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本文对结构振动方程的逐步积分法提出了一个二级近似加速度一步法。本方法在有物理阻尼(不论大小)的情况下,是无条件稳定的,具有三阶精度,较好的人工阻尼性质,振幅衰减和周期延长对低振型影响极小,对高振型影响很大。没有超越现象。本方法对解结构动力反应问题,只当刚度。阻尼或步长改变时,每前进一步需解—2n阶线性代数方程;而当刚度、阻尼和步长皆不变时,每前进一步只需完成相当于回代求解的过程即可。比现有的逐步积分方法有明显的优点。 相似文献
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关于结构刚度方程病态问题的疑难分析 总被引:1,自引:0,他引:1
本文围绕矩阵位移法求解结构位移的误差,讨论了结构刚度矩阵的病态问题,指出了计算上的病态常常是结构刚度分布和结构拓扑的不合理,而不一定是计算本身的问题。首先,文章依据误差界的概念和范数的性质推导了衡量结构刚度矩阵病态程度的条件数的公式。然后,阐明了基于不同范数的条件数在衡量矩阵病态程度上的等价性。最后,通过两个具有代表性的算例,分别从结构构件的刚度差异和结构几何拓扑两方面,计算和分析了结构刚度矩阵的病态程度随结构本身性质的改变而改变的规律。在特定的算例中,还有使结构刚度矩阵的病态程度降到最低的最佳刚度分布。 相似文献
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基于凸模型的结构非概率可靠性优化 总被引:13,自引:2,他引:11
基于不确定性的凸模型描述,研究考虑非概率可靠性指标约束的结构优化问题. 该优化
模型是一个内层优化为极小极大问题的嵌套优化模型. 为了有效地求解该模型,提出了
一种基于目标性能的优化方法,通过寻找目标性能点来判断约束的满足情况,从而避免直接
计算以极小极大(min-max)问题定义的非概率可靠性指标. 提出的数值方法可处理材
料、几何及载荷等不确定性参数,并且目标性能值的灵敏度计算公式简便,算法稳定. 数值
算例验证了所提出方法的正确性,也表明算法比文献中已有方法更为有效
。 相似文献
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解非线性极大极小问题的凝聚函数法 总被引:1,自引:0,他引:1
本文提出求解非线性极大极小问题的一种新的有效方法,称为凝聚函数法。通过利用最大熵原理构造复合的拉格朗日对偶问题,可以导出一个用于求解极大极小问题的凝聚函数。可以证明,该函数具有Lp模的一些类似性质,并且当所含参数趋于无穷大时,精确逼近最大值函数。文中提出一个利用这个凝聚函数作为目标函数的无约束优化算法。几个算例表明,该方法具有收敛稳定、算法简单及计算效率高等优点。 相似文献
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计算具有区间参数结构的固有频率的优化方法 总被引:7,自引:0,他引:7
基于区间函数的单向包含性质,把具有区间非确定参数结构的固有频率所在区间范围问题
转化成两个全局优化问题,并采用一种实数编码遗传算法求取问题的全局解. 用一种能够求
得剪切型结构和弹簧质量系统特征值范围精确解的单调分析方法进行检验. 在一
些文献中,直接采用区间数运算法则和有限元法得到结构区间刚度阵和区间质量阵,并把关
于该区间刚度阵和区间质量阵的广义区间特征值问题的特征值区间作为待求的非确定性结构
的特征值所在的区间范围,该方法易于扩大问题的解域. 算例表明,可望得到结构
固有频率区间范围的准确解. 相似文献
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基于对Lenosky 碳-碳共价键作用势连续化得到的单层石墨烯的势能和Hamilton 原理,导出了单层石墨烯的动力学方程. 使用该数学模型及Galerkin 方法,研究了矩形单层石墨烯片的静力挠曲问题. 结果显示,石墨烯片的几何尺寸较小时,弯曲刚度对结构的受力影响较大,可用板理论来描述;随着结构尺寸的增大,弯曲刚度的影响迅速降低;当矩形石墨烯片的短边尺寸大于10 nm 时,可以忽略弯曲刚度对结构的影响,使用薄膜理论来描述单层石墨烯的力学性质. 相似文献
