极限分析中新的上、下限定理及其算法

本文给出在极限分析的一般变分原理[1]的基础上发展起来的极限乘子的新的上、下限定理[10],由这个新的上、下限定理决定的极限乘子的上、下限比经典的上、下限定理给出的更为靠近准确解。然后介绍了权因子的不同选择[5],并以新的上、下限定理为基础,建议了推求设限乘子的计算机算法,给出了利用这些算法得到的二个数值例子。     

极限分析中新的上、下限定理

本文在文[1]的极限分析一般变分式的基础上,进行了发展,导出了极限乘子的新的上、下限定理。由本文上、下限定理决定的极限乘子的上、下限将比经典的上、下限定理给出的更为靠近准确解。然后又对于两种权因子得到的上、下限进行了比较。最后,在新的上、下限定理的基础上,建议了一套推求极限乘子的计算机算法。     

极限分析中新的下限定理的线性规划算法及其讨论

本文给出文[3]提出的极限分析的新的下限定理的线性规划算法,建立了该线性规划的对偶规划并讨论了其力学意义,从而揭示了新的下限定理和经典下限定理的关系.下限定理中权因子的最优值也更清楚.     

图论在复杂断面薄壁杆件扭转极限分析中的应用

1.前言断面具有闭室的薄壁杆件发生塑性扭转时,在极限状态断面上将出现塑性剪流,极限分析成为一个超静定问题.本文利用图论作为工具建立起薄壁断面的图模型,使任意复杂薄壁断面的拓扑性质可用明确的矩阵形式表示.在此基础上,将极限分析的上、下限定理应用于薄壁断面在圣维南扭转时的极限剪流分析,给出上、下限定理线性规划问题的数学表达式,并给出用单纯     

极限分析的改进迭代方法

本文在文[1—4]的基础上,提出了一种改进的迭代计算方法。应用这种方法,在求得应力场和荷载乘子下限的同时,可求得相应的位移、应变场模式和荷载乘子上限,数次迭代后收敛于正确值。这种方法应用于平面应力问题的极限分析已在计算机上实现。     

关于“关于极限分析新上、下限定理中权因子的讨论”一文的讨论

文[1]探讨了极限分析法的一些问题,本文对文[1]提出下述商榷意见. 1.文[1]中所建立的新上限定理和新下限定理是错误的.今举例说明:设选取的σ_ij~*和ε_ij~o处处满足条件σ_ij~*ε_ij~o<0,则不论对于什么结构,也不论该结构承受什么样的外载,只要这些外载与某一参数成比例地增加,那么根据文[1],立即可以得出该结构的真实极限载荷值的上限值和下限值均等于零.这就是说,该任意结构不受外载时就会发生流动,显然这结论是有问题的. 2.根据文[2]的论证方法和所得结果,可以改正文[1]的错误.正如文[3]所述,文[4]存在着原则错误,因此,文[1]以文[4]为基础而建立的有关定理就不可能正     

关于结构的极限曲面的界限

当应用极限分析的上、下限定理计算结构极限载荷的上、下限时,要求作用于结构上的载荷是按同一比例增加的,即载荷参数只一个.在文献中,讨论了任意载荷组合作用下等厚板的极限载荷的界限.此处从结构的极限分析定理和结构极限曲面的外凸     

论固体力学中的极限分析并建议一个一般变分原理

本文簡单回顾和討論了作为应用塑性力学分支的极限分析的发展和現状。自从著名的上限定理和下限定理奠定以后,极限分析逐漸受到重視并有了相当迅速的发展。現在对于主要是受弯构件組成的刚架結构,通常可以找到既是上限又是下限的完全解。至于对于二維和三雒連續体,特別对于板壳,虽然已經完成了一些工作,但是現在的进展显得迟緩了。这是因为具体应用这两个基本定理时一般很难找到足够接近的上限和下限。特别是下限定理的应用困难很大。 本文还提出了应力場与速度場彼此独立变分的一个一般变分原理,它与极限分析所应滿足的全部方程(平衡、机动、屈伏和流动定律)等价。与上限和下限定理比較,如果采用同样的应力場和速度場,通过这个变分原理得出的极限載荷将在上下限定理給出的上限和下限之間。以圓板問題为例表明,采用各种不同的应力場和速度場,能給出比較稳定的极限載荷值。此外这个变分原理还适用于材料是非均貭或各向异性时的极限分析。     

