Solution and analysis for a dynamics problem withfriction of a rigid-body

给出一个考虑摩擦的动力学习题及其对该题目的一般求解过程,并有针对性地设计两个不同问题,通过对设计问题的讨论,指出该题目看似正确的计算过程中隐藏的问题,并分析了产生问题的原因.     

一道考虑摩擦的动力学习题的求解与分析

给出一个考虑摩擦的动力学习题及其对该题目的一般求解过程,并有针对性地设计两个不同问题,通过对设计问题的讨论,指出该题目看似正确的计算过程中隐藏的问题,并分析了产生问题的原因.     

纤维增强复合材料层压板的失效过程分析——变参量变分方法

本文建立了关于具有逐层失效不连续本构关系的纤维增强复合材料层压板的参变量变分原理,所构造的受参变量控制的能量泛函的驻值问题可转化为一个拟二次规划问题.本文给出了一个求解此规则问题的有效算法.本文方法的优点在于避免了分析层压板强度的冗长迭代过程,可在一个加载步内求出对应各单层失效的一系列强度比值.     

高速列车的关键力学问题

在过去10 年时间, 中国和谐号系列高速列车经历了一系列速度上的飞跃. 在最初引进消化吸收基础上, 研制了新一代高速列车并大规模投入运营, 伴随这一过程的大量试验与工程实践, 大大促进了对高速铁路这样一个车- 线- 网- 气流强耦合的复杂大系统中的关键力学问题的深入理解和全面研究. 该文将从6 个方面对高速列车研制和运行过程中的典型力学问题的研究进展以及未来的研究方向做一个梳理. 考虑到这样一个大系统的复杂性,同时也为了使对高速列车感兴趣的技术与科研人员对这些力学问题有一个比较全面的认识, 文中将分别就高速列车的空气动力学、弓网关系、车体振动与车体模态设计、车体运行稳定性、高速轮轨关系、关键结构的运行可靠性和列车噪声等方面的研究进行总结和展望. 同时也对中国及国际高速列车发展趋势及其中的力学问题做了一个简要介绍.      

用能量法求解复杂过程问题时应注意的一个问题

通过对一个小题目求解过程的质疑,指出用能量法求解复杂问题时,构件在变形过程中的应变能是不能忽略的.     

吊钩的安定性分析

本文对上海港务局环眼吊钩进行了分析.首先按三维问题进行了弹性计算,在此基础上进行安定分析.分析过程中找到了线性化的方法,最后把问题归结为一个线性规划问题.通过编制专用程序,求得安定载荷的下限值.从计算结果可以看出,如果用这种方法进行设计,至少可以对现有吊钩的承载能力提高20%以上.而且这种方法对某些其他机械结构的设计也将有着某些参考意义.     

骨组织生长重建的力学生物学机制研究进展

生物力学已被证实是骨组织生长、重建及成形当中一个十分重要的因素. 骨组织的损 伤修复过程本质上是细胞的生物学过程和应力作用下的生长过程. 这虽然肯定了生物力学在 骨组织生长、重建过程中的重要地位, 但是, 人们对生物力学因素如何诱导骨生长、 重建的力学生物学机制仍不甚了解. 而骨组织工程需要更为科学完善的细胞生物学机制来研究和探 索骨组织的构建过程. 本文概述了国内外生物力学与骨组织生长重建的宏微观理论, 主要讨 论了骨组织结构及功能形成过程中的力学生物学相关问题.     

具有集中弯矩作用时弹性梁接触规律研究

对作用有集中弯矩时梁的接触问题,由于接触反力不可能在一点处产生集中反弯矩而使接触规律变得复杂.本文给出了两个新的接触规律定理,并通过一个算例揭示了接触区与反力发展变化过程的规律.     

疲劳文献的初步分析

疲劳是力学上的一个分支.主要是研究材料和构件在承受交变循环载荷作用下的强度、应力状态与寿命关系问题.材料在循环加载下,某部可发生损伤递增过程.经一定的应力或应变循环后,损伤累积可使材料产生裂纹,进一步扩展后可完全断裂.这种情况叫作疲劳破坏.疲劳问题是一个涉面很广的学术课题.据统计, ...     

岩石三维破裂过程分析软件开发及其应用

概述了岩石破裂过程的研究现状和建立三维破坏过程数值模型的研究意义，介绍了 岩石破裂过程分析的数值思想以及软件特点、软件编制的实现方法，针对岩石基本力学 试验和破坏特点、工程混凝土的拉伸裂缝问题做了几个实例模拟分析. 结果表 明RFPA^{3D}可以很好地反映实际岩石破裂的特点和基本规律，为岩石破裂过程分析提供了一个有力的工 具.     

Parametric quadratic programming method for viscoplasticity

Perzyna model in viscoplasticity has been studied by the parametric variationalprinciple,which could be transformed into solving the parametric quadratic programmingproblem.The FEM form of this problem and its implementation have also been discussed inthe paper.     

