航天器全频域力学环境预示技术研究进展

航天器力学环境预示对于总体设计、结构与机构分系统设计是至关重要的, 特别是对于首发型号, 往往缺乏相似型号的遥测数据参考, 使得有效的预示成为地面试验方案和试验条件确定的主要依据. 航天器在发射段需要承受覆盖全频域的动态载荷, 不同频段的载荷和结构振动响应特性差异很大, 很难用单一的分析方法进行准确预示. 本文分别针对航天器发射力学环境的低频、高频、中频3 个频段, 介绍了国内外航天器全频域力学环境预示的主要方法及其工程应用的研究进展, 并提出了我国在该领域亟需解决的关键技术.      

任意多连通域网格自动生成算法及其应用

给出了一种任意平面域内三角形网格自动生成的算法。本算法是根据下面两个事实而设计出来的：１．任意平面多连通域总可以剖分成若干个三角形单元。２．平面域内的活节点数目随着单元剖分总会趋近于零。文中还介绍了几种网格性能改善的方法。整个程序结构紧凑，需要人工输入的数据量少，生成的网格质量较高，而且算法稳定性能好。     

Toughening of ferroelectrics by the out-of-plane poling

Subjected to the prior out-of-plane poling, the ferroelectrics can be toughened considerably. The present paper describes the variation of the stress intensity factor (SIF) by 90° switching in ferroelectrics. The analysis is carried out for the combined mechanical and electrical loading, with simple relations obtained for the case of the purely electrical loading. The out-of-plane poling is found to raise the SIF for the crack initiation, but appreciably reduces the SIF for the crack growth in a steady state. More stable fracture resistance curves can be achieved by the out-of-plane poling. This prediction is supported quantitatively by the testing data of SENB specimens of PZT-5 samples, when the toughening effects of polings in three orthogonal directions are compared. The project supported by Sino-Germany Center for Science and Technology (G2050/8)     

Wada分形吸引域边界上的混沌鞍

应用广义胞映射图论（Generalized Cell Mapping Digraph)方法，数值地研究Thompson的逃逸方程在最佳逃逸点附近的分岔。发现了嵌入在Wada分形吸引域边界上的混沌鞍，混沌鞍是状态空间不稳定（非吸引）的混沌不变集合。Wada分形吸引域边界是具有Wada性质的边界，即吸引域边界上的任意点也同时是至少两个其它吸引域的边界点，称为Wada域边界。我们证明Wada域边界上的混沌鞍导致局部鞍结分岔具有全局不确定性结局，研究了Wada域边界上混沌鞍的形成与演化，证明最终的逃逸分岔是混沌吸引子碰撞混沌鞍的边界激变。     

二维耦合混沌同步系统的筛形品质因子

本文研究了在二维耦合混沌同步系统的混沌吸引子的筛形吸引域中,筛形品质因子与筛形吸引域的不确定指数之间存在着的联系,并通过由线性耦合达到混沌同步的标准帐篷映射系统的模型给出了数值例证。由于不确定指数接近于零,在一定的计算精度下,筛形品质因子是一定值。同时讨论了用筛形品质因子描述以筛形吸引域中的点为初始点的轨道被其混沌吸引子排斥的平均程序的合理性。     

岩石动态断裂韧度的尺寸效应

采用两种圆孔裂缝平台巴西圆盘试件(一种为直径分别为42、80、122、155 mm的几何相似试件,另一种为直径80 mm、仅裂缝长度不同的单一尺寸试件)对岩石动态断裂韧度的尺寸效应进行了研究。给出了在霍普金森压杆系统上对试件进行径向撞击产生的应变波形和断裂模式。实验结果表明,对于几何相似试件,动态断裂韧度的测试值随着尺寸的增大而增大,而对于单一尺寸试件,其测试值随着中心裂缝长度的增加呈现先增大后减小的趋势。裂缝前端的断裂过程区长度和孕育时间是岩石动态断裂韧度测试值表现为尺寸效应的主要原因,为了减小尺寸效应,建立了考虑这两个参数在空间-时间域对动态应力强度因子的分布进行积分后再平均来确定岩石动态断裂韧度的方法。     

弹性带形域中多个半圆柱形凹陷对SH波的散射

对稳态SH（shear horizontal）导波在表面含有多个半圆柱形凹陷的弹性带形介质内的散射问题进行了研究,并给出了解析解。首先,运用导波展开法构造平面SH导波;然后,利用累次镜像法构造出满足带形域上、下两条直边界应力自由条件的散射波;最后,根据凹陷边沿的切应力为零的条件得到定解方程。通过算例分析了累次镜像法的精度、凹陷边沿的动应力集中和上、下边界位移幅值的变化情况。数值结果表明：只有一个凹陷时,中高频率的入射波和小厚度的带形域会引起凹陷边沿更高的动应力集中,上边界位移幅值的最大值会出现在凹陷的迎波面附近;当有两个凹陷时,大多数情况下,第二个凹陷对第一个凹陷边沿的动应力集中起放大作用,并且在理想弹性带形介质内,两凹陷之间的影响在相距无穷远时也会存在。

     

土水特征曲线(SWCC)的滞回特性模拟研究

为了模拟非饱和土的水力、力学特性在多次降雨、蒸发过程中的变化特性,本文以传统域模型的基本原理为基础,推到得到了一个能够模拟SWCC滞后性的计算模型,该模型计算方法简单,易于通过程序实现,且通过与试验数据和其他模型的计算结果对比,验证了该模型的合理性,同时,这个模型可为研究在复杂吸力变化状态下非饱和土的渗流特性、强度特性以及本构模型的研究打下一定的基础。     

SOLUTIONS FOR SECOND ORDER IMPULSIVE INTEGRO- DIFFERENTIAL EQUATION ON UNBOUNDED DOMAINS IN BANACH SPACES

Under loose conditions, the existence of solutions to initial value problem are studied for second order impulsive integro-differential equation with infinite moments of impulse effect on the positive half real axis in Banach spaces. By the use of recurrence method, Tonelii sequence and the locally convex topology, the new existence theorems are achieved, which improve the related results obtained by Guo Da-jun.     

一种求解复波数域波动弥散方程的通用数值方法

波动弥散方程的求解是分析弹性波或声波问题时的一种比较常见的过程,求解所得的曲线即为弥散曲线。其方程形式一般是关于波数与频率的一个二元超越方程,当波数为复数时,方程实际为三元超越方程。这类方程没有解析解,由于方程的变量和参数涉及复数域,一般的数值求解方法也难以处理。本文提出了一种基于模值收敛性的数值方法,求解一般波动弥散方程复波数域内的解。首先论述了本方法的理论依据,然后介绍了其求解步骤,最后将本方法应用于求解复波数域波动弥散方程的具体算例。通过对比可以发现:本方法广泛有效地解决了复波数域内波动弥散曲线的求解问题,适用于不同形式波动弥散方程的求解。