曲面拟合在拉格朗日反分析方法中应用的探讨

把一组不同位置的速度(应变)波形构筑的x-t域离散成8节点或9节点单元,每个单元的插值函数为10或12参数多项式,利用拉格朗日反分析可以得到相应的应力(速度)波形。正如路径线法,曲面拟合反分析的某一单元函数值计算需要利用前一单元与该单元交界点的计算值,因而误差生成和发展有时很难预测、控制。文中对不同位置、不同数量量计线情况下,拉格朗日反分析中的曲面拟合法及路径线法误差生成、发展进行了分析,分析结果对材料实验中布置速度(应变)传感器的数量及其间距是有一定帮助的。     

高能炸药爆轰波反应区流场的拉格朗日分析方法

给出了一种简单的、对高能炸药爆轰反应区流场进行拉格朗日分析的方法。若已知未反应炸药和反应产物的状态方程，采用适当假设，我们可以在不知道反应速率函数的情况下得到爆轰反应区中的关系ｐ（）和ｕ（）等。根据这些关系及爆轰反应区中拉氏量计的实验结果ｐ（ｔ）［或ｕ（ｔ）］，通过插值或数据拟合可以得到爆轰反应区中的反应流场。我们将此方法应用于ＰＢＸ－９４０４炸药，并得到其爆轰反应区中的反应流场。     

多速度计测量的拉格朗日分析方法研究

拉格朗日分析方法已广泛应用于爆炸力学中的小隔板试验分析以及混凝土和紫铜等惰性材料的气体炮试验分析。然而,现有的拉格朗日分析方法在分析过程中需要进行多次积分,导致误差逐次增大。为了解决这个问题,提出多速度计测量的拉格朗日分析方法,该方法由粒子速度计算得到所研究的压力、相对比容及比内能等时程曲线。对比了现有的拉格朗日分析方法和多速度计测量的拉格朗日分析方法的计算精度,结果显示本文方法计算精度较高,是现有的拉格朗日分析方法在应用中的有效改进。     

拉格朗日分析方法研究现状及应用中应注意的问题

拉格朗日分析方法在研究材料的动态力学性能方面具有重要作用。我们对拉格朗日分析方法的产生、发展以及目前的研究现状进行了简要的分析总结,并揭示了在应用中应注意的几个问题。     

用改进的基于质点速度测量的拉格朗日分析方法研究尼龙动态力学特性

采用改进的基于质点速度波形测量的拉格朗日分析方法,研究了率型材料的动态力学性能.首先用高磁感应强度的钕铁硼强滋材料研制出新型磁电式粒子速度计,其性能高于前人文献所报道的性能.其次,在理论分析和数值模拟的基础上得出,用实测的质点速度波形来求应力波形时,实测的应力边界是不可缺少的.在实际研究中,要同时测得质点速度以及应力量...     

智能结构载荷识别的有限元反分析方法

利用阻尼最小二乘法建立了一种识别作用于结构上的载荷的大小和位置等参数的反分析方法。该方法能够根据结构中部分点的位移测量值进行载荷识别,并与有限元法和有限差分法相结合以增强它的适用性。算例表明该方法的有效性。     

用焦散线方法测量集中载荷的误差分析

在实验应力应变分析中，焦散线方法是研究奇异应力场的有效方法．本文以半无限平面受边界压缩载荷作用的问题为例，对集中力作用下的焦散线与分布力作用下的焦散线作了比较，分析了由分布载荷得到的焦散线而计算得到的载荷与施加到试件上的实际载荷之间的误差，并提出了减小误差的措施．     

一种改进的位移反分析方法

为了发展可用于各种岩土工程及工程地质问题的一般的位移反分析系统方法, 本文在边界控制方法的基础上进行了改进。其目的是对于其各种复杂的系统问题确定最重要的力学参数。     

中心裂纹圆盘应力强度因子的测试误差分析

本文在中心裂纹圆盘应力强度因子解析解的基础上,利用一阶微分法则,给出了与裂纹相对长度和加载角相关的应力强度因子(K 和K )的4个误差传递函数。这4个误差传递函数关于裂纹相对长度和加载角均是非线性的,它们既是误差分析的基础,又是合理确定裂纹相对长度和加载角的基础。分析结果表明,加载角的误差Δθ除了对纯 型K 的误差几乎没有影响,对纯 型K 影响较小外,对复合型K 、K 的误差均有较大影响。最后,本文建议裂纹相对长度的取值范围为0.4～0.6;还建议在复合型断裂试验时,必须依据对K 、K 的总体精度要求来严格控制加载角的精度。     

近似不可压软材料动力分析的完全拉格朗日物质点法

物质点法(MPM)在模拟非线性动力问题时具有很好的效果,其已被广泛应用于许多大变形动力问题的分析中.然而传统的MPM在模拟不可压或近似不可压材料的动力学行为时会产生体积自锁,极大地影响模拟精度和收敛性.本文针对近似不可压软材料的大变形动力学行为,提出一种混合格式的显式完全拉格朗日物质点法(TLMPM).首先基于近似不可压软材料的体积部分应变能密度,引入关于静水压力的方程;之后将该方程与动量方程基于显式物质点法框架进行离散,并采用完全拉格朗日格式消除物质点跨网格产生的误差,提升大变形问题的模拟精度;对位移和压强场采用不同阶次的B样条插值函数并通过引入针对体积变形的重映射技术改进了算法,提升算法的准确性.此外,算法通过实施一种交错求解格式在每个时间步对位移场和压强场依次进行求解.最后,给出几个典型数值算例来验证本文所提出的混合格式TLMPM的有效性和准确性,计算结果表明该方法可以有效处理体积自锁,准确地模拟近似不可压软材料的大变形动力学行为.     

