最大地面风速的预测研究

为了解决航天发射场极值风速的预测问题,本文提出了用于极值风速预测的一种新方法－－相关系数法,并利用此方法对三种典型的概率分布进行了对比研究,在对比过程中,检验了三组极值风速,假设每组检验样本内的极值风速数据是统计独立的,于是极值风速就可以描述为随机过程,研究表明最适于描述极值风速的概率分布是reverse Weibull分布,与peak-over-threshold法所得出的结论具有良好的一致性。     

考虑残余强度影响的岩石损伤本构模型

基于岩石微元强度服从Weibull分布规律,引入损伤变量修正因子,建立了考虑残余强度影响的岩石损伤本构模型.运用多元函数求极值的方法,推导了含修正系数的模型参数m和F0的理论表达式;对模型修正因子的选取进行了讨论分析.结果表明:本文修正模型的实质是增加了一个含有修正系数的线性项;修正系数δ主要反映岩石的残余强度特征,选取合适的δ值可以提高修正后本构模型的准确性.     

基于Weibull云模型的陀螺输出可靠性分析

针对正常条件下难以得到长寿命陀螺失效数据,传统的基于失效数据的可靠性分析方法难以适用的问题,提出了一种基于Weibull分布的陀螺输出可靠性分析方法。作为一种在模糊数学和概率统计的基础上提出的不确定性转换模型,Weibull云模型综合考虑了模糊性、随机性以及二者之间的关联性,因此这种基于概率统计的分析方法不需要失效时间数据。首先给出了Weibull云模型的隶属函数及其特征;然后推导了Weibull云模型的推理规则和参数估计方法,并给出了两种Weibull云发生器的构造方法;在此基础上给出了一种基于Weibull云模型的陀螺输出可靠性分析方法;最后为验证该方法的适用性,运用Weibull云模型对某型半球谐振陀螺的输出可靠性进行了分析,并引用置信度的概念来描述其输出稳定性。试验结果表明,运用Weibull云模型分析得到的陀螺输出可靠性结果与实际应用中相一致。     

A DAMAGE CONSTITUTIVE MODEL OF ROCK WITH CONSIDERATION OF RESIDUAL STRENGTH

基于岩石微元强度服从Weibull分布规律,引入损伤变量修正因子,建立了考虑残余强度影响的岩石损伤本构模型.运用多元函数求极值的方法,推导了含修正系数的模型参数\(m\)和\(F_{0}\)的理论表达式;对模型修正因子的选取进行了讨论分析. 结果表明：本文修正模型的实质是增加了一个含有修正系数的线性项;修正系数 \(\delta \)主要反映岩石的残余强度特征,选取合适的 \(\delta \) 值可以提高修正后本构模型的准确性.     

基于实测数据的扁平钢箱温度梯度疲劳应力谱分析方法

为研究扁平钢箱梁温度疲劳应力谱,以南溪长江大桥悬索桥主梁为研究对象,基于温度传感器长期实测数据,筛选实测数据的日温度极值,运用广义极值模型描述季节极值概率分布并采用极值外推方法得到设计基准期极值模型。引入拉丁超立方抽样(LHS)法对极值模型进行抽样,得到日温度极值样本。结合日温度极值样本和正弦函数模型,构建服役期内关注点的温度时程曲线。基于有限元ANSYS软件平台,分析不同温度梯度下关注点的应力效应,回归温度梯度与疲劳应力的线性关系式,依据温度梯度时程曲线与线性关系式模型,采用雨流计数法得到钢箱梁温度梯度疲劳应力谱。研究表明,模拟抽样生成的温度样本数据符合温度场的季节变化特征,样本概率模型与实测数据概率模型相对吻合。关注点温度梯度疲劳应力谱能够为扁平钢箱梁疲劳寿命设计提供参考。     

轿车钢板表面形貌特征参数的提取

通过对典型轿车钢板表面形貌的分析,以形貌与其摩擦学性能的关系为出发点,对粗糙表面、粗糙峰和粗糙谷的分布特性进行了统计分析。结果表明：粗糙表面、粗糙峰和粗糙谷数的统计分布特性与润滑及接触等性能密切相关;针对轿车钢板表面、粗糙峰和粗糙谷数在高度方向概率分布曲线的非Gauss特性,提出采用Weibull概率密度函数的非线性曲线拟合对分布特征进行分析处理。所得拟合参数具有非常明确的物理意义,所此可以采用少量参数来较全面地描述其对应的轿车钢板表面形貌特征分布。     

