基于频率和模态保证准则的结构内部多缺陷反演

静响应(位移、应变等)在实际问题的反演分析中很难由安装在结构上的一组传感器记录得到,而结构的动力特性(频率、振型)和动力响应(加速度、速度、动位移)在实际问题中较易通过传感器采集得到.文中基于频率残差和模态保证准则构建了反演分析模型的目标函数,并结合频域内动力扩展有限元法和人工蜂群智能优化算法的优点,扩展有限元法通过引入非连续位移模式在不重新划分网格的情况下通过改变水平集函数反映缺陷的数量、位置及大小,避免了反演分析每次迭代过程中的网格重剖分,人工蜂群智能优化算法在每次迭代中都采用全局和局部搜索,找到最优解的概率大幅增大并可很好地避免局部最优,同时,通过引入拓扑变量,将缺陷的数量纳入到反演分析过程中,迭代过程中可智能反演出缺陷的数目,建立了结构内部多缺陷(孔洞、裂纹)的反演分析模型.通过若干算例的分析表明:建立的反演分析模型能够较为准确地探测出结构内部圆形、椭圆形以及裂纹状缺陷的数量、位置及大小,且算法具有较好的鲁棒性.     

多亚层柔性节点模型及其在双材料4ENF试件界面分析中的应用

提出了多亚层柔性节点模型用于分析双材料裂纹尖端的应力和变形。该模型考虑了胶层的变形,各亚层视为独立的剪切变形梁,采用两个界面柔度系数考虑界面应力对各亚层界面变形的影响,界面变形包括双材料界面和胶层的变形。通过对FRP-混凝土末端切口四点弯试件(Four-point bending end-notched flexure specimen,简称4ENF)进行界面分析,并与其他模型和有限元分析对比表明:刚性节点模型忽略了裂纹尖端的应力和变形集中,只能粗略地估计构件的整体变形和界面应力;半刚性节点容许裂纹尖端的转动,对裂纹尖端的变形估计优于刚性节点模型,但精度依然不高;多亚层柔性节点模型反映了裂纹尖端的应力和变形集中,与数值分析结果吻合很好,该研究对进行双材料结构的工程设计具有理论指导和参考价值。     

基于Riesz势空间分数阶算子的非局部粘弹性力学元件

将幂函数引入Eringen非局部线粘弹性本构,导出Riesz势形式的应力-应变关系。利用该关系,构造非局部弹簧和非局部阻尼器两类元件;利用元件的串联和并联,建立非局部Kelvin和非局部Maxwell粘弹性模型,推导模型的松弛模量和蠕变柔量。进一步,给出非局部粘弹性模型在生物组织超声波耗散建模中的应用。     

弹塑性结构在外载和温度作用下的安定分析

本文在考虑外载和温度的缓慢变化下，提出了一个新的运动安定定理。同时，在此基础上，又导出了既简单又适用的增量破坏准则．文末也以实例说明了它的应用。     

基于区间分析的工程结构不确定性研究现状与展望

随机分析方法、模糊分析方法是已经广泛使用的工程结构不确定性分析方法, 近年来区间分析方法逐渐为人们所熟知并成为是一种新的工程结构不确定性分析方法,它主要用来研究具有区间特性的工程结构. 区间分析方法在统计信息不足以描述不确定参数的概率分布或隶属函数、工程单位仅提供不确定参数的区间范围而想获得结构响应的区间范围时就发挥了其优点. 综述了区间分析方法及其在工程结构不确定性分析中的应用状况, 将基于区间分析的工程结构不确定性问题研究归结为以下4个方面: 不确定性结构系统的区间有限元分析; 基于区间的非概率可靠性分析; 工程结构区间反演分析; 基于区间参数的结构优化设计. 分析评价了国内外在这几个方面的研究成果及其最新进展, 同时指出目前研究中存在的问题和研究的方向.      

岩体中饱和渗流应力耦合模型研究进展

在大坝渗流与控制、各种水工隧洞和交通隧道以及地下各种洞室开挖、采矿工程与油藏开采中的水力劈裂、 岩坡和坝基的稳定性研究等领域中经常会遇到岩体的饱和渗流应力耦合问题.本文对这些领域中的渗流应力耦合问题分为6种力学模型: 等效连续介质模型、 裂隙网络模型、 双重介质模型、 断裂力学模型、 连续损伤力学模型和统计模型.前3种主要从经典的黏弹塑性本构着手考虑, 着重对渗流场的处理, 后3种则是从考虑岩体在耦合作用下发生损伤破裂行为方面切入, 着重于岩体结构内部发生质的改变带来的更加复杂的耦合效应.对这些模型进行了详细的介绍, 指出了这些模型的优缺点与适用范围, 给出了一些有代表性的研究成果, 并对该研究领域中未来的研究方向进行了展望.     

振动控制设计中的等价鲁棒性极点配置问题

本文首先用Householder变换将状态反馈鲁棒极点配置问题做一等价转换，然后基于以鲁棒度量尽可能小为准则确定相应的非线性规划问题，应用一种优化方法得到所求非线性规划问题的总体优化解．由于经过转换后的等价状态反馈鲁棒极点配置问题中的状态矩阵为上Hessenberg矩阵形式，这有利于迭代过程中的减少计算量，为工程应用开辟了一条新途径．     

局部结构导数及其应用

经典的导数建模方法刻画了特定物理量对时间或空间的变化率,较少直接考虑复杂系统介观时间-空间结构对其物理力学行为的重要影响。本文通过引入结构函数,提出了一种局部结构导数建模方法,以克服传统方法的不足。结构函数刻画了系统的时间-空间特征,实际上是一个时空变换,基于其上的结构导数能够描述复杂问题介观时空结构与特定物理量的因果关系,减少模型参数,降低计算成本。我们可通过问题的广义基本解或已知统计分布的概率密度函数,推导出其系统的结构函数。两类应用实例表明,基于对数结构函数的结构导数方法可以描述软物质中的特慢扩散现象,也可用来建立以Weibull分布的概率密度函数为结构函数的可靠性结构导数扩散方程。     

桁架结构的灵敏度分析及其在满应力设计中的应用

就桁架结构而言,本文在结构变化定理的基础上提出了计算杆内力、杆应力和节点位移关于杆面积偏导数(梯度)的一组公式.与已有的计算结构响应的梯度公式比较,在一般情形下,用本文公式进行计算所需的附加载荷个数最少,因而计算量也小.这对于广泛使用响应梯度的许多优化方法有减少机时的实用价值.另外,我们还将导出的梯度公式用于满应力设计,得到一个改进的满应力迭代公式.算例表明与简单应力比法相比,改进的方法大大地减少了收敛于满应力设计所需的结构重分析次数.     

用振动法检测特殊桩基的质量

对于一些特殊桩基，可用振动法对其质量进行检测，如码头的桩基，可根据相干函数的数值来确定桩基质量的好坏，实测表明，用码头面与被测桩基的相干函数或用质量完好桩基与被测桩基的相干函数都能检测这类特殊桩基的质量。