一种高比刚度盾构机刀盘面板结构拓扑重构设计

为提高盾构机刀盘面板结构的承载能力，提出了一种考虑应力约束的高比刚度结构拓扑优化方法。首先，将多孔面板结构的开口率和强度作为约束条件，采用p范数将所有单元的局部应力凝聚为一个全局应力约束，限制多孔面板结构的最大全局应力，并以多孔面板结构的全局刚度最大化为优化目标，构建考虑最大全局应力的多约束拓扑优化模型；其次，通过移动渐近线优化算法求解该模型，获得多孔面板结构的优化拓扑构型；然后，采用水平集方法提取优化构型的清晰拓扑边界，并通过几何重构获取多孔面板结构模型；最后，以某型盾构机为例，设计了多孔面板结构，并开展了静力学有限元仿真分析。仿真结果表明：在相同开口率条件下，相较于原有结构，所设计多孔面板结构的刚度和强度分别提升了7%和19.8%,承载能力得到了显著提高。所提出的方法能有效应用于盾构机面板结构的拓扑重构设计，丰富了盾构机刀盘面板结构的设计理论。     

子模型法在客车车身结构改进中的应用

在客车车身结构有限元整体分析的基础上，对关心的区域采用子模型法重新建立模型，可以得到该区域较为准确的应力值和应力分布情况，针对整体分析中FSQ6890H右后板弹簧前吊耳销附近区域强度储备不足的情况，未改进样车在试用期右后吊耳销附近出现早期裂纹，证实整体分析的有效性，采用子模型法对该区域作进一步的精确分析，为车身结构进一步改善打下基础，以避免裂纹的出现。     

自适应压电桁架结构多目标最优控制

根据嵌入压电作动器的自适应桁架结构的机电耦合特性，考虑了结构强度、节点最大位移以及作动器最大控制电压等约束条件，提出了以强度、位移和能耗为目标、以电压为控制参数的多目标最优控制模型。该模型通过引入权系数，使多目标问题转化为一个二次目标、线性约束的二次规划问题。限制了设计变量每一步的运动极限，从而保证了算法的稳定性。用数值方法模拟了该模型对结构的控制效果。数值算例表明，该模型具有改善静不定结构应力状态、保证结构形变精度及调节控制能耗的功能。对于静不定结构，可以在一定程度上降低结构的最大工作应力。该模型还具有较小的能耗指标，并使控制点的节点位移尽可能小，利用该模型可以有效地实现单点或多点位移控制。     

层合机敏结构的变形传递和层间应力分析

建立了一种承受弯矩及正应力加载下结构材料与压电陶瓷传感／执行器的应力应变传递关系模型，获得了位移、应力、应变等场量方程。模拟了压电陶瓷作为传感器时结构的变形传递及作为执行器时的应力分布和变形传递，并与实验和有限元分析结果进行了比较。结果显示：模型得出的理论值与试验和有限元结果较为接近；当本体材料两面贴压电陶瓷并加同向电压（即只受纵向载荷作用），本模型与已有的一些模型模拟结果近似，但此模型能同时分析承受弯曲加载的智能结构情况；压电陶瓷作为执行器时，层间正应力和层间剪应力在中间都比较平缓，到接近边缘处有一应力集中，实际制作时应加强此处粘接强度，以防在高应力加载或循环下压电陶瓷剥落。     

矿用箕斗的有限元分析

作者采用ＳＡＰ－５大型结构分析软件，对矿用箕斗进行了整体刚度和强度分析，并与试验结果进行比较，以证明力学模型的正确性。计算结果表明，现有箕斗在载荷作用下，刚度和应力分布很不合理，有必要对其结构进行重新设计，以得到较为合理的结构。     

一种特殊三维层叠应力杂交元模型研究

在原有高精度三维层叠应力杂交元模型基础上，针对铺层不连续复合材料结构进行分析，引入锲体子层单元来模拟铺层间断处基体过渡段，建立起新型端面节点数不同的层叠杂交元模型，该模型继承了原来层叠杂交元所具有的层间应力连续性，能在结构整体计算时兼顾局部应力集中影响的特点，同时直接将层叠应力杂交元的应用扩展到铺层不连续复合材料结构的层裂效应计算．数值计算结果表明，该模型具有很好的收敛性，计算精度较高，适合工程计算应用，具有一定的理论研究和实用价值     

ANSYS有限元分析与20节点块单元

有限元的实质就是将工程结构离散为各种单元以节点连接的计算模型。20节点三维块单元的曲面，边界能较好地逼近结构的曲面边界，可用于分析形状不规则，应力分布复杂的结构。     

