钕铁硼热变形多响应稳健参数设计

以钕铁硼热变形过程为研究对象,选取矫顽力、剩磁、最大磁能积这3个重要技术参数为响应变量,分析温度、变形速率、变形百分比、快淬粉末粒径、铜管高度这5个可控因子对钕铁硼磁性能的影响.基于偏最小二乘回归建立了多响应的回归方程,通过损失偏差函数,确定了最佳的因子水平,有效地解决了相关多变量的稳健设计问题,对今后相关研究具有一定的借鉴意义.     

液滴在管中的热变形迁移

使用边界积分法, 理论上研究了液滴在管壁绝热的轴对称管中忽略对流条件下, 定常小Reynolds数热变形迁移. 液滴的球半径和管子的半径分别是a′(假定液滴是球状时的半径a′=(3V_p′/4π)^1/3,V_p′是液滴的体积)和b′.当毛细准数C_a=0.05, 对于大的液滴(a′/ b′=0.8)在管中运动时, 变形较明显. 由于流体应力使液滴变形加长, 管壁的影响减弱, 液滴的速度增加. 对于小的液滴(a′/ b′< 0.8, C_a=0.05), 在运动过程中保持球形. 原因是液滴远离管壁, 流体应力对其影响不大. 变形液滴运动速度大于具有相同当量直径的球状液滴运动速度. 液滴热迁移的速度大于由浮力引起的迁移速度.     

双圆柱体结构的热耦合微分方程及其有限元解

针对物体的热耦合问题,给出了内外形式的双圆柱体结构的热耦合分析的基本微分方程,提出了采用有限元进行求解的方法,并给出了具体算例.热耦合是一个复杂的多元微分方程的求解问题.求解得知,热应力分布情况不仅与几何形状有关,也与热载荷与材料物理特性有关,在一定温度变化范围内,物体由于温度变化所产生的等效应力会随温度呈近似线性变化.此外,结构几何尺寸对应力分布变化的影响大于对温度分布变化的影响.     

有限变形热粘弹性本构关系的内变量理论 *

基于非平衡态热力学理论 ,提出了一个新的有限变形热粘弹性本构关系 .在定容比热为常数的条件下 ,给出了热学效应和力学效应之间具有解耦形式的自由能表达式 .通过对固体高聚物细观变形机制的分析 ,引进了相应的内变量 ,并在此基础上建立了计及温度效应的有限变形粘弹性本构关系的内变量理论 .此外 ,还推导了参考构形中分子网络具有随机取向分布时本构关系的具体表达式 .讨论了温度变化对松弛时间的影响 .将自由能展开为内变量二次式的粘弹性本构理论仅仅是一种线性化近似 .     

高阶剪切变形板理论Karman型方程及在热后屈曲分析中的应用

本文基于Ｒｅｄｄｙ高阶剪切变形板理论导出Ｋａｒｍａｎ型非线性大挠度方程并用于层合板热后屈曲分析，分析中计及板初始几何缺陷和热效应。给出了四边简支，对称正交铺设层合板在均匀或非均匀抛物型热分布作用下的后屈曲分析。采用摄动－Ｇａｌｅｒｋｉｎ混合法确定板的热屈曲载荷与热后屈曲平衡路径。同时讨论了横向剪切变形。采用摄动－Ｇａｌｅｒｋｉｎ混合法确定板的热屈曲载荷与热后屈曲平衡路径。同时讨论了横向剪切变形，板     

带有摩擦的单边接触大变形问题的研究：（Ⅱ）非线性有限元解及应用

在文[1]所建立的增量变分力程的基础上,本文建立了单边接触弹塑性大变形问题的非线性有限元增量方程;进一步阐述了基于拖带坐标系的大变形有限元方法的特点,建立了实用的大变形接触模型.作为应用实例,计算了悬臂梁、厚圆板的弹性接触大变形和金属圆环弹塑性接触大变形问题,得到了令人满意的计算结果.     