飞行载荷模式识别方法的研究及应用

基于飞机/发动机载荷参数分布概率模型未知,利用常用概率分布结合正确的模式识别方法,得出样本最贴近的概率模型,再根据高精度的概率分布参数估算方法预测出样本极值。利用随机数样本对马氏距离、模糊贴近度和加权距离法三种模式识别方法进行了分析筛选,分析表明,加权距离法能够准确地识别出载荷样本最贴近的概率模型。利用载荷模式识别法分析得出某飞机法向过载最大值可用三参数威布尔分布描述,并通过K-S方法验证了载荷模式识别法分析结果的正确性。建立的载荷模式识别方法和极值预测方法为飞机和发动机可靠性研究提供了重要的方法支持。     

自然贮存环境下某型加速度计贮存寿命评估

某型加速度计贮存于我国亚湿热、亚干热、温和、干燥4个典型气候区。针对历年统计的加速度计的成败型、不完全故障数据,假设其服从指数分布族、Weibull分布族、极值分布族、对数正态分布族,结合工程实际处理异常数据、"倒挂"数据,采用极小?2估计对分布函数的参数进行估计,采用极小?2检验对各分布函数的合理性进行了验证,计算"服从不同自由度下的?2分布随机变量"检验的拟合优度,得到了加速度计贮存可靠性分布函数。通过统计的故障数据,验证了所提出的数学模型评估方法的适用性和正确性,得到了置信度0.90、可靠度0.95条件下加速度计自然贮存寿命。     

圆筒试验JWL状态方程参数的贝叶斯标定

在研究数值模拟的输入参数引入的不确定性时,通常需要人为给定每个输入参数的概率分布,且输入参数概率分布的选择可能会对分析结果产生直接影响。利用贝叶斯方法标定了圆筒试验JWL状态方程参数,得到了标定参数的估计值和后验分布,并研究了不同统计模型假设对标定参数的估计值和后验分布的影响。贝叶斯后验分布融合了基准试验的试验数据的信息,因此将其作为不确定度量化分析时输入参数的初始概率分布,可以尽量减少分布选择引入的认知不确定性。     

基于破坏概率的岩土试件剪切破坏角分析

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岩土体剪切破坏时剪切破坏角是一个一直在探讨的问题,传统理论解为Mohr-Coulomb解和Roscoe解,基于试件的宏观破坏现象受微观破坏概率的分布制约这一前提,从岩土体试件内部破坏概率分布函数的角度重新研究了这一问题。通过对试件内部微观破坏概率由微观到宏观的统计分析与坐标变换,发现在形式上破坏概率主轴即相当于主应力,并基此给出了破坏概率破坏莫尔圆。还对Mohr-Coulomb破坏准则与微观破坏概率统计之间的关系开展了探索分析,结果表明 Mohr-Coulomb准则是描述试件剪切破坏时大量微破坏行为共同作用的统计结果,Weibull分布仅是岩土试件内部破坏概率分布形式的一种描述,基于数学概率推导的岩土试件破坏模型能更好的与试件的破坏准则联系起来。

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一种基于直接计算高阶奇异积分的断裂力学双边界积分方程分析法

相对于有限元法,边界单元法在求解断裂问题上有着独特的优势,现有的边界单元法中主要有子区域法和双边界积分方程法.采用一种改进的双边界积分方程法求解二维、三维断裂问题的应力强度因子,对非裂纹边界采用传统的位移边界积分方程,只需对裂纹面中的一面采用面力边界积分方程,并以裂纹间断位移为未知量直接用于计算应力强度因子.采用一种高阶奇异积分的直接法计算面力边界积分方程中的超强奇异积分;对于裂纹尖端单元,提供了三种不同形式的间断位移插值函数,采用两点公式计算应力强度因子.给出了多个具体的算例,与现存的精确解或参考解对比,可得到高精度的计算结果.      