钢箱桁架拱桥V型墩受力分析与优化设计

桥梁V墩结构形式特殊且受力情况复杂，是桥梁建设中的重要部位，为研究其力学性能，以某钢箱桁架拱桥为背景，首先通过Midas全桥模型求解出最不利荷载工况下V构的边界条件，分析了ABAQUS局部模型的受力情况，随后以V构失高与墩座高度比、内外肢腿倾角比为参数，揭示了参数变化时V墩最大应力变化规律，最后结合分析所得，对V构进行优化设计。研究表明：在承载能力极限状态下，墩座底部和外侧肢腿下缘产生了较大的拉应力；随着两种参数的增大，肢腿与墩座最大主拉应力呈现相反的变化趋势，而最大主压应力均趋于降低，这主要是由于力臂长度、桥墩整体柔度改变对主应力产生影响；结合参数分析所得，以主拉应力减小为优化目标，采用合适的结构布置形式后，主要受拉部位主拉应力明显减小，且小于允许值，安全储备得到提高。     

一种特殊三维层叠应力杂交元模型研究

在原有高精度三维层叠应力杂交元模型基础上，针对铺层不连续复合材料结构进行分析，引入锲体子层单元来模拟铺层间断处基体过渡段，建立起新型端面节点数不同的层叠杂交元模型，该模型继承了原来层叠杂交元所具有的层间应力连续性，能在结构整体计算时兼顾局部应力集中影响的特点，同时直接将层叠应力杂交元的应用扩展到铺层不连续复合材料结构的层裂效应计算，数值计算结果表明，该模型具有很好的收敛性，计算精度较高，适合工程计     

有效应力下多孔介质微观结构的分形特征

以分形几何理论为基础,建立了有效应力的分形计算模型,分析和讨论了多孔介质微观结构和有效应力之间的关系,从微观角度上揭示有效应力对多孔介质孔隙结构的影响规律。研究结果表明:有效应力的分形计算模型可以描述有效应力与多孔介质微观结构之间的关系;随着有效应力的增大,多孔介质的分形维数呈指数增加,孔隙度呈指数递减,多孔介质中孔隙数呈指数递减趋势,孔隙平均半径呈减小趋势。     

板梁组合结构有限元分析的未确知因子法

为了克服随机方法对于小样本难以处理的缺陷.文中充分利用客观的不确定性信息,构建了物理参数和载荷同时具有未确知性的空间板梁组合结构有限元分析模型,并提出了基于未确知因子法的板梁组合结构分析方法;利用未确知因子的数学表述和未确知有理数的运算规则,推导出板梁组合结构位移响应和单元应力响应的计算表达式.得出结构位移和应力响应取某值的可信度与各参数取值可信度的趋势是一致的结论.在缺乏足够数据或者信息不完整的情况下,用未确知信息表述结构模型参数的不确定性,比用成熟的随机方法具有更高的可信度且方法简易可行.算例给出了未确知性结构的响应可能值及其可信度的计算结果.表明该方法的可行性和有效性.     

Stress and Strain During the Process of Thermal Stabilization of Modified Pan Precursors

Thermal mechanical analysis, FT- IR, WAXD and some conventional measurements, such as densities and mechanical properties, were used to characterize the effect of the modification using KMnO4 and SnCl4 on the thermal mechanical behaviors and structural changes dining the process of thermal stabilization of modified PAN precursors. to the unmodified original PAN precursors, some conclusions were drawn that the thermal stabilization starts at a lower temperature for modified PAN fibers, for example, the peak of thermal stress changes for modified PAN precursors using KMnO4 displays a decrease of 20℃ and a increase of 30% in the ultimate thermal stress, that chemical modification makes structural transformation perfect and increases by 25% of the thermal stress at the temperature range of 230℃- 300℃, that the modified PAN fibers display an increase of 100% in the thermal strain, once after pre-oxidized, show an increase of 7.8% in orientation index, and a decrease of 9.9% in crystal size for identical preload in the region of 13.1 - 14.5 MPa. It was also concluded that the modification using SnCl4 would alleviate the changes in physical and chemical stress regimes and result in improvement in structure and decrease in defects.     

某型发动机压气机叶-盘结构优化分析

为快速提高后续批次发动机推重比,针对压气机转子叶-盘-鼓基本结构单元,基于通用有限元软件优化设计平台和循环对称结构静应力分析方法,在不改变叶片气动外形、盘鼓连接半径等强约束条件下,通过合理预设需优化位置的形状和尺寸设计变量,建立从榫头-榫槽连接式叶盘结构到整体叶盘结构的两步优化方法,缩减了优化迭代过程中结构静应力计算用的三维有限元模型规模,提高了优化效率。运用该法对某发动机高压压气机第三级叶盘结构进行优化设计,将最大转速下叶、盘、鼓的离心和气动载荷施加到优化迭代过程中、结构静应力计算用的有限元模型上,同时设置既可线性求解、又能计入接触面上真实应力状态的叶、盘、鼓间的接触,贴合承载和接触实际。采用一阶方法进行优化求解,得到满足约束条件的尺寸设计变量解。对比分析优化前后结构的应力分布,证实该法有效,在保证结构可靠性的前提下,获得了较好减重效果。     