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本文用曲线坐标系下张量分析的方法导出了空间正交异性薄膜应力单元的刚度矩阵.这种单元可以很好地体现具有空间曲线正交异性性质的材料特征,只需用少量的单元就可计算在工程中遇到的空间层状正交异性加强结构问题. 相似文献
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在注浆加固工程中, 为了避免空间变异性导致的支护结构受力过大而失稳, 提出合理的注浆加固体刚度及强度预测方法十分必要. 本文利用分形理论描述颗粒土类型的隧道围岩的孔隙特征, 基于迂曲度经验公式建立了地层体孔隙率和面孔隙率的转换关系. 以体孔隙率为变量, 结合Mori-Tanaka方法, 提出新的注浆加固体的宏观刚度预测方法. 利用能量法求解连通孔隙不同屈曲半波分布形态下的临界载荷作为加固体的单轴抗压强度, 从而建立了新的注浆加固体的强度预测理论模型. 以玉京山隧道为工程算例, 将本文方法在FLAC3D中进行二次开发, 通过对不同的地层单元随机生成孔隙率, 并利用本文方法计算并赋予地层单元不同的物理力学性质, 实现了围岩空间变异性的模拟, 数值模拟和现场监测得到的隧道洞身水平收敛的最大绝对误差仅为8 mm. 数值模拟结果表明, 对玉京山隧道回填区域进行注浆加固可以降低50%~90%的围岩位移, 极大地降低围岩不良区域对应的支护结构弯矩, 降低支护结构扭矩至0, 并将支护结构变形控制在10 mm以内, 但注浆加固难以改变灰岩和回填体之间的载荷分配规律. 相似文献
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盾构滚刀的磨损极大影响了隧道工程的掘进效率,滚刀主要发生冲击-滑动(冲滑)复合磨损,而刀盘与地层之间的相对刚度对滚刀的磨损行为存在显著影响,因此本文中在自主研制冲滑复合摩擦磨损试验机上对滚刀刀圈材料H13钢进行不同结构刚度下的磨损试验,并采用光学显微镜、扫描电镜和白光干涉仪等微观分析设备对不同结构刚度下H13钢的冲滑复合磨损特性和机理进行了分析和揭示. 结果表明:随着结构刚度的增大,压载荷作用时间增长并逐渐起主导作用,摩擦副在滑动区接触时间增长,H13钢损伤最严重区域有沿着冲滑方向移动的趋势,相应地,磨损机制由磨粒磨损变为磨粒磨损与黏着磨损混合形式. 在本研究中再现了盾构滚刀冲滑复合磨损的界面微观工作状态,深入探究了滚刀刀圈材料的微观磨损机理,可辅助了解滚刀与不同软硬程度地层间的相互作用,并为滚刀刀圈材料的磨损性能评价提供了新的研究方法和手段. 相似文献
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多孔金属及其夹芯结构力学性能的研究进展 总被引:5,自引:0,他引:5
高孔隙率多孔金属及其夹芯复合结构是一种物理功能与结构一体化的新型、轻质高强材料/结构,具有高比强度、高比刚度和优良的吸能和缓冲性能等多种功能,引起了学术界和工程界众多研究者的极大关注. 本文概述了轻质多孔金属及其夹芯结构的制备方法、多功能特性及其应用,介绍了多孔金属夹芯结构元件(梁、板、壳)遭受准静态和动态冲击载荷下的理论、实验和模拟方面的国内外研究现状,分析和讨论了多孔金属及其夹芯结构力学行为研究中的研究手段和基本问题,重点关注了多孔金属夹芯结构的变形/失效、动态响应和能量吸收. 相似文献
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资金项目:国家自然科学基金资助项目 总被引:1,自引:0,他引:1
采用能计及非线性结构刚度的颤振方程为控制方程,和非定常N-S方程耦合求解,运用龙格-库塔方法在时域内求解结构响应的时间历程,从而确定颤振临界条件.计算了带结构刚度非线性的跨音速颤振特性.计算结果表明,结构刚度非线性对颤振特性有明显的影响.由于同时具有结构和气动力非线性,导致了具有复杂振荡极限环的特性. 相似文献