基于径向基函数的无单元法求解力学问题误差分析

径向基函数形状参数的选择在无单元法数值计算中一直是一个热门的问题,现在已总结出许多确定形状参数的经验公式. 但还没有相关研究表明这些形状参数是如何随着影响域尺寸而变化的. 本文研究了MQ(multi-quadrics) 径向基函数中形状参数对无单元法计算误差的影响. 首先,从理论上分析了形函数导数随着形状参数值的变化趋势,和以计算点为中心节点对称布置与不对称布置的形函数导数的变化规律;然后分析了影响域尺寸对误差的影响,得到了在不同影响域尺寸下,误差随形状参数值变化的规律;在此基础上,给出了影响域范围值.     

落体法测刚体转动惯量的误差分析 1)

为了分析刚体转动惯量实验测定中摩擦力矩变化对测量结果的影响,本文对采用落体法测角加速度方法进行了实测检验。结果表明,摩擦力矩随载物系统转速增大而显著增加,系统空载测量时,减速过程角加速度对应平均转速远大于加速过程平均转速,如果不进行修正,则导致计算结果偏低。而相同质量砝码拉动系统负载测量时,加速过程和减速过程对应平均转速相对接近,测量值主要受测量随机误差影响。上述结果有利于进一步开展转轴摩擦力矩随转速变化系统性的研究。     

冲击接触问题增广 Lagrangian 双共轭梯度法

为避免动力接触问题罚函数法由于满足表面接触条件所带来的数值解的振荡,及常规Ｌａｇｒａｎｇｉｎａ乘子法与显式积分算法不相容的缺陷,本文发展了一个既与显式积分算法相容,又可自然地用于隐式自法的增广Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ双共轭梯度算法。增广Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ双共轭梯度算法既可精确地满足接触约束条件,又可避免数值解的振荡;在改善数值迭代的收敛性的同时又提高了计算效率。     

原子力显微镜形貌测量偏差的机理分析及修正方法

采用原子力显微镜测量样品表面形貌时, 针尖与样品间的相互作用力会使样品表面不同力学性质的区域变形量不同, 从而使得形貌测量结果产生偏差. 首先研究了引起形貌测量偏差的机理, 进一步通过数值计算发现通过引入高频信号与低频信号叠加作为新的形貌测量信号可以近似避免这一类形貌测量偏差. 但是对于普通的矩形截面悬臂梁提取高阶信号是比较困难的, 通过外加弹簧的结构设计来调节悬臂梁各阶本征频率相对值, 使得在实验测量过程中可以较方便地提取悬臂梁振动的高频信号.      

有限元后验误差估计方法的研究进展

有限元后验误差估计主要有两大类,即,残余型和后处理型．本文详细介绍了后验误差估计的二大类方法的起源、发展过程以及最新的研究进展．着重介绍了ＺＺ误差估计方法的基本原理及其最新的研究进展,并对各种误差估计方法的优缺点进行评述．对有限元后验误差估计方法今后的研究方向提出了看法．     

火星引力捕获动力学与动态误差分析

火星探测的制动捕获机会唯一,是影响任务成败的关键. 从限制性三体问题出发,推导了火星引力球、作用球与希尔球半径的计算公式,比较了三者的特点与适用范围,并结合作用球的定义与物理意义,给出了一种火星探测制动捕获段的工程定义. 在作用球范围内建立了火星制动捕获段动力学模型,给出了对捕获轨道精度产生影响的各项误差源. 通过蒙特卡洛仿真,定量分析了导航初始误差、发动机推力误差、制动点火时间误差等对捕获轨道近火点与远火点高度的影响,并对不同误差源可能导致的超差概率进行了分析,指出了影响捕获精度的主导误差源,可为我国未来火星探测制动捕获段的任务实施提供参考.      

Lagrange分析方法及其新进展

Lagrange分析是Fowles等人于70年代初首先提出的,在动态实验数据处理中有重要应用,但是实践表明有时所得的结果不可信。近年来,Lagrange分析方法得到迅速的发展,提出了不少新的思想、方法和改进,如冲量时间积分函数、曲面拟合,反解法和自治性检验等。尤其在与Lagrange分析密切相关的非简单波特性的研究方面取得了相当大的进展。本文主要评述Lagrange分析的最新进展,对它的历史和今后发展趋势也作了扼要说明。      

结构优化半解析灵敏度及误差修正改进算法

提出结构半解析灵敏度分析及其针对刚体位移的误差修正方法的改进算法, 构建灵敏度分析与误差修正项可分离形式. 该方法实现简便, 数值精度不受摄动步长与单元数目的影响. 首先从总体角度推得静力问题的误差修正半解析灵敏度分析方法, 提出了位移误差修正灵敏度列式, 并给出算法实施途径; 然后将此思路推广于自振频率、屈曲临界载荷问题, 提出了相应的计算步骤. 随后, 给出梁单元与壳单元误差修正项的具体推导方法, 并分别使用两种单元构建有限元模型进行算例测试. 结果表明, 该方法适用于多种分析类型, 数值精度不受单元数目与摄动步长的影响. 由于灵敏度分析与误差修正项可以分开计算, 该方法支持将误差修正项直接叠加于灵敏度求解结果进行误差修正, 使已有灵敏度分析程序得到充分利用. 尤其对于复杂工程结构的优化设计, 特别是形状优化设计以及尺寸、形状混合优化设计, 相比于原误差修正方法, 实现更为简便, 效率有所提升, 能为半解析灵敏度分析方法及其程序实现提供新的思路.