间的范围可以复盖从皮观到宏观甚至更大.虽然采用疲劳裂纹来说明CTM的基本原理,在宇宙物理学背景中与直接吸收和自耗散相关的膨胀和收缩的情况可以描述裂纹周围激活质量的行为,它们可看为能量的汇或源.奇异性被用来捕获能量的源或汇的特性,物理上,两者作为界面的一部分,从数学上看则是不连续的线的一部分.能量从一种形式变为另一种形式取决于能量吸收或耗散的箭形损伤时间,这之中牵涉到尺度分段和奇异性强度的联合应用.材料组分随时间的劣化是根据指定的设计寿命导出的,从而使材料的响应与加载率的时间历史匹配.2024-T3铝板的皮观/纳观/微观/宏观开裂模型用来说明什么地方可以增加结构的寿命部分.皮观/纳观/微观/宏观/结构系统的性能随时间劣化可以用9个尺度转变物理参数来描述:纳观/微观区有3个(μ_(na/mi)~*,σ_(na/mi)~*,d_(na/mi)~*),微观/宏观区有3个(μ_(mi/ma)~*,σ_(mi/ma)~*,d_(mi/ma)~*),皮观/纳观区有3个(μ_(pi/na)~*,σ_(pi/na)~*,d_(pi/na)~*).下标pi,na,mi,ma和struc分别表示皮观、纳观、微观、宏观和结构.只要知道两个相连的尺度敏感参数,在较低尺度的时间相关的局部物理参数就完成了分析连续体的形式论,虽然它们并不需要用实验来知道.更具体地说,根据皮观→纳观→微观→宏观分别有1.25/1.00/0.75/0.50的λ奇异性强度,皮观裂纹、纳观裂纹、微观裂纹和宏观裂纹的转变特征是从时间箭形的指定的寿命预期来确定的.附加的0.25强度的奇异性可用于结构元件.回想起来,λ=0.5相应于断裂力学中的应力分量与r~(0.5)成反比,r是与宏观裂纹尖端的距离.微观裂纹、纳观裂纹和皮观裂纹分别赋予r~(-0.75),r~(-1.0),r~(-1.25)的奇异性.箭形时间(以年为单位)取决于问题的定义.设备的关键部件可用1.5~±/2.5~±/3.5~±/5.5~±寿命分布和总寿命为13~±年(a)的皮观/纳观/微观/宏观尺度来设计运行.上标±表示多于或少于实际运行的时间.累进损伤被假定为发生在皮观→纳观→微观→宏观方向.同样的方案用于20年总寿命的2024-T3铝板的疲劳损伤,按照1.5~±/2.5~±/3.5~±/5.5~±/7.0~±的方式将它的寿命分布在皮观、纳观、微观、宏观和结构的尺度上,这样的指定只是满足在每个尺度范围内损伤内部材料结构所用的能量匹配,因此可以强制执行在总寿命的跨度内精确的时间相关的材料性能劣化过程.