时域自适应算法求解弹性地基薄板的动力问题

为更精确地求解弹性地基薄板的动力响应,发展了一种分段时域自适应算法,通过变量在离散时段内的展开,将时空耦合的初边值问题转化为一系列递推的基于有限元(FEM)的空间问题求解,通过自适应计算保持稳定的计算精度。数值算例表明:本文解与解析解相比最大相对误差不超过3.59%;当步长较大时四阶Runge-Kutta法和Newmark法均失效,本文所提算法仍可得到满意的计算结果。     

Buckling load optimization of beams

In this paper, shape optimization is used to optimize the buckling load of a Euler–Bernoulli beam having constant volume. This is achieved by varying appropriately the beam cross section so that the beam buckles with the maximum or a prescribed buckling load. The problem is reduced to a nonlinear optimization problem under equality and inequality constraints as well as specified lower and upper bounds. The evaluation of the objective function requires the solution of the buckling problem of a beam with variable stiffness subjected to an axial force. This problem is solved using the analog equation method for the fourth-order ordinary differential equation with variable coefficients. Besides its accuracy, this method overcomes the shortcomings of a possible FEM solution, which would require resizing of the elements and recomputation of their stiffness properties during the optimization process. Several example problems are presented that illustrate the method and demonstrate its efficiency.     

膜-基复合材料界面剪应力分析的影响系数法

提出了一种计算膜 基复合材料界面剪应力的新方法。将薄膜、基体分别作为二维和三维问题进行有限元计算 ,利用影响系数 ,以剪应力为未知量 ,求出同一点处薄膜、基体的位移。通过薄膜、基体在界面上位移相等的条件建立线性方程组 ,联立求解 ,计算出界面剪应力。结果表明 ,本文提出的方法思路清晰 ,易于实现 ,精度令人满意 ,为膜 基复合材料结构强度分析提供了一种新的途径     

The optimal control variational principle and finite elements analysis for viscoplastic dynamics

This paper presents the optimal control variational principle for Perzyna model which is one of the main constitutive relation of viscoplasticity in dynamics. And it could also be transformed to solve the parametric quadratic programming problem. The FEM form of this problem and its implementation have also been discussed in the paper.     

激光加热金属薄膜的热弹性研究

基于电子-声子相互作用的双曲两步热传导模型的超快热弹性理论,计及晶格的热传导效应,利用有限元方法研究了无限大金属薄膜在短暂激光冲击下诱导的位移、应力、应变和温度等物理量的演化特点,与已有文献比较,说明该方法的合理性与正确性.比较了计及电子热爆发力与不计电子热爆发力对位移、应力等物理量的影响,说明计及电子热爆发力的必要性...     

流固耦合问题中的附连水质量研究

导弹在水下运行时受到水流，波浪和冲击波等流体动力的激励时弹性将产生振动，其周围流场亦将发生变化，这种流场的变化反过来使结构受到的流体动力激励发生变化，使弹体形成新的振型，这样便形成反馈的流体－结构相互作用的流固耦合问题。在用有限元解决此类问题时，原有的动力方程中将出现附连水质量项，所以对如何运用有限元法解决附连水质量的计算是十分有意义的。本文利用变分原理推导出三维流场中附连水质量的一般公式，并给出     

应力波与带软衬垫的地下结构动力相互作用

本文应用有限元法分析了应力波与带软衬垫的地下结构动力相互作用问题。软衬垫假定为弹塑性并用Mises屈服准则描述,而且考虑其几何非线性的影响。结构与介质按弹性考虑。文中给出了有限元计算所涉及的几何与物理非线性问题的一般基本公式。计算和分析了应力波通过软衬垫后结构运动特性。并与相同条件下未加软衬垫的地下结构进行了对比,从中得出了软衬垫的几何非线性、物理力学参数以及几何尺寸等因素对结构运动的影响规律。文中还对大、小应变理论的应用界限进行了讨论。     

Self-adaptive strategy for one-dimensional finite element method based on EEP method with optimal super-convergence order

Based on the newly-developed element energy projection （EEP） method with optimal super-convergence order for computation of super-convergent results, an improved self-adaptive strategy for one-dimensional finite element method （FEM） is proposed. In the strategy, a posteriori errors are estimated by comparing FEM solutions to EEP super-convergent solutions with optimal order of super-convergence, meshes are refined by using the error-averaging method. Quasi-FEM solutions are used to replace the true FEM solutions in the adaptive process. This strategy has been found to be simple, clear, efficient and reliable. For most problems, only one adaptive step is needed to produce the required FEM solutions which pointwise satisfy the user specified error tolerances in the max-norm. Taking the elliptical ordinary differential equation of the second order as the model problem, this paper describes the fundamental idea, implementation strategy and computational algorithm and representative numerical examples are given to show the effectiveness and reliability of the proposed approach.     

常规螺杆泵定子有限元分析

螺杆泵定子橡胶不仅是易损构件，而且它与转子的配合状况对螺杆泵的工作性能影响显著。目前，还没有能够直接对实际工况下的定子橡胶的变形和受力状态进行测试的有效手段，因此对螺杆泵定子进行有限元分析自然是有益的尝试。重点研究定子橡胶衬垫内轮廓线的变形规律，而应力和应变分布情况仅作为辅助性的分析；对螺杆泵工况的考虑方面，重点研究均匀内压作用的情况，再考虑工作压差以及定子与转子的装配等所引起定子橡胶的变形和受力的变化。利用有限元分析软件Abaqus，对螺杆泵定子进行研究，得出了螺杆泵定子在不同工况下的受力状态和变形规律以及定子材料参数对变形规律的影响。利用此规律可对螺杆泵进行优化设计，提高其工作效率。