结构损伤探测的基本方法和研究进展

对目前关于结构的损伤探测的基本方法和最新的研究进展进行了回顾主要介绍利用结构的振动响应和系统动态特性参数进行结构损伤探测的方法和研究进展,并进行了相应的评述．对利用应力波效应和神经网络技术的损伤探测方法也做了简要的介绍和评述．最后对这一研究领域未来的若干研究方向进行了展望．     

箱型结构损伤分析的空间网格多尺度模拟方法

为高效模拟空间效应显著的结构在关键局部的损伤，本文研究建立了以损伤分析为目标的空间网格多尺度模拟方法．首先基于变形协调法和内力平衡法，研究了空间网格多尺度建模中的跨尺度界面连接方法，对比分析了两种界面连接合理性．以三跨连续刚构混凝土箱梁在地震载荷下的损伤为分析案例，验证了空间网格多尺度模型在结构损伤分析中的可行性及其在计算效率上的优越性．分析结果表明：空间网格多尺度模型可以精确模拟结构的静力效应和动力特性；空间网格多尺度模型既考虑了结构空间效应，又可以高效分析箱梁结构局部易损部位的损伤演化过程，从而为空间效应显著的结构损伤分析提供了更为实用精细的计算模拟方法．     

非结构网格变形方法研究进展

动网格技术中的非结构网格变形是计算流体力学和计算固体力学的关键技术之一. 本文在总结现有非结构网格变形方法的基础上, 提出了一种网格变形方法的详细分 类, 将现有方法归类为虚拟结构法、偏微分方程法和代数法. 本文综述了各类方法 的最新研究进展, 分析并比较了各类方法的特性, 评述了当前网格变形研究的几个 主要方向:复杂结构外形在不规则变形下的动网格生成、三维动网格生成、并行动 网格生成和动节点技术. 最后简要地探讨了该领域的发展趋势.     

人工智能在断裂力学的应用——裂纹识别、诊断及预测

在过去的二十年里，人工智能学者不断开发新的技术及方法应用于解决工程问题。虽然许多学者已经成功应用这些人工智能技术及方法解决工程问题，但是目前还没有相关文献系统地介绍这些技术及方法在断裂力学中的应用与发展。主要介绍了经典断裂力学的发展以及成果，并归纳总结近年来人工智能方法在断裂力学中的应用，将其成果细分为三类，包括失效模式识别，损伤和失效的检测及诊断和断裂参数的表征、反演和预测。详细讨论了人工智能方法在上述三个方面的应用情况。最后分析了这些人工智能方法在断裂力学领域中的优点及不足并提出了未来可能的研究方向。     

自适应网格技术在流体力学界面处理中的应用

自适应网格技术是流体力学数值计算中的重要内容之一．不仅能够处理大变形问题，而且能够大大提高物质界面的计算精度。针对结构网格给出了网格细化结构、误差估计、数据管理、网格产生算法等。通过对强激波双马赫反射及Rayleigh-Taylor界面不稳定性现象进行数值模拟．获得符合精度要求的对激波阵面及物质界面自适应跟踪结果。     

CFD多块网格生成新进展

网格生成是计算流体力学的重要组成部分,多块网格在CFD实践中获得了广泛的应用．结合对网格生成技术规范和网格生成系统的讨论,综述了多块网格近年来的新进展,重点评述了网格拓扑和网格拼接技术（包括所谓的连续拼接、非结构拼接和广义拼接）,完整飞机外形多块网格生成策略,自动分块技术以及相应的块合井技术,CAD和CFD之间的数据交换技术和基于NURBS的曲面网格生成技术,网格质量分析和控制技术,若干网格生成新方法,以及多块网格在航空气动力数值模拟中的应用．     

三维非结构聚合多重网格法数值模拟研究

在三维非结构网格上应用聚合式多重网格技术来加速Euler方程的收敛过程．自行设计了一种高效率的网格聚合方法．采用四重三维非结构网格，在每一层网格上采用有限体积法进行计算．通过对M6翼型的数值求解验证了多重网格加速收敛的高效性．     

固体力学中的无网格方法

简要地介绍了目前在无网格方法中主要使用的近似方案：移动最小二乘法、核函数法和单位分解法,并对这些方案的联系及各自的一致性条件进行了讨论;此外,对于无网格方法在数值计算中的离散方案、积分方案、边界条件的引入以及如何处理场函数或其导数的不连续性加以论述．     