半球封头圆柱壳的安定分析

半球封头圆柱壳结构的力学分析是工程实际中提出的一个重要课题。本文应用 Melan 静力安定定理和修正的运动安定定理对半球封头圆柱壳结构进行安定上下限分析和计算,编制了专门的程序,并就修正的运动安定定理与极限分析上限定理进行比较。     

极限分析的弹性补偿法及其应用

有限元法与数学规划法相结合，应用极限上、下限定理，将极限分析归结为求解最优化问题，是目前被普遍应用的极限分析方法，但是该方法受到计算能力的限制，难以应用到实际工程问题中。鉴于此，本文介绍一种基于线弹性分析基础上的简单的求解复杂结构极限栽荷下限、上限的方法——弹性补偿法，同时结合三维有限元分析，求解内压下三通结构的极限载荷。通过与弹塑性分析结果比较发现，简单的弹性补偿法能够很好的评估复杂三雏结构的塑性承载能力。     

刚塑性结构在冲击载荷作用下最大残余变形的近似解

本文给出一个利用一般变分原理来求刚塑性结构在冲击载荷作用下最大残余变形的近似方法.证明了泛函J的一次变分为零相当于满足刚塑性体动力学的全部方程.在特殊情况下,新的一般变分原理将与已有的两个极值原理~[2,3]相重合.通过简支梁受均布矩形冲击载荷作用来作为实例应用,说明本法与已有的刚塑性动力学的上限~[4]与下限~[5]定理相比,更接近于完全解的结果.     

对“论固体力学中的极限分析并建议一个一般变分原理”一文的讨论

原文提出的一般变分原理和改进上下限的新办法是很有意义的。对极限分析来说,目前由于求下限较困难,得到的结果较差。采用上下限平均的办法,可能距离真实的极限载荷较远。因而探索一个能得到更接近真实值的新途径是很值得欢迎的工作。原文作者经过初步计算说明,用这个新办法能得到较稳定的结果,初步肯定了这个办法。我们经过试算,感到原文还有一些不明确的地方需要澄清,也有一些问题需要进一步加以解决。 1.原文定理一是一个极大中的极小问题,与弹性理论中的变分原理是不一样的。在弹性体的情形,真实解总是使总势能或余能取极小值。这时,对σ_ij和ε_ij假设一些函数     

隧洞式内衬储气库极限储存压力解析解

隧洞式内衬储气库是一种新型能源储存方法,有助于平衡供需,推动国家由化石能源向绿色能源的持续过渡,有利于国家“碳中和、碳达峰”目标的实现.本文采用极限平衡方法和弹塑性分析方法推导隧洞式内衬储气库极限储存压力的解析解.在极限平衡方法中,考虑上覆围岩自重、破裂面受力和极限储存压力,选用刚性锥模型,推导了上限压力表达式;在弹塑性分析方法中,根据围岩中应力分布规律和剪切、抗拉强度,推导获得了弹塑性条件下上限与下限压力表达式.最终综合考虑两方法求得的结果,确定极限储存压力解析解.结果表明:极限平衡方法求得上限压力与埋深呈二次函数关系,且随着侧压力系数的增大而增大;弹塑性分析方法确定的上限压力和下限压力与埋深呈线性关系,下限压力随着侧压力系数的增大而减小,且Ⅰ级围岩条件下的内衬储气库不用考虑下限压力.在侧压力系数λ=1.2时上限压力最大,因此应尽量在侧压力系数为1.2的围岩条件下修建隧洞式储气库.最后根据典型工况下上限和下限压力曲线给出内衬洞室推荐压力范围.     

