基于SPH算法的刚性弹丸侵彻的数值模拟

针对光滑粒子流体动力学(smooth particle hydrodynamics,简称SPH)方法在高速碰撞问题中的应用,利用大型动力学仿真软件LS-DYNA对球形弹丸以1 000m/s的速度侵彻1.2cm厚度钢板这一过程进行数值模拟分析。求解过程中球形弹丸采用刚性(Rigid)材料,钢板采用Johnson_Cook材料属性、Gruneisen状态方程。分别用有限元法、SPH-FEM(smooth particle hydrodynamics-finite element method,简称SPH-FEM)耦合算法和SPH算法对钢板进行模拟,并对这3种方法计算结果的Mises应力云图、系统能量、速度、加速度和计算效率进行对比,分析3种方法在高速碰撞问题中的优缺点。研究结果表明:SPH算法计算效率低,仅1/4模型的计算时长就是有限元法的6.4倍,而有限元法不能很好地模拟高速碰撞中材料大变形、飞溅现象,相比之下,SPHFEM耦合算法能够弥补两者的不足,且精度能够达到要求。     

粘弹性地基上弹性板受连续冲击荷载作用的动力响应分析

针对工程实际中常见的冲击问题，在事先已知冲击物冲击速度的情况下，研究分析了半无限粘弹性Winkler地基上的矩形弹性薄板受物体连续冲击的动力响应。提出了冲击过程中冲击反力的模拟表达式，对冲击物不做假设，避开接触局部变形问题，只考虑冲击过程中板的动力响应，利用冲量、动量关系和动力微分方程求解。     

筒仓的动力计算

计算地基运动时筒仓的动力响应，考虑了仓内散粒体与仓壁的相互作用。根据实验观测到的现象，将仓内上部占总质量20％－30％的散粒体处理为几个集中质量并将其分别与仓壁均匀弹性连接（弹性杆只承受压力而不承受拉力），分析地基运动时筒仓的动力响应（仓壁位移值）并与筒仓模型实测值进行了比较，两者结果吻合较好。     

有限元法在材料力学案例教学中的运用研究

该文在材料力学课程案例教学中引入有限元方法作为辅助教学手段,借助有限元方法,利用图形和动画将抽象的力学概念给学生直观展示,促进其对于力学概念的掌握。在教学过程中,通过设计合理的课堂演示实验,提高学生的学习兴趣。在掌握课程内容的基础上,学生可以自主调整计算参数的手段,借助有限元软件可以开展自主创新型学习和初步的科学研究工作。有限元方法的引入,可以提高力学课程课堂教学效率,便于学生的理解和学习,并为学生后续研究提供保障。     

数字图像处理技术在桥梁裂纹测量中的应用

基于对桥梁裂纹图像特征的深度分析,综合应用图像连通区域检测和图像边缘检测等数字图像处理技术,研发了一套基于现代数字图像处理理论的远距离非接触式裂纹几何尺寸图像识别系统。户外条件下对在役桥梁裂纹检测的对比试验结果表明,该系统对于桥梁微小损伤的远距离无损检测具有较高的工程应用价值。     

基于XFEM的损伤扩展模拟

材料裂缝的扩展是一个经典的不连续问题,采用常规的有限元方法难以实现裂缝扩展过程的仿真模拟。为了解决常规方法的诸多弊端,XFEM方法引入水平集函数描述裂缝形态,实现了裂缝在单元内部的萌生与发展,解决了传统方法只能依赖单元生死来模拟裂缝扩展的难题。在扩展有限元方法基本原理的基础上,以ABAQUS为平台,利用XFEM方法模拟了弹性力学经典解中的有限大平板的裂缝问题,验证了XFEM方法的有效性;同时,模拟了三点弯梁的裂缝扩展过程。结果表明:扩展有限元方法能够有效地进行开裂过程仿真,逼真地模拟出裂缝的扩展行为,不受单元边界的制约,无需单元的局部加密,有效地减少了单元数量,节约了计算成本,为解决实际复杂问题提供了方便的途径。     

层状地基-基础-框架相互作用系统的参数识别

提出了一种层状地基-基础-框架相互作用系统的参数识别方法.根据集中剪切型系数的运动特征,将层间刚度和阻尼从总体系统中分离出来,依据最小二乘识别法则,导出了层间刚度和阻尼这些层间参数识别的递推方程,以此为基础建立了地基-基础-框架相互作用系统的参数识别方法.并以人工模拟系统输入和输出的方法,对一位于三层粘性土上的框架结构系统,实施了参数识别的全过程.结果表明,所建立的系统参数识别方法,对识别初始值的要求较低,且具有良好的识别精度.     

基于神经网络的泡沫混凝土强度及导热性能预测

基于神经网络原理,建立预测泡沫混凝土性能的BP神经网络模型,期望通过输入配合比主要参数,得到泡沫混凝土强度及导热性能的预测结果。将实验数据分为训练组和对照组,对训练组进行非线性拟合,若拟合结果满足误差精度则模型建立完毕;通过拟合结果与对照组的比较,可验证模型预测精度。结果表明,BP神经网络模型能够准确拟合实验数据,利用其泛化能力进行预测的结果与对照组的误差小于8%,该模型具有很高的预测精度。     

一种新的地基参数确定方法

在分析水平层状地基运动特征的基础上,运用最小二乘识别理论,通过迭代求解基岩输入运动加速度值,建立了层状地基参数的时域识别方法,并利用地基模型实验数据,实施了层状地基的参数识别过程.计算结果表明,该方法产生良好的地基参数估计.