铝合金压铸件尺寸稳定化处理的研究

铝合金压铸件尺寸失稳问题是一个普遍存在的问题,对高精度要求的构件尤其重要。本文主要研究失稳的机理。通过高温时效或分级时效消除压铸激冷中残留的热应力,并使合金中存在的过渡相完全转变成平衡组织状态,从而达到残余应力低、组织稳定及尺寸稳定的目的。通过金相组织的观察、点阵常数千Ⅱ电阻率的测定以及相应组织状态的应力测量结果表明,原时效制度下合金组织未达到平稳状态及应力分布不均匀是造成压铸件尺寸失稳的原因。采用本研究的时效制度能降低应力水平和不均匀分布,并稳定组织,可完全消除尺寸失稳现象。同时本研究的时效制度具有节能省时的实际意义。     

基于有限元法的特种液压扳手结构优化分析

运用有限元法进行结构优化设计的基本原理,针对坦克履带液压调整器特种液压扳手主要机件所涉及非线性接触等问题,进行了有限元优化的计算分析与研究,得到了优化的形状与尺寸,结构特性与受力状况得到明显改善。     

碾压混凝土拱坝坝体应力的简化计算

碾压混凝土坝受施工条件影响常在混凝土碾压层间出现结合面夹层（缺陷），影响坝体变形及内应力分布。混凝土夹层强度较低，形成结构破坏控制面。为了了解层状体的内应力分布，用位移等效原则把层状体结构转换为横观各向同性体进行位移和应力计算，根据结算的宏观位移场再进一步进行局部夹层应力计算，由此得到精度高，方法简单，工作量大大减少的碾压混凝土（成层）结构的应力简化的计算方法。研究还发现碾压混凝土结构（成层材料）存在边界局部应力集中效应，需另行采取结构改进措施。     

一种考虑位移和应力约束的结构拓扑优化方法

为了研究位移和应力约束以及重量最小的结构拓扑优化问题,基于ICM（独立、连续、映射）方法和渐进结构优化方法的思路,提出了一种考虑位移和应力约束的结构拓扑优化方法．在优化迭代循环的每一轮子循环迭代求解开始时,为了控制拓扑设计变量的变化量,依据结构位移、应力量和其约束限,形成和引进了新的位移和应力约束限．研究了位移线性近似式和应力约束转换表达式,建立了单元删除阚值和几轮迭代循环的单元删除策略．为了确保优化迭代中结构非奇异和方法具有增添单元的功能,在结构孔洞和边界周围引入了一层人工材料单元,并建立了一套有效结构信息到结构最大设计域信息的映射转换方法．结合拉格朗日乘子法,改进了子循环迭代中连续拓扑变量的求解方法,形成了一种新的连续体结构的拓扑优化方法．给出的算例验证了该方法的正确性和有效性．     

在建钢筋混凝土结构质量的可靠性控制

有关资料表明,在建钢筋混凝土结构质量事故在其全寿命过程结构质量事故中占有较大比例．为了寻求控制这种状况持续的有效方法,提出了在建结构构件和材料性能的动态质量控制方程式,将现行规范中给出的结构构件和材料性能质量控制方程式与该式配合使用,实现结构构件和材料性能的全过程完整质量控制．     

基于ANSYS的引水隧洞施工盾构结构检算及优化应用研究

以莲花水库引水隧道施工为工程背景,基于有限元分析原理,采用ANSYS建立了盾构结构的空间有限元模型,对松散体围岩地质条件下所设计的施工盾构结构进行了强度、刚度检算;并利用ANSYS的优化设计功能,对该结构进行了优化设计．结果表明：采用空间分析模型,较好地反映了盾构结构的实际受力情况,利用优化设计功能,有效地改善了盾构结构受力,结构钢材用量减小为原设计钢材用量的77．659／6,降低了工程成本;本文的研究为同类工程提供一定的参考价值．     

柔性飞艇主气囊干湿模态分析与影响因素

为了掌握柔性飞艇无约束状态下的模态特性,以25m平流层验证飞艇为基本分析对象,对其自振特性进行研究.根据充气膜结构的力学特点,基于柔性飞艇主气囊初始形状,通过充气压力静力非线性分析得到充气平衡形态位形和应力,利用兰索斯法进行模态数值分析.分析表明,影响柔性飞艇模态特性的主要因素为:壳单元与膜单元模型、拼接缝、不均匀质量分布、内外压差、尺寸、飞艇周围空气附加质量,且最后三者为重要影响因素;壳单元和膜单元模型频率相近且振型一致.对柔性平流层飞艇结构设计具有参考价值.