基于Rayleigh-Ritz算法的梁裂缝损伤识别及试验研究

结构动态特性的变化则预示结构出现损伤，基于Ritz线性近似，文中提出一种裂缝损伤识别的方法，用以识别结构裂缝损伤位置及损伤程度。该方法分两步：首先用模态子空间近似关系．消去模态应变能表达式中的整体刚度矩阵和整体质量矩阵，避免模型误差对识别结果的影响。再采用计算向量空间夹角的方法分离损伤位置与损伤程度的耦合影响，进而识别出单元裂缝损伤位置；其次，识别损伤程度采用二次线性规划方法，不再计算特征值灵敏度。线性约束条件保证了二次规划问题的解是唯一的。模拟筒支梁几种裂缝损伤情况进行数值计算与模态试验，利用所得模态参数对该算法程序进行了验证，识别出了裂缝损伤的确切位置及损伤程度，并进行了误差对比。结果表明，该算法由于不用整体结构的数值模型，从而避免了边界条件、连接条件及材料特性参数等因素对识别结果的干扰，识别精度得到提高，将其用于结构损伤识别是可行的。     

CFD模拟方法的发展成就与展望

本文综述了计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD),尤其是计算空气动力学的发展概况.从计算方法、网格技术、湍流模型、大涡模拟等方面分别总结了CFD所取得的成就,分析了当前存在的问题、困惑,展望了其发展趋势.在CFD计算方法中,主要介绍了中心格式、迎风格式、TVD格式、WENO格式、紧致格式以及间断Galerkin有限元方法,对不同方法的原理和特性进行了系统阐述.网格技术包括结构网格、非结构网格、混合网格以及重叠网格,重点讨论了重叠网格的若干关键技术.在湍流模型中,对目前的模型进行分类介绍,包括线性涡黏性模型、二阶矩模型、非线性模型等,还介绍了转捩模型、DES方法以及SAS方法等.在大涡模拟方法中,就其中若干相关的研究方向进行了探讨,包括滤波方法、亚格子模型、收敛标准、数值格式等. 文中还包含了作者在相关领域的若干研究成果.     

新型复合材料点阵结构的研究进展

复合材料点阵结构是一种具有轻质、高比强、高比刚以及多功能潜力的新型结构材料, 近几年受到国外学者的极大关注, 是新一代结构材料一体化的理想结构材料. 本文概述了点阵复合材料及结构的发展历程, 包括复合材料点阵结构的拓扑构型设计、制备工艺研究、力学性能表征、失效模式分析、预报模型评价等方面的工作, 并给出了复合材料点阵结构的力学性能、失效模式和理论数值模型汇总表以及修正后的材料强度与密度关系图. 同时, 本文对复合材料点阵结构可能应用的领域进行预测, 并对其未来发展进行了展望.     

折纸结构和折纸超材料动力学研究进展

折纸结构和折纸超材料由于其无穷的设计空间, 突出的变形状、变大小、变拓扑特性, 以及由折叠诱发的超常规力学特性, 在最近几年迅速成为数学、物理和工程学科的研究前沿和热点. 折纸结构和折纸超材料在航天、医疗、材料、机器人等众多工程领域具有广泛的应用前景, 其典型的代表包括大型空间可展开结构、自折叠可重构机器人、微型可折叠器械等. 随着应用范围的不断扩大, 折纸结构和折纸超材料的动力学问题日益突出, 不仅涉及其动力学建模和参数辨识, 还包括动力学机制分析与实验测试. 折纸结构复杂的空间几何关系、丰富的变形模式、折叠诱发的全局强非线性本构关系等给动力学研究带来了很多新挑战和新机遇. 本文首先阐述了折纸结构和折纸超材料的研究背景和意义, 并简要概述了折纸的基本定义、假设和分类, 以及折纸结构和折纸超材料的几何设计、静力学和运动学特性. 随后, 本文系统回顾了折纸结构和折纸超材料动力学研究中相关问题的最新进展, 包括: (1) 动力学建模及参数辨识方法; (2) 动力学理论、有限元和实验分析手段; (3) 折叠诱发的动力学行为, 包括双稳态和多稳态动力学行为、瞬态动力学行为和波传播动力学行为等; (4) 典型动力学应用. 本文最后提出了折纸结构和折纸超材料动力学研究中若干值得关注的问题.      

土木工程结构健康监测系统的研究状况与进展

土木工程结构健康监测的研究是近年来国际学术研究的热点问题之一, 涉及许多不同的研究领域,如数据采集系统、信号处理、结构分析等.阐述了实施土木工程结构健康监测的必要性和 迫切性,介绍了结构健康监测系统的概念、组成及其应用,分析研究了结构健康监测系统的各个子系统的功能、特点和实现方法, 重点讨论了实现各子系统的理论、方法和存在的若干力学问题,论述了结构健康监测在国内外土木工程领域的应用状况, 最后对结构健康监测领域的几个重要问题做了展望.     

