高填方地基中场地地震动参数确定研究

高填方地基的广泛应用,使得对在不同高填方地质情况下,开展研究地震动参数的变化规律有着重要的工程指导意义。根据某机场高填方工程的地基参数,分别概化建立了不同填方厚度、不同压实度、不同厚度原土基的土层计算模型。通过计算得出了场地地震动反应结果。对比研究计算结果,得出了不同高填方地层地质情况下地震动参数的变化特征。为工程设计提供了有效的参数和科学合理的依据。     

拉压不同弹性模量结构的动力特性分析

研究了拉压不同弹性模量结构动力问题的计算方法,建立了不同模量板壳结构动力特性的有限元算法,编制了相应的计算程序,并通过例题计算及分析得出了有价值的结论。     

地表垂直爆破震动速度的数值计算

针对爆破震动速度计算中存在的问题,提出了分两步计算的方法,即先计算爆炸近区由炸药爆炸引起的冲击压力,再计算远端震动区的质点震动速度。并对动力学计算中的阻尼问题进行了初步讨论。利用本文提出的方法对岩粉、水和空气三种不同间隔装药结构下的不同质点处的震动速度进行了计算,计算结果与实测结果吻合较好。岩粉间隔装药条件下的计算地表垂直震动速度最大,水间隔装药次之,空气间隔装药最小。     

民用飞机开环和闭环情况突风载荷对比研究

以某民用飞机为研究对象,建立了飞机的突风计算模型,并搭建引入了相应的控制律模型,分别对开环和闭环情况下的离散突风载荷进行了计算对比,同时研究了不同计算输入下主要升力面突风增量载荷的差异和原因。研究表明,载荷设计中考虑控制律之后会对飞机不同部件的突风载荷产生一定的影响,具体计算结果与控制律设计逻辑相关。同时,不同计算输入情况下的计算结果差异较大且存在一定规律,通过及早进行变参数分析可以很好地提升突风载荷设计和评估效率。     

土质边坡极限荷载上限计算方法研究

以边坡极限分析的上限解析式为标准,在无重力情况下利用不同屈服准则的数值方法计算了相同工况下边坡的极限荷载。针对一个实际边坡工况使用解析和FLAC方法计算了边坡的极限荷载上限,并且基于强度折减法使用FLAC确定了各种荷载下边坡的安全系数。通过与解析方法计算结果的比较发现,基于Mohr-Coulomb准则的FLAC软件计算出的边坡极限荷载更加接近解析解。不同边坡顶角或不同内摩擦角的计算结果显示FLAC计算出的边坡极限荷均稍大于解析解,并且内摩擦角越大差值越大,但两者的差别最大不超过5%。     

卷积型最小二乘法求解梁的动力学问题

提出了卷积型最小二乘法,并用其计算了不同初始条件和不同边界条件下梁的动力学问题,算例表明,方法概念简单,计算方便,精度高,计算工作量少,卷积型最小二乘法是计算结构动力学问题的一种简单、高效的方法,试函数可以不满足边界条件.     

堤塘实际滑坡机理及稳定性分析

采用临界滑动场理论,并根据软基上堤塘的特点加以改进,结合实际堤塘滑坡实录,分别计算了不同c、φ以及不同填土容重下的临界滑动场,得到了相应的临界滑动面,结果与实际破坏面基本一致,在数值计算的基础上分析了滑坡的物理成因,并计算了加固方案的稳定性。计算表明,临界滑动场理论是一种非常有效的稳定性分析方法。     

厚壁圆筒的载荷特征与变形规律研究

为了研究厚壁圆筒在受到相同冲量但载荷特征不同时材料的变形规律,分别采用解析解、LS-DYNA软件和有限元计算程序对厚壁圆筒在受到内压作用下的力学响应进行了计算比较,在得到基本一致的结果后,利用有限元计算程序对冲量相同时四种加载方式下厚壁圆筒的动力学响应进行了计算,计算结果表明冲量相同时,不同载荷特征的载荷作用下的应变是不同的,应变与载荷作用时间和大小相关.     