考虑大变形的刚-柔耦合旋转智能结构动力学分析

基于Hamilton原理对带端部质量的刚柔耦合旋转智能结构建立了耦合的非线性动力学模型．根据一阶近似耦合（FOAC）模型理论,通过有限元方法,得到了系统的有限维模型．模型中考虑了轴向、横向位移和转动角度的非线性几何效应,以及压电材料和结构的大变形及离心刚化效应．在有限元模型的基础上,建立了3种实际系统模型方程,分别是无压电层的结构,有压电层开环状态和闭环状态．最后基于简化模型的仿真结果显示出有端部质量和没有端部质量的差异,智能结构梁在闭环和开环的差异,高速旋转梁的离心作用及结构外加电载荷的动力响应．     

星载高精度反射器工程模型在轨热变形分析及结构优化

针对某一2 m口径卫星反射器工程模型,介绍了反射器各部件的有限元建模方法及材料参数,各部件包括蜂窝夹层结构、背架管件以及背架和反射面连接角片.分析了在同步轨道极端高低温温度场下,反射器在展开工作状态的热变形及指向精度变化.根据在轨热变形最小的原则,采用离散数据对比分析的方法,对反射器背架截面参数、背架管件厚度、角片连接方式、角片连接密度等参数进行优化,得到了这些参数的最优设计值,完成了反射器结构工程模型的优化方案.     

构造上正交各向异性半球形凸起凹凸板等效刚度研究

根据半球形凹凸板周期性将其划分得到代表性体元结构.首先研究代表性体元的刚度特性,利用变形等效原理、均质化和刚度组合法得到半球形凹凸板的等效刚度.然后将得到的三个主向刚度代入四边简支板Navier解中求解板中心挠度.通过有限元数值模拟解和Navier解进行对比分析,从而验证该文得到的主向刚度的准确性.然后讨论了代表性体元的材料尺寸对所得等效刚度的影响.随着代表性体元边长与凸起半径的比值逐渐增大,所得结果精度越来越高,且等效刚度公式适用于不同厚度的半球形凹凸板.最后给出了较为简洁的工程应用公式,并给出了凸起半径的近似取值范围和工程应用算例.     

不变形双滴的热毛细迁移及相互作用

对微重力下不变形双滴的非定常热毛细迁移运动进行了数值模拟,采用了有限差分方法对动量方程和能量方程进行离散,使用波前追踪法捕捉运动的不变形液滴界面．研究显示双滴的排列方式对它们的迁移规律和相互作用影响很大,其中影响任一个液滴运动的最主要的因素是另一个液滴的存在所引起的温度场的扰动．     

PCB焊点热循环失效分析和改进设计

针对PCB（印制电路板）焊点在高低温热循环下的失效,建立了传统结构的三维模型和在芯片边角下加锡块的改进设计模型,通过实验测得FR-4的弹性模量和热膨胀系数,用ANSYS计算了PCB在高低温循环下的应力应变,并用修正的Coffin-Manson经验方程计算了焊点的热循环寿命。结果表明,通过在芯片边角下加锡块,PCB焊点的最大等效塑性应变显著降低,其热疲劳寿命得到明显提高.     

页岩气藏渗流模型的特征混合有限元数值模拟

将特征有限元方法和混合有限元方法进行耦合,对页岩气藏渗流模型进行了数值模拟,给出了详细的误差分析,得到了最优的L~2模误差估计,并用数值实验验证了方法的有效性.     

页岩裂缝系统产量预测的敏感性研究

考虑气体渗流、解吸附效应、储层压缩性和滑脱效应,建立了页岩裂缝系统产能的全耦合数学模型.采用有限元方法求解基质和裂缝流场,计算结果与已有的研究结果吻合,验证了模型的正确性.在此基础上,分析了裂缝半长、条数、间距等参数对产能的影响以及解吸附效应对产能的作用.结果表明:裂缝参数之间存在相互作用.裂缝半长对产能的影响最大,裂缝条数的优化与裂缝半长有关;在生产中后期,解吸附效应可以提供相当可观的气体产量,对稳定产能有重要意义.该模型可以为页岩压裂设计提供理论指导.     

Thermal Shock Crack Propagation of Alumina Simulated With the Phase-Field Method Under Temperature-Dependent Damage Criteria北大核心CSCD

氧化铝陶瓷材料的力学性能受温度影响显著,因此使用相场法模拟热冲击裂纹的扩展时有必要考虑损伤判据的温度相关性.在现有热力学相场模型的基础上通过引入温度相关性损伤判据,修正了相场模型的控制方程.利用该模型对氧化铝陶瓷热冲击实验进行有限元模拟,并将模拟结果与氧化铝热冲击实验结果和不考虑温度相关性损伤判据的有限元模拟结果进行对比.结果表明,通过引入温度相关性损伤判据,可实现对热冲击裂纹的萌生和扩展过程更合理的模拟.     

