识别粘弹性材料力学参数的自由阻尼试件设计方法研究

工程上常用悬臂梁弯曲共振法识别粘弹性材料的力学参数,而自由阻尼试件是实验中常见的结构形式,因此试件设计的合理性直接关系到材料参数的测试精度。为了能够更好地指导试件设计,首先通过灵敏度分析法定义了影响系数的含义,并将其应用于分析试件的厚度比、共振频率比、密度比等参数的误差对材料参数测试精度的影响中,进而为试件的设计提出一些有重要工程价值的技术指标。其次,基于悬臂梁弯曲共振法实验,分析得出适合采用单边自由阻尼结构试件识别的粘弹性材料。最后,对弯曲共振法中两种不同的自由阻尼试件(单边自由阻尼试件和双边自由阻尼试件)对测试精度的影响进行了比较分析,为实验中这两种结构形式的选取提供了依据。     

附加自由阻尼结构系统的有限元分析和拓扑优化设计方法研究

给出了一种适用于车身等复杂附加阻尼结构系统的有限元建模和动态特性分析方法,包括附加自由阻尼薄壁结构和附加阻尼材料粘弹性特性的有限元建模方法以及附加阻尼结构动态特性的有限元分析方法。在此基础上,又以强迫振动响应最小为优化设计目标,给出了一个附加阻尼结构的拓扑优化设计方法,包括优化设计问题的列式和适用的求解算法。通过对一个简单薄壁构件和一个车身地板上的附加阻尼结构的拓扑优化设计,验证了提出的有限元分析和拓扑优化设计方法的有效性。     

单搭接胶接接头弹性应力的二维分析方法

提出一种能得到单搭接胶接接头二维弹性应力解析解的的一般分析方法.该方法从纵向正应力沿厚度线性分布的理论假设出发,用完整的几何方程与本构方程,在考虑了被粘物与胶层的剪应力和剥离正应力沿厚度的变化,而且严格满足包括搭接区端头胶层剪应力为零的所有边界条件下,能够准确地预测接头任意点的应力状态,并适用于被粘物/胶层几何和材料属性的任何组合.通过与以往的解析解和有限元分析结果对比表明:不仅胶层平均剪应力最大值发生在距胶层端头很近的位置处,而且平均剥离正应力最大值位置也距离接头端头很近.这与以往绝大多数理论解预测"胶层剪应力和剥离正应力最大值都发生在端头处"的结论不同;该解析解有很好的精度和较广的适用范围.     

粘性阻尼线性振动系统的复模态特征值问题的一种新的矩阵摄动分析解法

本文提出了对粘性阻尼线性振动系统的复模态二次广义特征值问题进行高效近似求解的一种新的矩阵摄动分析方法,即先将阻尼矩阵分解为比例阻尼部分和非比例阻尼部分之和,并求得系统的比例阻尼实模态特征解;然后以此为初始值,将阻尼矩阵的非比例部分作为对其比例部分的小量修改,利用摄动分析方法简捷地得到系统的复模态特征值问题的近似解.这一新方法适用于振系阻尼分布不十分偏离比例阻尼情况的问题,因此对大阻尼(非过阻尼)振动系统也有效.这是它优于以前提出的基于无阻尼实模态特征解的类似摄动分析方法的重要特点.文中建立了复模态特征值和特征向量的二阶摄动解式,并通过算例证实了其有效性.此外还讨论了利用比例阻尼假定估计阻尼系统固有振动的复特征值的可行性.     

多焊点情况下胶焊单搭接头的静力分析

以胶接分析为基础,将焊点视为大剪切弹性模量胶粘荆,假设被粘体切应力沿厚度线性分布,胶层和焊点切应力沿厚度方向不变,建立了多焊点情况下胶焊单搭拉剪接头的线弹性应力解析模型.计算结果表明:被粘体正应力和胶层切应力解析解与有限元模型吻合得较好.对焊距的参数研究表明:胶焊单搭拉剪接头连接区纵向正应力和切应力随焊距减少而分布更均匀,峰值切应力下降,与前人的试验结果一致.     

矩阵奇异值分解问题重分析的直接摄动法

矩阵奇异值分解的摄动重分析技术具有广泛的应用前景，作者继在文[2]中提出了一种间接摄动分析方法之后，在本文中又进一步提出了直接摄动法，建立了一般实矩阵的非重奇异值及其左、古奇异向量的二阶摄动计算公式．这可满足大多数实际应用问题的一般需要．文中以算例说明了直接摄动法的有效性．     

穿甲燃烧弹侵彻陶瓷复合装甲和玻璃复合装甲的FEM-SPH耦合计算模型

为了提高小口径穿甲燃烧弹侵彻陶瓷复合装甲和玻璃复合装甲（透明装甲）的仿真分析精度,本文将传统的FEM（finite element method）-SPH（smooth particle hydrodynamics）耦合计算模型中穿甲燃烧弹弹芯的有限元模型和JC（Johnson-Cook）材料模型分别替换为SPH模型和JH2（Johnson-Holmquist-ceramics）材料模型,提出了新型FEM-SPH耦合计算模型。研究表明,新型FEM-SPH耦合计算模型可以有效模拟弹芯碎裂现象,减少SPH粒子和有限元耦合计算量,进而显著提高仿真模型的计算精度和计算效率,并给出了新型FEM-SPH耦合计算模型的有限元/粒子尺度和建模尺寸的优选结果。     

A NEW MATRIX PERTURBATION METHOD FOR ANALYTICAL SOLUTION OF THE COMPLEX MODAL EIGENVALUE PROBLEM OF VISCOUSLY DAMPED LINEAR VIBRATION SYSTEMS

A new matrix perturbation analysis method is presented for efficient approximatesolution of the complex modal quadratic generalized eigenvalue problem of viscouslydamped linear vibration systems.First,the damping matrix is decomposed into the sum of aproportional-and a nonproportional-damping parts,and the solutions of the real modaleigenproblem with the proportional dampings are determined,which are a set of initialapproximate solutions of the complex modal eigenproblem.Second,by taking thenonproportional-damping part as a small modification to the proportional one and using thematrix perturbation analysis method,a set of approximate solutions of the complex modaleigenvalue problem can be obtained analytically.The result is quite simple.The new methodis applicable to the systems with viscous dampings-which do not deviate far away from theproportional-damping case.It is particularly important that the solution technique be alsoeffective to the systems with heavy,but not over,dampings.The solution formul     

钢芯弹冲击高强度钢过程的数值模拟分析

 通过材料特性实验获得7.62 mm×39 mm普通钢芯弹弹芯、N-1高强度钢靶板材料的力学本构模型参数,建立了弹体和靶板的精细有限元模型。对靶板钢材的J-C断裂准则进行改进,并在LS-DYNA软件中实现。应用改进的断裂准则进行了N-1钢受普通钢芯弹垂直冲击过程的数值模拟,计算结果可更准确地反映出实验中靶板出现的绝热剪切冲塞行为,冲塞尺寸较接近实验结果,弹道极限速度也与实验吻合。由此克服了基于原J-C断裂准则计算的缺陷——靶板发生与实验结果不符的拉伸型破坏、冲塞尺寸明显偏小。     

结构动力学修改重分析方法的发展

结构动力学修改重分析技术是结构／机械振动控制和动态特性设计与优化的重要理论工具，本文简要述评了一些主要的高效重分析计算方法的研究发展概况，其中侧重于摄动分析方法。最后简单介绍了这些重分析方法的若干重要应用领域。