旋转钻柱环空动力学问题的研究

本文分析了环空状态下的工作钻柱与井壁的接触机理,建立了钻柱与井壁动态摩擦接触的一般模型,提出了解决待定边界问题及钻柱动态分析的计算方法。计算说明不同工况下,钻柱与井壁具有不同的接触形式。     

散体系统冲击破碎的动力学分析

针对球形粒子组成的散体系统,基于离散单元法,将球形粒子离散成弹簧-球单元系统,给出了离散单元的运动方程,建立了离散单元之间的弹性力和接触力的计算模型,并用Mohr -Coulomb型破坏准则判断粒子的破碎。运用上述方法,对圆筒内由脆性材料组成的散体系统在冲击载荷下的挤压破碎过程进行了数值模拟;计算过程中,跟踪散体系统中每个粒子在不同时刻的破碎情况;分析了散体系统冲击破碎过程数值模拟结果的主要影响因素。结果显示:数值模拟过程中需综合考虑计算精度和计算时间之间的平衡;相同的计算条件下,颗粒的初始堆积方式不同,计算得到的散体系统的破碎程度不同。     

基于自动分组遗传算法的建筑结构体系与构件尺寸协同优化设计

研究了利用结构优化方法实现建筑结构体系选择的问题。文中建立了可以覆盖框架、框架-剪力墙和巨型结构三种体系的优化模型,并采用自动分组遗传算法求解,实现了结构体系与构件尺寸的协同优化。文章特别设计了三类模块,每类模块通过专门构造的含有多个分量的设计变量来表示,按一定方式组合这些模块可得到不同体系的结构。巨型结构中,巨型构件的设计变量表示方法和惯性矩计算方法满足提出的三条假设。基于精心构造的设计变量和三条相关假设,文中建立了以结构总材料用量最少为目标,考虑强度、刚度、分组及构造要求等约束条件的优化模型,采用自动分组遗传算法研究了40层、10层、6层三种高度建筑的优化设计。在相同外荷载条件下,它们的最优设计分别为巨型结构、框架-剪力墙和框架结构。     

地震作用下空间框架结构层间相对位移响应梯度和海赛矩阵的计算

提出一种在地震作用下空间框架结构层间相对位移响应梯度和海赛矩阵的精确计算方法。在有限单元法和纽马克-β法的基础上推导出在地震作用下空间框架结构层间相对位移响应梯度和海赛矩阵的计算公式,给出在地震作用下空间框架结构层间相对位移响应梯度和海赛矩阵的计算步骤,用Matlab语言编制了空间框架结构层间相对位移响应梯度和海赛矩阵的计算程序,实现了空间框架结构层间相对位移响应梯度和海赛矩阵的精确计算。最后通过一个二层空间框架结构的计算实例表明本文所提出的计算方法是有效的。     

柔性多体碰撞问题的多变量方法

针对柔性多体系统碰撞问题的特点, 提出了柔性多体系统碰撞问题的多变量方法. 在未碰撞阶段和分离后的阶段, 多变量方法考虑了物体大范围运动与变形的耦合.在碰撞阶段, 考虑非碰撞区域的变形, 对非碰撞区域用浮动参考系方法求解, 对发生碰撞的局部区域用非线性有限元方法求解. 非碰撞区域采用浮动基位形坐标和柔性体相对浮动基的变形模态坐标描述, 大大减缩了变量的维数,提高了计算效率. 碰撞局部区域采用非线性有限元节点坐标描述, 可以得到碰撞局部区域高精度的应力、应变响应, 而且可以反映碰撞局部区域的大变形、塑性等非线性响应. 该方法既能体现碰撞对系统大范围运动和长期动力学仿真的影响, 又能精确反映出碰撞发生的微小时间段内物体碰撞局部区域的应力、应变响应, 表现出碰撞过程中物体接触区域的演化历程.介绍了两杆正碰撞与铅垂面内双摆撞击自由圆盘的算例, 设计了两柔性杆正碰撞实验,多变量方法的数值仿真结果与实验测量结果很好地吻合.      

