数字图像相关曲面拟合法相关系数修正算法的实验研究

为了提高数字图像相关曲面拟合法亚像素定位精度,经研究发现,在实际应用中,曲面拟合法在亚像素位移为0.5像素左右时会发生较大的波动,与实际亚像素位移发生一定偏离,导致此位置位移的不连续。本文通过分析曲面拟合法亚像素位移偏离真实位移的原因,给出了具体修正方法,用模拟平移实验讨论了修正系数k和子区大小对修正结果的影响,用三点弯曲实验验证了修正方法在复杂变形情况下的有效性,提高了曲面拟合法在实际应用中的测量精度。     

结构近似分析中的二次位移假定

本文提出结构近似分析中的“二次位移假定”方法,并详细讨论了二次位移假定在有限元位移法中的实施。     

试论支座处的线位移对结点线位移数的影响

 针对用换铰法确定位移法中独立的未知结点线位移时遇到的问题,提出了换 铰时对定向支座的处理方法,论证了链杆支座、定向支座中的支杆相对于被支承的杆件轴线 处于不同方位时支座处的线位移对位移法中独立的未知结点线位移的影响,总结出了用换铰 法确定位移法中独立的未知结点线位移的简单计算公式.     

一种考虑旋转位移分量的数字图像相关法及其精度分析

提出了一种新的考虑旋转位移分量的数字图像相关法[CD2]旋转相关匹配法,其特点是先对图像子区进行预旋转,再进行相关匹配、相关系数、整像素和亚像素位移的计算。在物体产生旋转位移分量时,该方法可有效提高变形前后图像子区间的相关系数和位移计算精度。通过斜拉伸、剪切和悬臂梁弯曲实验,对旋转相关匹配法和直接相关匹配法进行了对比研究,并用灰度梯度法计算旋转后新图像子区和变形后图像子区间的亚像素位移。结果表明,在旋转位移分量小于10°的情况下,相比于直接相关匹配法,旋转相关匹配法可以得到更高的相关系数;在用灰度梯度法计算亚像素位移条件下,位移精度与试件位移不产生旋转时的直接相关匹配相当。     

影象莫瑞法在位移测量中的应用

影象莫瑞法是三维应变测量中的一种方法,是测定W场位移的一种有效的实验手段.它具有设备简单、方法简便、能够给出全场信息等明显的优点.本文扼要地介绍了影象莫瑞法的基本原理,对实际应用中的点光源与照象机光学系统作了分析,并通过实例阐述了影象莫瑞法在位移测量中的应用.文中推荐一个研究三维曲面W场位移的简便方法——二次曝光法,对提高影象莫瑞法的灵敏度进行了讨论.     

无虚拟节点的有限元界面协调技术

分析了罚函数虚拟节点位移协调法,在此基础上提出了无虚拟节点罚函数位移协调法,推导了该界面协调技术的耦合公式,解决了网格突变情况下的位移协调问题,从而协调了计算精度与效率间的矛盾。通过算例分析,验证了其合理性,结果表明所提出的方法的刚度矩阵具有对称性、带状性,同时该法还有精度高、计算效率高等优点。     

阶梯梁的位移计算方法对比

为了加深学生对位移法及阶梯梁位移计算的理解,以阶梯式简支梁为例,分别利用积分法、常规图乘法、刚度叠加法及位移法求解了阶梯式简支梁的位移。计算结果表明：利用位移法求解阶梯式简支梁的位移具有独特的优势,可显著减少计算工作量并提高计算准确率,值得在教学过程中推广。     

位移约束集成化处理的连续体结构拓扑优化

为解决多工况下多位移约束的连续体结构拓扑优化问题,引入了K-S函数对位移约束进行集成化处理.在建立优化模型时,基于莫尔定理按ICM方法导出约束点位移与设计变量之间的近似显函数关系,然后采用Lagrange乘子法进行求解.给出三个算例对该方法进行验证,并与ESO法、BESO法、MD法以及均匀化方法的结果进行比较.结果表明:该方法计算效率较高,并且能够计算出更合理的结构拓扑.     

云纹干涉法同时测定三维位移场(U_0,U_(45),U_(90),ω)

本文介绍了用云纹干涉法同时获得三维位移场——面内位移(U_0,U_(45),U_(90))和离面位移(w)的两种方法:实时观测法和加载波条纹的差载法.前者可一次加载,分别观测各个位移分量条纹图;后者可用一张底板同时记录全部三维位移信息,通过光学滤波分离出各位移分量条纹图。测试方法和计算都很简便,不仅能测静荷,同时也可测动荷,文中还介绍了实验用的仪器,给出了实验结果。     

位移法典型方程的取舍对结构力学教学的影响

通过结构力学位移法中两种计算方法的比较,位移法典型方程对力学教学的影响。     

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。     

按位移求解弹性力学平面问题的解析构造解研究

针对弹性力学平面问题偏微分方程组的位移法,引入多指数函数,提出了含未知参量的指数函数、三角函数和线性函数组合形式的位移函数解析构造解。建立了任意边界条件与未知参量之间所满足的非线性代数方程组,确定了边界节点条件和未知参量的数量关系。推导了具有对称位移边界的位移函数解析构造解。构建了位移函数构造解的精度判定方法。求解了具有对称位移边界条件的矩形板算例的位移解与误差分析。研究结果可为位移法理论和实际工程应用提供参考。     

