超静定杆系结构荷载效应分布概型及数字特征

本文以结构网格分析法为基础,导出了超静定杆系结构荷载效应特征函数算式.由此,可求得超静定杆系结构荷载效应分布概型及其数字特征.     

解析法解杆系拉(压)超静定问题

 阐述了几何法分析拉(压)超静定杆系变形相容关系存在的困难，提出了用解析法求解 超静定杆系的方法并给出了算例.     

平面刚架内力与变位的一种解析法

本文以杆系结构有限元法的思想为基础,引用Dirac δ函数与Heaviside Step函数,将梁的弯曲问题中的初参数法推广应用到杆系结构,并参照超静定结构分析中的混合法,提出平面刚架内力与变位分析的一种新方法。     

建立超静定杆系变形协调方程的能量方法

由能量法并利用各杆的静力关系，推导超静定杆系的变形协调方程．     

基于极大熵思想的杆系结构拓扑优化设计研究

基于极大熵原理，提出了一种新的杆系结构拓扑优化方法。通过引入应变能密度函数，将极大熵与拓扑优化建立了内在联系，从而将拓扑优化问题转化为寻求最佳应变能分布的问题。最后给出了几个典型算例，结果表明，结构的刚、强度可靠性随信息熵的增加而呈上升趋势。     

逐段变形效应叠加法的能量法证明及其推广

 采用能量法证明了计算静定的梁、刚架和杆系位移的逐段变形效应叠加法，并讨论了 对于组合变形和非线性问题的推广.     

静定结构受力分析中约束力换算公式与二力杆的妙用

对于满足两刚片规则或三刚片规则的简单静定结构,可以证明,用平衡方程进行受力分析时,必可做到一个方程解一个未知力。本文在一个方程解一个未知力的基础上,进一步提出了约束力换算公式及二力杆转化思路,使静定结构的受力分析更加简化。     

THE CONVERSION FORMULA OF CONSTRAINED FORCES AND THE TWO-FORCE BAR METHOD FOR FORCE ANALYSIS OF STATICALLY DETERMINATE STRUCTURE1)

对于满足两刚片规则或三刚片规则的简单静定结构,可以证明,用平衡方程进行受力分析时,必可做到一个方程解一个未知力。本文在一个方程解一个未知力的基础上,进一步提出了约束力换算公式及二力杆转化思路,使静定结构的受力分析更加简化。     

求解钢压杆极限承载力的有限条塑性系数增量初应力法

本文提出了有限条塑性系数增量初应力法，用于分析钢压杆的弹塑性稳定极限承载力，该法采用分级加载，用有限条法建立结构的增量平衡方程；在塑性范围，引入截面的塑性系数对弹性刚度进行折减得到结构的弹性刚度矩阵；用修正的Ｎｅｗｔｏ－Ｒａｐｈｓｏｎ方法迭代求解，数值结果表明，本法效率较高，与钢压杆试验结果吻合良好，可以考虑残余应力和载荷偏心的影响，可望实现大型超静定结构的极限载力分析。     

钢桁架优化设计中稳定及收敛问题的有效解法

在超静定型钢桁架满应力优化设计中，压杆的稳定性，即：计算 迭代中压杆的稳定许用应力，提高迭代过程的收敛速度，是两个关键问题，迄今为止 尚未得到有效地解决，从而影响了满应力优化设计方法在桁架结构中的应用. 为解决上述两问题, 首先建立了两个拟合函数，建立了型钢截面积与惯性半径及压杆的稳定， 系数与柔度之间的函数关系，继而导出了压杆稳定许用应力的计算方法， 归纳出了加速收敛的有效措施------面积平均法. 算例证明了 本文方法的可靠性，供有关结构设计人员参考.     

Entropy Flux Relation for Viscoelastic Bodies

Thermodynamic restrictions of elastic materials in general are well-known based on the Clausius–Duhem inequality by employing the simple Coleman–Noll procedure. One of the basic assumptions in this entropy inequality is that the entropy flux is defined as the heat flux divided by the absolute temperature. To avoid this unnecessary and possibly too restrictive assumption, the general entropy inequality has been proposed and its thermodynamic consequences exploited following the Müller–Liu procedure in which supply-free bodies are considered and Lagrange Multipliers are introduced. In this new thermodynamic theory, the entropy flux and heat flux relation identical to the above assumption has not been proved for elastic bodies in general. For isotropic elastic bodies, it was proved by Müller in 1971, using explicit isotropic representations for constitutive functions. Unfortunately, the procedure contains a flaw which was later pointed out, but can not be easily resolved. Although it was shown later that it can be proved by Müller–Liu procedure, it has not been available in the literature. In this paper, we shall establish this result, providing the missing details in the previous proof. The analysis will be carried out for isotropic viscoelastic materials and the case of elastic materials follows as a special case.      