关于极限分析新上、下限定理中权因子的讨论

本文先对于k次齐次式的屈服条件表示式导出的权因子,证明了与〔4〕中相应的上、下限定理。然后指出:在应用下限定理时,权因子以采用(3.12)式较佳;而在应用上限定理时,又以选择权因子(3.14)式为好。     

极限下限分析的正交基无单元Galerkin法

基于极限分析的下限定理,建立了用正交基无单元Galerkin法进行理想弹塑性结构极 限分析的整套求解算法．下限分析所需的虚拟弹性应力场可由正交基无单元Galerkin法直接 得到,所需的自平衡应力场由一组带有待定系数的自平衡应力场基矢量的线性组合进行模 拟．这些自平衡应力场基矢量可由弹塑性增量分析中的平衡迭代得到．通过对自平衡应力场 子空间的不断修正,整个问题的求解将化为一系列非线性数学规划子问题,并通过复合形法 进行求解．算例表明该方法有效地克服了维数障碍问题,使计算效率得到了充分的提高,是 切实可行的．     

轴对称结构极限下限分析的自然单元法

作为一种基于自然邻近插值的新型无网格法,自然单元法克服了大多数无网格法难以施加本质边界条件的困难.将自然单元法与减缩基技术相结合,建立了一种轴对称结构极限下限分析的数值格式和求解算法.通过不断修正自平衡应力场,轴对称结构极限下限分析可转化为一系列的非线性数学规划子问题,并由复合形法求解.在每个非线性规划子问题中,自平衡...     

极限分析的无搜索数学规划算法

本文研究理想刚塑性介质极限载荷因子的计算方法。根据极限分权理论的上限定理,建立了计算极限载荷因子的一般数学规划有限元格式。针对这种格式的特点,提出了一个求解极限载荷因子的无搜索迭代算法。这个算法中采用逐步识别刚性、塑性分区,不断修正目标函数的方案,克服了目标函数非光滑所导致的困难。本文提出的算法建立于位移模式有限元基础上,有较广的适用范围,且具有计算效率高,稳定性好,格式简单易于程序实现等优点。     

极限分析的无搜索数学规划算法

本文研究理想刚塑性介质极限载荷因子的计算方法。根据极限分权理论的上限定理,建立了计算极限载荷因子的一般数学规划有限元格式。针对这种格式的特点,提出了一个求解极限载荷因子的无搜索迭代算法。这个算法中采用逐步识别刚性、塑性分区,不断修正目标函数的方案,克服了目标函数非光滑所导致的困难。本文提出的算法建立于位移模式有限元基础上,有较广的适用范围,且具有计算效率高,稳定性好,格式简单易于程序实现等优点。     

抗差自适应插值粒子滤波及其在组合导航中的应用

针对粒子滤波存在的粒子退化和重要性密度函数难以选取的问题,在吸收抗差自适应滤波、二阶插值滤波和粒子滤波算法优点的基础上,提出了一种新的抗差自适应插值粒子滤波算法。该算法利用二阶插值滤波算法得到重要性密度函数,通过抗差自适应因子实时控制动力学模型误差及观测异常对导航解的影响。将该算法应用于SINS/CNS/SAR组合导航系统进行计算仿真,并与经典的粒子滤波算法进行比较分析。结果表明,提出的滤波算法得到的姿态误差控制在[-0.3′,+0.3′],速度误差控制在[-0.4 m/s,+0.4 m/s],位置误差控制在[-5 m,+5 m],性能明显优于经典的粒子滤波算法。新的滤波算法不但能够有效地抑制粒子退化,而且能够有效地控制动力学模型误差及观测异常的影响,提高了组合导航的滤波精度。     

求解特征值问题的广义最小二乘法

本文研究线性特征值问题Aφ-λBφ=0,其中A、B为线性对称运算子且B正定,提出了能够求得特征近似值,同时求得其上下限的广义最小二乘法,证明了特征值上下限定理,导出了特征值的第一上限、第一下限、第二上限、第二下限。本文方法可以求解微分方程的特征值及微分方程组的特征值、矩阵特征值等问题,后两类问题的两个算例结果精度很高。