引入离散正交小波的柔性动力学方程

本文首次在柔性多体系统动力学中介绍了离散正交小波及其标架，将离散正文小波引入系统动力学方程，进行柔性子阵的压缩，取得了好的效果。数值实例表明，从标架系数（Ψ＿１，ｆ）回复函数ｆ的过程在数值计算上十分稳定。     

A chassis-based kinematic formulation for flexible multi-body vehicle dynamics

This research proposed an efficient implicit integration method for the real-time simulation of flexible multi-body vehicle dynamics models. The equations of motion for the flexible bodies were formulated with respect to the moving chassis-body reference frame instead of the fixed inertial reference frame. The proposed approach does not require evaluation of system Jacobian and its LU-decomposition in time loof of simulation. This is one of the key aspects that enable high computational efficiency of the proposed method. The numerical simulation results of the proposed approach were matched up with those of the conventional approach but the computation time can be reduced by applying the proposed method. The joint constraint and generalized force equations are the same as the equations for rigid vehicle dynamics models because the joints and forces between flexible bodies are connected by the RBE (rigid body element). On the various driving conditions, the numerical simulation results show that the proposed approach yields almost exact solutions compared to the conventional approach. And the proposed approach spends only 22.9% of conventional approach on computation time under CPU 3.2 GHz personal computer.     

The analytical solution with respect to characteristics of elements' cross-section as variables of the plane frame

I.IntroductionTakingthesectionalareasofbarsasvariables,theanalyticalsolutionbasedontheconceptoffiniteelementmethodisproposed,atheoremofinverseglobalstiffnesscontainingparametersisobtainedandcorrespondinganalyticalsolutionsofsomesimpletrussesarederivedinReference[l].M.B.Fuchswasellgagedinsimilarinvestigationl=].Weintroducethesymboliccomputationsoftwaretogettheinverseglobalstiffnessmatrixcontainingparametersforthetrussstructureandtorealizeacalculationoftheanalyticalsolutionwithrespecttobarsect…     

利用振动模态测量值和神经网络方法的结构损伤识别研究

提出了一种基于模态测量参数和神经网络的结构损伤检测方法,建造了两种输入方式的BP神经网络,即自振频率以及结合自振频率与振型,并讨论了不同数量的输入信息对结构损伤检测精度和计算效率的影响。证明了输入的参数越多,神经网络就越聪明,训练的收敛速度越快;以及在保证一定的测量精度的情况下,基于频率与振型的损伤识别结果要好于基于频率的检测结果。最后,通过对3层框架模型的4种损伤工况下的结构损伤检测结果的分析,认为利用模态测量参数和神经网络方法能够准确地识别结构损伤的位置,而且能较精确地识别结构损伤的大小。     

Grid movement techniques and their influence on laminar fluid–structure interaction computations

The efficiency and accuracy of grid movement methods for a typical fluid–structure interaction configuration is investigated. The set-up consists of a thin elastic structure including one rotational degree of freedom fixed in a laminar channel flow. Two different cases are considered, i.e., small and large structural deformations. The comparison is carried out by using two algebraic methods, linear and transfinite interpolation, and two elliptic solution strategies also providing boundary orthogonality. A reference solution is obtained from a mixed approach. The evaluation of efficiency and accuracy is based on computation times, number of coupling steps, structural displacements and swiveling frequencies. All mesh movement techniques are employed in the frame of a partitioned solution procedure involving the block-structured finite-volume flow solver FASTEST, the finite-element structural solver FEAP, and the coupling interface MpCCI.     

含3个分配点结构的弯矩分配公式法精确解

为了提高弯矩分配法的计算速度和精度,将弯矩分配传递的过程视为多个等比数列的运算过程. 在第一轮弯矩分配与传递结束后,可得出各个等比数列的首项和公比,并利用等比数列公式直接求和求得精确解.提出了含有3 个分配点结构的弯矩分配公式法,在弯矩传递中采用双向传递,并通过等比数列公式求精确解.以结构、载荷均不对称的两跨刚架为例,将手算与电算结果进行比较,验证了该方法求解的精确性和实用性.