On the FIP Property for Extensions of Commutative Rings

ABSTRACT

A (unital) extension R ? T of (commutative) rings is said to have FIP (respectively be a minimal extension) if there are only finitely many (respectively no) rings S such that R ? S ? T. Transfer results for the FIP property for extensions of Nagata rings are obtained, including the following fact: if R ? T is a (module-) finite minimal ring extension, then R(X)?T(X) also is a (module-) finite minimal ring extension. The assertion obtained by replacing “is a (module-) finite minimal ring extension” with “has FIP” is valid if R is an infinite field but invalid if R is a finite field. A generalization of the Primitive Element Theorem is obtained by characterizing, for any field (more generally, any artinian reduced ring) R, the ring extensions R ? T which have FIP; and, if R is any field K, by describing all possible structures of the (necessarily minimal) ring extensions appearing in any maximal chain of intermediate rings between K and any such T. Transfer of the FIP and “minimal extension” properties is given for certain pullbacks, with applications to constructions such as CPI-extensions. Various sufficient conditions are given for a ring extension of the form R ? R[u], with u a nilpotent element, to have or not have FIP. One such result states that if R is a residually finite integral domain that is not a field and u is a nilpotent element belonging to some ring extension of R, then R ? R[u] has FIP if and only if (0 : u) ≠ 0. The rings R having only finitely many unital subrings are studied, with complete characterizations being obtained in the following cases: char(R)>0; R an integral domain of characteristic 0; and R a (module-)finite extension of ? which is not an integral domain. In particular, a ring of the last-mentioned type has only finitely many unital subrings if and only if (?:R)≠0. Some results are also given for the residually FIP property.     

非均质气藏水平井三维渗流的产能预测方法

建立了非均质气藏水平井三维渗流产能预测的数学模型,采用有限元方法对其进行求解,求解时将地质模型区块中不同空间位置处的渗透率值以及其它气藏物性参数分别布置到有限元模型的相应位置处的网格中,从而体现了三维空间中气藏的非均质特性.分析了非均质性对气藏水平井产能的影响.结果表明,气藏的非均质性对水平井的产气量影响很大,在相同的生产压差下,存在高渗透带的气藏水平井产量明显高于均质气藏水平井的产量;高渗透带条数越多、渗透率越大,导致气藏内压力消耗越小,水平井产量越高.最后,结合松辽盆地徐深层气田的地质特点和储层特性,给出了该气田的水平井产能预测实例.研究方法符合气藏的实际情况,为气藏水平井,特别是非均质气藏水平井的产能预测提供了一种行之有效的方法.     

高阶剪切变形板理论K■rm■n型方程及在热后屈曲分析中的应用

本文基于Reddy高阶剪切变形板理论导出Karman型非线性大挠度方程并用于层合板热后屈曲分析．分析中计及板初始几何缺陷和热效应．给出了四边简支．对称正交铺设层合板在均匀或非均匀抛物型热分布作用下的后屈曲分析．采用摄动-Galerkin混合法确定板的热屈曲载荷与热后屈曲平衡路径．同时讨论了横向剪切变形，板长宽比，铺层数以及初始几何缺陷等各种参数变化的影响．     

轻质热防护系统多层材料组合结构的热应力分析

提出了轻质热防护系统外面板使用多层结构的概念,设计了2种热防护材料组合构成的3种铺层方案．通过模拟飞行器再入大气层时受到的机械和热载荷条件,数值计算得到了层间剪切力、底部温度和y方向位移．计算结果发现,层间剪切力发生在边缘部位且呈反对称分布;选用高热导率和高热容材料能够减少材料内的温度梯度,进而有效地降低结构的热应力和热变形;在均匀温度场情况下,两种材料的热膨胀系数之差越小,则层间剪切力越小．该研究表明不同的材料组合和铺层次序的多层结构,可以满足不同设计要求,具有优化设计潜力．     

基于滑动Kriging插值的MLPG法求解结构非耦合热应力问题

将基于滑动Kriging插值的无网格局部Petrov-Galerkin(MLPG)法用来求解二维结构非耦合热应力问题,首先进行瞬态热传导的求解,然后再通过顺序耦合法将不同时刻节点温度作为附加体力项施加到应力分析中.瞬态温度场和非耦合热应力分析通过加权余量法来离散,同时用Heaviside分段函数作为局部弱形式的权函数.由于滑动Kriging插值构造的形函数满足Kroneckerδ函数的性质,因此方便了本质边界条件的施加.刚度矩阵形成过程中只涉及到边界积分而没有涉及到区域积分,因此可以减少计算工作量,最后通过两个数值算例来验证本文方法的有效性.