汶川地震诱发文家沟巨型滑坡 碎屑流基本特征及成因机制初步分析

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2008年5月12日,汶川M80地震在四川省绵竹市清平乡文家沟内诱发一巨型滑坡。通过现场调查得知,滑坡前后缘高差455m,厚度20～30m,滑面为基岩层面,初始方量2750×107m3。滑体在运动中转化为碎屑流。滑坡-碎屑流总的水平运动距离为4022m,垂直运动距离为1443m,遗留的堆积物体积达5×107m3。滑坡距映秀—北川断裂仅36km,位于其下盘,地震烈度达XI度。滑坡导致文家沟中48人遇害,并形成一条完整的地震次生地质灾害链。初步分析表明滑坡启动速度快,滑坡向碎屑流转化过程明显、地点明确。碎屑流运动过程复杂,伴有强烈的“气垫效应”和“前缘气浪冲击效应”。作者认为,文家沟滑坡的高启动速度是长持时强烈地震动作用的结果,与山体的猛烈碰撞是导致滑体解体并转化为碎屑流的原因。     

Preface: Orbits around asteroid

One of the core issues in modern celestial mechanics is the orbital dynamics in the near-regime gravitational field of as- teroids, which provides deep insights into the mathematical nature of a class of nonlinear systems, and plays as a critical basis for in situ explorations of different science goals. Lots of efforts have been made to reveal the characteristics of orbital motion in the vicinity of asteroids, and to improve the skills of asteroid research in methodology.     

Effet de l'anisotropie élastique cristalline sur la distribution des facteurs de Schmid à la surface des polycristauxInfluence of crystalline elasticity anisotropy on Schmid factor distribution at the free surface of polycrystals

Experimental studies of the plasticity mechanisms of polycrystals are usually based on the Schmid factor distribution supposing crystalline elasticity isotropy. A numerical evaluation of the effect of crystalline elasticity anisotropy on the apparent Schmid factor distribution at the free surface of polycrystals is presented. Cubic elasticity is considered. Order II stresses (averaged on all grains with the same crystallographic orientation) as well as variations between averages computed on grains with the same crystallographic orientation but with different neighbour grains are computed. The Finite Element Method is used. Commonly studied metals presenting an increasing anisotropy degree are considered (aluminium, nickel, austenite, copper). Concerning order II stresses in strongly anisotropic metals, the apparent Schmid factor distribution is drifted towards small Schmid factor values (the maximum Schmid factor is equal to 0.43 instead of 0.5) and the slip activation order between characteristic orientations of the crystallographic standard triangle is modified. The computed square deviations of the stresses averaged on grains with the same crystallographic orientation but with different neighbour grains are a bit higher than the second order ones (inter-orientation scatter). Our numerical evaluations agree quantitatively with several observations and measures of the literature concerning stress and strain distribution in copper and austenite polycrystals submitted to low amplitude loadings. Hopefully, the given apparent Schmid factor distributions could help to better understand the observations of the plasticity mechanisms taking place at the free surface of polycrystals. To cite this article: M. Sauzay, C. R. Mecanique 334 (2006).     

Nonlinear behavior of matrix-inclusion composites under high confining pressure: application to concrete and mortar

This paper is devoted to a micromechanics-based simulation of the response of concrete to hydrostatic and oedometric compressions. Concrete is described as a composite made up of a cement matrix in which rigid inclusions are embedded. The focus is put on the role of the interface between matrix and inclusion which represent the interfacial transition zone (ITZ). A plastic behavior is considered for both the matrix and the interfaces. The effective response of the composite is derived from the modified secant method adapted to the situation of imperfect interfaces. To cite this article: T.H. Le et al., C. R. Mecanique 336 (2008).     

Dynamics and Breakup of Viscoelastic Liquids (A Review)

The phenomena of hydrodynamic breakup of liquid jets, drops, films, bridges, and filaments are reviewed for liquids with viscoelastic properties. The reasons for breakup are capillary instabilities, collisions with rigid obstacles, and other forms of dynamic action. The relationship between the properties of the liquids and the features of the breakup process is discussed.     

Flow stability analysis and excitation using pulsating jets

Classical flow stability applied to transition from laminar to turbulent flow may also describe the behavior of vorticity fluctuations created by a pulsating jet placed along a solid boundary. A numerical laminar flow experiment involving a pulsating jet placed along the surface of a duct with flow separation downstream, resulted in eliminating most part of the separated flow region. Applying the same approach to a turbulent flow, it was possible to develop a turbulent stability flow formulation and apply successfully turbulent pulsating jet flow separation control. To cite this article: D. Skamnakis, K. Papailiou, C. R. Mecanique 333 (2005).