基于静力测量数据的随机梁式结构损伤识别

考虑模型误差和测量误差的影响,用概率的观念给出了静力荷载作用下梁式结构的模型误差和测量误差的定义,在此基础上,建立了关于损伤指数的随机控制方程.结合静力凝聚法和摄动法,给出了关于随机损伤指数的随机方程的求解方法.在获得随机损伤指数的解后,可通过结构损伤的概率定义对梁式结构损伤进行识别.最后利用几个数值算例验证了本文方法的有效性.     

列车外圆弹簧疲劳损伤的非线性超声测试

进行了列车外圆弹簧在疲劳载荷作用下所产生损伤的非线性超声测试。对列车外圆弹簧进行疲劳加载,利用专门的非线性超声测试系统激发和接收透过弹簧的超声纵波。在相应的信号处理后,建立了声学非线性系数与弹簧疲劳次数之间的关系。实验结果表明,当疲劳次数小于150万次时,由于弹簧材料内部位错、滑移带等微观缺陷还没有形成足以产生显著非线性的积累,该非线性系数增长不明显;当疲劳次数达到150万次至300万次之间的疲劳响应期时,非线性系数增加明显,表明弹簧材料的内部损伤快速增加;当疲劳次数超过300万次时,弹簧材料的内部损伤积累速度减缓,非线性系数增加放缓。该研究表明列车外圆弹簧的疲劳损伤程度与其声学非线性系数直接相关,利用该方法可以为材料和结构早期力学性能退化的检测和评价提供一种有效的途径。      

准脆性材料的弹塑性各向异性损伤耦合本构模型研究

针对准脆性材料的非线性特征：强度软化和刚度退化、单边效应、侧限强化和拉压软化、不可恢复变形、剪胀及非弹性体胀,在热动力学框架内,建立了准脆性材料的弹塑性与各向异性损伤耦合的本构关系。对准脆性材料的变形机理和损伤诱发的各向异性进行了诠释,并给出了损伤构形和有效构形中各物理量之间的关系。在有效应力空间内,建立了塑性屈服准则、拉压不同的塑性随动强化法则和各向同性强化法则。在损伤构形中,采用应变能释放率,建立了拉压损伤准则、拉压不同的损伤随动强化法则和各向同性强化法则。基于塑性屈服准则和损伤准则,构建了塑性势泛函和损伤势泛函,并由正交性法则,给出了塑性和损伤强化效应内变量的演化规律,同时,联立塑性屈服面和损伤加载面,给出了塑性流动和损伤演化内变量的演化法则。将损伤力学和塑性力学结合起来,建立了应变驱动的应力-应变增量本构关系,给出了本构数值积分的要点。以单轴加载-卸载往复试验识别和校准了本构材料常数,并对单轴单调试验、单轴加载-卸载往复试验、二轴受压、二轴拉压试验和三轴受压试验进行了预测,并与试验结果作了比较,结果表明,所建本构模型对准脆性材料的非线性材料性能有良好的预测能力。     

复合材料层压板低速冲击响应尺度效应数值模拟研究

为了研究尺度效应对于复合材料层压板在低速冲击作用下的动态响应和冲击损伤的影响,基于相似理论,建立了三种不同尺寸的层压板受冲击的三维有限元模型。在该模型中,针对层压板的面内损伤,采用改进的Chang-Chang准则进行预测;针对层压板内层间分层损伤,则使用Cohesive界面单元进行模拟。一旦复合材料层压板在低速冲击作用下产生损伤,则对出现损伤的区域进行材料参数退化。采用该模型对三种不同尺寸的层压板的冲击过程进行有限元分析,并将不同冲击速度下的冲击响应进行比较,得出了如下结论：在层压板内未发生冲击损伤时,冲击产生的挠度和冲击力与相似理论解十分吻合,一旦出现冲击损伤,则冲击力的变化与相似理论解有所差别;如果两个缩放模型的冲击速度之比等于缩放比例的平方根,则两个模型中的相对分层尺寸基本是相同的,这个结果与已有的实验结果吻合;而对冲击后面内损伤的分析表明,其损伤尺寸不符合这一相似规律。     

火山岩油气钻井的岩石力学特性

研究了大庆徐家围子地区火山岩地层的岩石力学性质及本构关系,根据现场声波测井资料及岩心资料,通过室内实验及回归分析建立了声波测井资料与火山岩岩石力学特性预测模型,并根据损伤力学的相关理论,推导出火山岩弹塑性损伤本构关系式.实验结果表明,该研究区域火山岩可钻性值相对较高,硬度较大,塑性系数较低,泊松比较低,表现出明显的脆性和弹性特征;火山岩弹塑性损伤本构关系式符合火山岩实际变化规律.     

