向心力解释自行车不倒的原因

正题目匀速直线骑行自行车,当自行车侧向倾斜时,分析人和车从倾斜状态恢复竖直状态的动力学过程及其恢复过程主要受哪些因素影响。这个问题更通俗的说法就是"骑行的自行车为什么可以不倒?"解答自行车曾经作为我们的主要交通工具,我们大家基本都会骑行。但是,许多人对自行车的一些基本原理却不十分清楚,感觉不好理解。经过一百多     

结构拓扑优化研究方法综述

结构拓扑优化研究方法目前有解析方法和数值方法两大类.首先介绍了解析方法中的 Michell理论,它在结构拓扑优化领域研究较早,影响最为深远.随后着重讨论了杆系和连 续体结构拓扑优化的数值方法.杆系结构常采用基结构方法,通过删除部分杆件达到结构 拓扑优化的目的.连续体结构一般要划分为有限单元,通过删除单元形成带孔的连续体, 以实现拓扑优化.介绍了连续体结构拓扑优化常采用的材料模型:各向同性、各向异性和 带微结构材料.并对连续体结构(0-1)拓扑优化中的数值计算不稳定问题的机理进行了分 析,给出了解决方法.此外,对应力约束问题存在解的奇异性现象也作了简要介绍.最后, 对数值方法中的主要数学求解方法进行了简单介绍.     

利用有限元构造Michell桁架的一种方法

提出了一种新的形成Michell桁架的有限元分析方法.该方法以纤维增强正交各向异性复合板为材料模型,根据有限元分析结果调整各单元的纤维密度和方向.采用所提出的一种迭代格式,经过少量迭代,形成满足Michell准则的应变、内力场.该方法适于不同几何形状、支撑条件及荷载情况.算例结果表明该方法是有效的.     

《连续结构拓扑优化: 综述》简评

结构优化可以分为尺寸优化、形状优化和拓扑优化．其中拓扑优化的作用是重要的和决定性的，而难度也最大，被认为是最具挑战性的课题．拓扑优化又经常被称为轮廓优化或广义形状优化，拓扑优化对象有离散结构和连续体结构．连续体结构拓扑优化的目的是在给定荷载、约束、材料和目标函数下，确定连续体内部孔的数量，以及内部和外部边界的形状．连续体结构拓扑优化的研究历史可以追溯到一百多年前，近十几年来研究非常活跃，文献也非常丰富．     

有限元方法形成三维Michell桁架

提出了形成三维Michell桁架的有限元方法·　采用正交异性纤维增强复合材料模型模拟Michell桁架·　纤维在节点处的密度和方向作为基本设计变量·　根据有限元分析得到节点位置的应力和应变·　采用迭代方法,将纤维方向调整到主应力方向;根据纤维方向的应变改变纤维密度.仅需少量迭代即可得到满足Michell准则的应变场和类桁架连续体·　最后根据节点处的纤维方向用连续线表示出Michell桁架·　几个算例表明了算法的有效性和计算效率·     

材料力学基本实验中应变片粘贴误差分析

根据任意方向的应变公式,分析了材料力学基本实验中应变片粘贴方向、位置误差对测量结果的影响。     

结构拓扑优化的一些基本概念和研究方法

介绍了结构拓扑优化研究领域的一些基本概念和主要问题。分析了拓扑优化结构的类桁架性质以及离散化性质,给出了几个作为标准算例的典型解析解答。简述了各种结构拓扑优化数值方法的优化策略和特点。解释了连续体结构拓扑优化数值方法中普遍存在的单元依赖性、奇异性、棋盘格等数值计算不稳定问题现象。介绍了准则法、序列规划方法和启发式算法等各种数学优化求解方法的基本原理。使初学者初步建立结构拓扑优化相关基本概念。     

基于类桁架材料的Hermite有限元优化方法

提出了一种采用高阶单元进行结构拓扑优化的方法。在设计域内优化杆件的 C0阶连续分布场以形成类桁架连续体；采用 Hermite 矩形单元，推导了对应的类桁架材料的刚度矩阵；将结点位置的应变直接作为基本变量，并选择类桁架连续体中的有限杆件，形成了近优化的离散杆系结构；通过弹性模量E=210GPa、允许应力σp=160MPa的悬臂结构、简支结构、多个荷载作用下的悬臂梁等典型数值算例验证了该方法的有效性。结果表明：在有限元自由度和迭代次数相同的条件下，应力约束最大误差由双线性矩形单元的6%减小到0.01%。     

形成不同拉压允许应力Michell桁架的有限元方法

提出了形成具有不同拉压允许应力材料的Michell桁架的有限元方法。采用正交异性材料模型,以结点位置杆件的密度和方向作为设计变量,由结点位置的值插值得到有限单元内部的材料性质,材料在设计域内连续分布,这样避免了单元之间材料性质的突变,因此从根本上避免了单元铰接、棋盘格现象以及单元依赖性等数值计算不稳定性问题。提出了一种基于优化准则法的迭代算法,用以形成不同拉压允许应力材料的Michell桁架。由有限元分析得到结点位置处的主应力方向作为杆件方向,根据主应力方向的应变和材料拉压允许应力调整杆件密度。最后由结点位置的杆件方向形成Michell桁架中连续分布杆件。