结构鲁棒优化的非概率集合理论凸方法

以传统的优化理论为基础，考虑含不确定结构参数的情况，提出了非概率凸集合理论的 结构优化方法. 将结构优化列式中的目标函数与约束条件所含有的不确定参数用凸集合 定量化，只需知道其所在范围的边界，降低了以往处理不确定性问题概率方法需要知道不确 定参数的均值、方差或概率分布密度等详细统计信息的要求. 提出的鲁棒优化方法在使 目标函数达到设计要求的同时，结构还能承受结构参数在其所在范围内变化引起结构性能的 变异. 通过优化问题中普遍使用的10杆平面桁架和一个72杆空间桁架实例，给出了当 结构参数为名义值时结构的优化结果，以及结构参数具有不确定性时的优化结果，力求表明 所介绍的方法的可行性和优越性.     

基于凸集模型的结构地震多维易损性分析

将凸集模型应用于结构的地震多维易损性分析。建立钢筋混凝土框架结构模型，选择最大层间位移角和最大层加速度两种参数建立多维性能极限状态方程。通过平均信息熵理论，获得两种参数的区间估计。考虑椭球模型和区间模型两种形式的凸集模型，在标准空间内通过拉丁超立方抽样生成样本点，通过矩阵变换将其映射到凸集空间内，建立结构地震响应的凸集模型。将凸集变量样本点代入极限状态方程，进行了易损性分析。采用概率模型进行对比计算，研究表明，与概率模型相比，当PGA较小时，凸集模型的破坏概率较大，而PGA较大时，凸集模型的破坏概率较小；椭球模型和凸集模型的分析结果差距较小，在各个PGA下破坏概率差值仅为0.05~0.1，因此可以不考虑凸集类型不同对易损性分析结果的差异。     

桁架结构非概率可靠性拓扑优化

考虑非概率可靠性的拓扑优化对于非确定参数和荷载条件下结构的概念设计具有重要意义,有关研究国内外少见报道.本文利用凸模型理论,考虑优化迭代过程的需要,提出改进的非概率可靠性指标的定义,并针对桁架结构拓扑优化设计问题建立了以杆件截面积为设计变量、结构重量极小化为目标、具有非概率可靠性指标约束的广义尺寸优化数学模型.本文指出,考虑桁架结构参数的不确定性的条件下所得到的最优杆件布局与确定性优化所得到的结果可能有显著不同.对文中提出的数学模型,采用数学规划算法求解,数值算例结果令人满意.本文工作表明了桁架结构非概率可靠性拓扑优化设计的可行性和所提出算法的有效性.     

On Entropy Flux of Transversely Isotropic Elastic Bodies

Recently (Liu in J. Elast. 90:259–270, 2008) thermodynamic theory of elastic (and viscoelastic) material bodies has been analyzed based on the general entropy inequality. It is proved that for isotropic elastic materials, the results are identical to the classical results based on the Clausius-Duhem inequality (Coleman and Noll in Arch. Ration. Mech. Anal. 13:167–178, 1963), for which one of the basic assumptions is that the entropy flux is defined as the heat flux divided by the absolute temperature. For anisotropic elastic materials in general, this classical entropy flux relation has not been proved in the new thermodynamic theory. In this note, as a supplement of the theory presented in (Liu in J. Elast. 90:259–270, 2008), it will be proved that the classical entropy flux relation need not be valid in general, by considering a transversely isotropic elastic material body.      

信息熵原理在结构优化中的应用

首先将一些结构优化问题化归一类最小—最大优化问题,然后提出一种求解这类问题的信息熵模型.算例表明这一方法有较好的计算效率.     

基于信息熵的模糊随机结构有限元法

本文利用信息熵的概念,将不确定性（模糊的、随机的）变量统一为随机变量,将模糊随机结构形式上视为随机结构进行处理,从而提出了不确定性结构有限元分析的一种新方法。当不确定结构转换的等效随机变量处于小扰动情况下,利用摄动法得到有限元递归方程组,解之可以得到响应量的均值和方差。     

Entropy of microstructure

Two points are made in this paper: first, energy of random structures is not determined uniquely by any finite set of the characteristics of microstructure. The information lost is characterized by entropy of microstructure; it describes the scattering of the values of energy. Therefore, entropy of microstructure is a key thermodynamic parameter in phenomenological modeling of the behavior of random structures. Second, mathematical modeling of a random structure is based on the construction of its probabilistic measure; a way to select the probabilistic measure from the experimental data is outlined. The corresponding probabilistic measure is remarkably similar to that of classical statistical mechanics, though the underlying physics is quite different. After the probabilistic measure is chosen, the entropy of microstructure can be found from the analysis of the homogenization problem. Entropy of microstructure is computed in two example problems. Applications to phenomenological modeling of work hardening are discussed.     

基于凸集合模型的非概率可靠性研究

研究了结构不确定参量用超椭球凸集描述情况下的非概率可靠性问题,提出了一个可靠性指标,可用于度量超椭球凸集模型与区间变量共存情况下的结构安全程度;给出了该指标的求解算法;设计了超椭球凸集模型的Monte Carlo仿真算法,通过算例比较了该指标与传统概率可靠性指标之异同。     

地形信息熵/INS组合导航技术研究

应用信息熵的原理,利用不受外界干扰的地形信息作为导航系统的辅助信息,设计了一种地形信息熵最小方差匹配算法,它采用KALMAN滤波来实时修正惯性导航系统的误差。仿真试验结果表明,基于地形信息熵的辅助导航是一种自主式辅助导航模式,具有定位精度高的优点,可有效抑制惯导系统的误差,具有实际应用前景。