轻质高强点阵材料及其力学性能研究进展

点阵材料是一种新型轻质高强材料, 同时具备形状控制、致动、能量吸收和传热等多种功 能. 文章综述了点阵材料的拉伸主导型设计原则、点阵构型和制备工艺. 拉伸主导型点阵材 料的比强度和比刚度明显强于一般胞元材料, 在低密度时质量效率更加突出. 根据材料的基 本构型特征主要介绍了三维八角点阵以及夹层点阵材料, 比较分析了熔模铸造法和冲压折叠 成型工艺的特点. 总结了研究点阵材料力学性能的理论方法和试验研究成果, 研究表明缺陷 对点阵材料力学性能的影响明显小于一般胞元材料. 对点阵材料在形状控制与致动、传热和 数值计算方面的应用研究成果进行了介绍. 文中归纳了作者近期在炭纤维点阵复合材料方面 的工作, 给出了制备炭纤维隐身点阵格栅的探索性工作. 主要包括炭纤维点阵复合材料的三 维编织工艺和二维点阵格栅的嵌锁工艺以及隐身点阵格栅反射率试验测试结果.     

声光子晶体带隙特性与声光耦合作用研究综述

声光子晶体是一种同时具有光子和声子带隙的周期性结构.声光子晶体为同时控制电磁波和弹性波的传播提供了一个系统的平台,并在光学、声学及声光多功能器件、腔光力学等领域展现了十分广阔的应用前景.论文首先介绍了声光子晶体的基本概念,包括声光子晶体的材料、空间周期分类、能带结构的计算方法等;阐述了不同体系下声光子晶体双重带隙的特性,以及拓扑优化方法在声光子晶体带隙优化方面的应用;然后简要介绍了腔光力学,以及计算声光耦合作用的准静态方法和光力耦合系数方法,并针对当前各种声光子晶体结构中声光耦合作用的研究进行了阐述;还进一步介绍了声光子晶体波导和传感器的相关研究;最后,基于当前声光子晶体的研究进展对未来的研究方向进行了展望,其中涉及到增强声光子晶体谐振腔的声光相互作用、三维声光子晶体的研究、声光超构材料的设计、声光子晶体器件设计与应用等.     

结构塑性动力响应当前的研究进展和重点

本文从结构塑性动力响应的工程背景和研究特点出发,简要介绍了此学科当前的研究进展和重点。主要评述了国内外学者所关注的一些基本理论问题和研究方法。同时也提出了数值分析和近似方法中尚待解决的问题。     

航天柔性结构振动控制的若干新进展

围绕航天柔性结构的振动控制，从结构及材料的数学模型、材料及器件、基本理论与方法和一体化振动控制几个方面对一些研究的最新进展进行了介绍．主动控制和被动控制的一体化技术研究是当今航天柔性结构振动控制研究的重点，两种控制方法的结合不仅优点互补，而且提高了控制系统的性能．控制用材料和器件的研究在工程应用的推动下，也取得了较快的发展，并促进了振动控制技术的实用化     

轻质点阵超结构设计及多功能力学性能调控方法

随着先进制造技术、多学科交叉和人工智能科技的飞速发展, 高端装备呈现出轻量化、集成化、复合化、功能化、智能化、柔性化和仿生化等发展趋势. 传统结构研究存在结构设计和制造相互分离, 复杂结构制造效率低、实际制造结构的性能指标和使用可靠性大幅低于设计理论预测、结构多功能一体化程度不足、经济成本过高等问题. 此外, 先进工业装备对材料、结构的使用性能、使用环境要求越来越高, 亟需开展结构的设计、制造、功能、应用一体化研究, 为解决我国先进制造“卡脖子”技术难题提供理论依据和技术支持. 轻量化多功能点阵超结构具有轻质高强、抗冲击吸能、减振降噪等性能优势, 在航空航天、交通运输、国防、生物医疗、能源、机械等工业领域具有巨大的应用潜力. 有鉴于此, 受多晶体微结构的多尺度力学设计启发, 以“点阵超结构力学设计”为主题, 开展点阵超结构的节点、杆件组元, 胞元类型、双相结构、梯度结构、多层级结构等典型点阵超结构的几何构筑和力学设计, 并阐明多晶体多尺度微观结构启发的点阵超结构力学设计基本原理、多功能力学性能调控方法, 以及点阵超结构在不同类型载荷下的结构变形和失效物理机理.      

Thermomechanical properties of strut-lattices

The quest for light and strong construction materials in transportation systems has inspired significant research interest in miniaturized strut-lattices. In such applications, it is possible for these structures to be subjected to extreme loading conditions involving both temperature and pressure. We evaluate the effective thermomechanical properties of periodic lattices using an energy-based homogenization method under the assumptions of small strut-level deformation. The effects of multi-phase strut constituents on the behavior of the overall lattice are assessed with the aid of various topologies. Some examples that highlight different ways in which one could engineer these materials to perform unique thermomechanical functions are presented. These examples include lattice structures with zero and negative effective thermal expansion coefficients. The role played by temperature on multi-axial yield modes is analyzed. Also investigated are the pressure-induced nodal forces in non-symmetrically joined struts within a pressurized lattice at non-ambient temperatures.     

管状接头应力分析在我国的进展

本文介绍与评述我国近10年来管状接头应力分析研究的进展情况。从理论与实验两方面对管状接头的弹性、弹塑性与刚塑性行为作了探讨,并指出它们在近海平台结构中的应用。