一类平板组合结构的杂交有限元解法

1.引言由几块平板组成的空间结构在工程上得到广泛应用.其动力、静力问题是很难用经典材料力学和弹性力学方法解决的.有限元方法是解决这类问题的强有力手段.各国力学工作者已经发展了很多解决板壳问题的有限元素法,Zienkiewicz 等提出的位移法有限元公式是最常用的,这个元素的位移函数在边界上一阶法向导数不连续是它的最大缺点,另外一些人提出的位移法边界协调元素公式太复杂,而不为人们所     

双轴压缩破坏过程中岩石自由面法向变形测量

为保证高边坡、隧道和地下厂房等重要工程结构的安全,常需对边坡岩体和地下围岩自由表面的变形量进行监测.采用三维数字图像相关技术,测量了锦屏一级水电工程现场大理岩在双轴压缩破坏过程中自由表面的三维空间形貌和全场法向位移分布.通过分析比较三维空间形貌和岩样切割线分布形态,证明该方法具有较高的精度.简单统计了破坏前期裂纹出现位置的平均法向位移梯度并绘制了法向位移梯度和荷载的关系图,从图可知:试件破坏时,位移梯度急剧增大,这很好的证明了试件的破坏与法向位移梯度具有密切关系,位移梯度越大,试件越接近破坏.因此,法向位移等高线相对密集的区域比最大法向位移发生的区域更容易出现张拉效应,也就更容易产生破坏裂纹.基于以上结论,可以通过自由面法向位移场等高线的分布情况,来判断自由面破坏裂纹出现可能性较大的区域.     

利用边界单元法求平面问题应力强度因子K_I的应力-位移杂交法

本文提出用裂尖附近2点或3点的应力和位移计算应力强度因子K_I的杂交方法.这种方法充分利用了边界单元法的计算结果,考虑了裂尖应力场和位移场渐近展开式的高阶项,使用远离裂尖的点算出的K_I也有较好的精度,拟合线十分平坦.用算例的结果将杂交法与一般的位移法和应力法进行了比较,同时,对常量单元和线性单元也进行了比较.     

一种新的判别位移法基本未知量的方法

目前结构力学教科书中所给出的确定位移法基本未知量的方法,在文字叙述上不够严谨,定义不够明确,这样易使学生在学习时产生混淆和导致错误结论．本文给出了较严谨、明确的判别条件,用以确定位移法的基本未知量     

超声散斑多谱值相关法测量技术

超声散斑相关法能对物体的变形进行非接触式测量,但在相关运算时,由于相关系数是一个多峰函数,在搜索相关系数最大值时经常会将次峰误判为主峰,从而造成很大的测量误差。本文提出的超声散斑多谱值相关法,对位移前和位移后的散斑场中各散斑信号进行离散谱分析时,取多个振幅谱值分别组成数据矩阵并各自进行相关运算,比较运算得到的各个位移值来确定真实位移,它能避免因相关系数主峰误判所引起的误差。本文应用超声散斑多谱值相关法对水下物体的位移进行了实测,实验结果表明该方法不仅能有效地避免相关系数主峰的误判,而且提高了位移测量精度。     

位移时空综合分析法及其在边坡工程中的应用

以往对监测位移数据分析方法主要是位移-时间关系分析。但监测数据包含了大量对工程设计和施工都很有用的信息，其中不乏位移-空间方面的信息；另一方面，从工程设计和施工角度看，除需要位移-时间信息外，还需要位移-空间信息。位移时空综合分析法的提出旨在综合位移-时间和位移-空间等两方面的信息，为工程设计和施工服务。该方法依表现形式不同又分为竖线法和曲面法两种。本文将通过五强溪船闸边坡工程实例，来进一步说明位移时空综合分析法的原理及其应用。     

结构力学中的换铰法应用刍议

换铰法是结构力学中用于判定独立线位移未知量的一种方法,但经典的换铰法对约束的考虑并不全面,从而导致该方法在使用时存在一定的局限性。针对换铰法的局限性,提出了修正的换铰法,该方法考虑了各种约束以及无穷刚性杆的影响,从而在原理上更全面地体现了"铰化"和受弯直杆假定。算例表明,修正的换铰法可正确应用于复杂情形下独立线位移未知量的判定,并且在考虑参与质量后,该方法还可应用于较复杂的振动自由度判定问题。     

基于等效刚度的矩形孔蜂窝梁钢框架结构内力计算方法

蜂窝梁钢框架结构因梁截面沿长度周期性变化,不能直接采用普通钢框架结构矩阵位移法计算框架内力和位移．本文基于等效刚度法推导了矩形孔蜂窝梁的等效抗弯刚度、抗剪刚度和轴向刚度,建立了矩形孔蜂窝梁的单元刚度方程,提出了矩形孔蜂窝梁钢框架内力和位移计算方法．算例理论计算结果与有限元分析结果表明,两种方法计算结果非常接近．本文提出的等效刚度法概念清晰,准确性好,适用于计算蜂窝梁钢框架结构的内力和位移．