Joint nonlinearity and chromatic dispersion pre-compensation for coherent optical orthogonal frequency-division multiplexing systems

This paper introduces a joint nonlinearity and chromatic dispersion pre-compensation method for coherent optical orthogonal frequency-division multiplexing systems. The research results show that this method can reduce the walk-off effect and can therefore equalize the nonlinear impairments effectively. Compared with the only other existing nonlinearity pre-compensation method, the joint nonlinearity and chromatic dispersion pre-compensation method is not only suitable for low-dispersion optical orthogonal frequency-division multiplexing system, but also effective for high-dispersion optical orthogonal frequency-division multiplexing transmission system with higher input power but without optical dispersion compensation. The suggested solution does not increase computation complexity compared with only nonlinearity pre-compensation method. For 40 Gbit/s coherent optical orthogonal frequency-division multiplexing 20×80 km standard single-mode fibre system, the suggested method can improve the nonlinear threshold (for Q > 10 dB) about 2.7, 1.2 and 1.0 dB, and the maximum Q factor about 1.2, 0.4 and 0.3 dB, for 2, 8 and 16 ps/(nm·km) dispersion coefficients.     

基于模态参数考虑边界条件变异的桥梁结构损伤识别

根据桥梁结构的实际工程特性,分析其边界条件变异、结构损伤及其参数变化,采用约束优化理论,建立以实测和理论模态参数误差平方和最小为目标函数的优化反演问题。基于矩阵摄动理论引入与结构动力方程对应的特征值和特征向量的一阶、二阶摄动量,将优化反演问题简化为非线性最小二乘法优化反演问题。针对桥梁结构边界条件对模态参数影响显著的实际情况,实施桥梁结构边界条件预识别,采用单元模态应变能方法预定位损伤,提出考虑边界条件变异的桥梁结构损伤识别具体流程。以一磁浮轨道梁方案为例,采用数值模拟进行边界条件变异及损伤的识别验证,结果表明:该方法能够有效识别边界条件的变异及构件损伤,识别参数的相对误差最大为12.48%,具有较高的识别精度。     

框架结构损伤的检测诊断与评估方法研究

通过构造以损伤参数为未知量的超定非线性方程组,提出了3种改进的框架结构损伤的检测、诊断、评估方法——改进的一阶迭代法、改进的混合迭代法、改进的动静结合法。通过对框架结构损伤识别的数值模拟分析可以得出:在单柱或梁发生20%及以下损伤的情况下,动静结合法、一阶迭代法、混合迭代法均能较好地识别出损伤的位置与程度。在求解40%及以上的损伤或者多处梁柱损伤时,一阶迭代法和混合迭代法分别只经过25次迭代和22次迭代就达到设定的10-8迭代误差而收敛停止计算,均能准确地识别出损伤单元的位置与损伤程度;与一阶迭代法相比,混合迭代算法由于采用了精确度较高的二阶非线性解析解作为迭代修正的初值,因而迭代修正精度更高,收敛性更好;动静结合法由于结合了结构的动态信息和静态信息,识别精度与混合迭代算法接近且减少了运算时间,并且通过提高计算中所使用的模态阶数可大大提高其识别精度。     

基于匹配追踪算法的复合材料冲击损伤成像技术

基于Lamb波和匹配追踪算法,提出了一种损伤成像方法,对复合材料冲击损伤进行在线的连续 监测。首先针对Lamb波监测的特点,提出了匹配追踪方法的快速实现方案,将信号分解为多个Chirplet原 子的线性组合,建立了Lamb的弥散效应与Chirplet原子的调频斜率之间的关系,模拟结果表明Chirplet原 子能准确地匹配失真变形的窄带脉冲信号;根据损伤前与损伤后的信号差别,提出了一种基于Lamb波能量 特征差异提取的损伤指标;进一步采用改进的RAPID算法进行损伤成像,将损伤情况可视化。结果表明所 提方法可行和有效。     

集簇性DNA损伤在辐射研究中的进展

高LET重离子引起的集簇性DNA损伤会造成细胞突变、 癌变和凋亡。 促进肿瘤细胞凋亡一直是治愈肿瘤的出发点, 所以集簇性DNA损伤已经成为放射生物学领域研究的热点问题。 由于其提取和检测方法多样, 但并没有一个详细和完整的方案对集簇性DNA损伤进行透彻分析。 综述了集簇性DNA损伤的特点和详细讨论了集簇性DNA损伤最新研究进展, 简介了集簇性DNA损伤的研究方法, 以期为集簇性DNA损伤在放疗中的研究提供一些参考。 Clustered DNA damage which caused by high LET heavy ion radiation can lead to mutation, tumorigenesis and apoptosis. Promoting apoptosis of cancer cells is always the basis of cancer treatment. Clustered DNA damage has been the hot topic in radiobiology. The detect method is diversity, but there is not a detail and complete protocol to analyze clustered DNA damage. In order to provide reference for clustered DNA damage in the radiotherapy study, the clustered DNA damage characteristics, the latest progresses on clustered DNA damage and the detecting methods are reviewed and discussed in deteil in this paper.