分析复合受载裂纹群相互干涉效应的有效方法

对任意二维型裂纹群,受复合载荷作用时的相互干涉效应,本文提出了改进型体积力法。改进之一是采用以每个裂纹中心为基点的相对坐标变换法;其二是采用间接法有效地处理了积分奇异性。计算结果同文献数据相比较,表明了本法更为高效和精确。     

纵向剪切下螺型位错和圆形夹杂界面裂纹的干涉作用

研究了无穷远纵向剪切下圆形弹性夹杂界面裂纹与基体中任意位置螺型位错的相互干涉问题。运用复变函数的解析延拓技术与奇性主部分析方法，获得了该问题的一般解答，作为算例，求出了含一条界面裂纹时基体和夹杂区域应力函数的封闭形式解，导出了位错在基体中任意位置时位错力的计算公式，数值结果表明，界面裂纹对位错与夹杂的干涉作用具有强烈的扰动效应，当界面裂纹达到一定弧度时，可以将硬夹杂对位错的排斥作用改变为吸引。     

工程声学中的边界单元法

本文采用边界单元法,进行任意二维稳定声场的数值计算。通过两个算例的数值解与精确解的比较,说明边界单元法是求解工程声学问题的一种有效方法。编制的程序可用于任意二维稳定声场的分析。     

不同入射浪向下群遮效应的CFD分析

基于黏流理论系统地模拟了不同入射浪向的波浪作用下外围浮体数不同时浮体群的群遮现象.首先建立了多浮体水动力计算数值模型;然后模拟了两个典型波浪方向下,外围浮体数为0,4和8时浮体群的复杂干涉现象;最后从结构周围波浪场出发,着重分析了群遮效应对浮体波漂移力的影响机理.结果表明:计算流体动力学(CFD)方法可准确模拟多浮体间的复杂相互干涉;随着外围浮体数增加,群遮效应对中心浮体波漂移力的低减作用更加显著,且群遮效应对浪向的敏感性也逐渐减小;中心浮体波漂移力的降低与其迎浪侧、背浪侧间波面抬高差值的减小密切相关.     

任意孔与裂纹群相互干涉效应的分析法

提出了文题的改进型体积力法,修改了体积力密度的定义;引入了建立在各单元中心处的局部坐标;获得了以封闭形表述的所有应力影响系数计算式,提高了计算效率和精度,应用也更为方便与有效。文中给出的算例表明了改进型体积力法具有精度高、收敛快的优点。     

压电磁螺型位错与界面刚性线夹杂的干涉效应

采用复变函数解析延拓原理,研究了电磁材料中压电磁螺型位错和共线界面刚性线的磁电弹耦合干涉效应并得到该问题的一般解答.作为算例,求出了界面含有一条刚性线时两种压电磁介质区域广义应力函数的封闭形式解.运用扰动技术,求解了位错点的扰动应力、电位移和磁感应强度场.由推广的Peach-Koehler公式求出了作用在位错上的位错力,讨论了共线界面刚性线对位错力的影响规律.文中所得到的解不但可作为格林函数获得任意分布位错的相应解答,而且可以用于研究无穷远纵向剪切和面内电磁场作用下界面刚性线夹杂和介质中任意形状裂纹的磁电弹耦合干涉效应问题.     

多箱箱型结构的解析分析

从弹性薄板理论出发,将多箱箱型结构分为多块相互约束的边界弹性支承薄板。每一块板在板内承受任意局部荷载,在四边承受待定的分布弯矩。通过板与板的边界位移与转角协调分析,得到任意荷载作用下多箱箱型结构的解析解。算例表明本文方法精度好。由于解析方法未知量少,因此便于在工程计算中应用。     

水平荷载作用下群桩效率及影响因素分析

水平荷载作用下的群桩效率是影响群桩基础水平抗力的重要参数.基于弹性叠加原理,在假设岩土体的应力扩散角恒定的同时,考虑了岩土体物理参数对相邻桩干涉效应的影响,重新推导了不同排列形式下单桩的群桩效应系数,并基于群桩效应系数,求解了1×2、2×2、3×3布置形式的群桩效率公式.同时通过有限元研究桩距与桩径比、弹性模量及泊松比对群桩效率的影响,发现桩距与桩径比和弹性模量对群桩效率影响显著,而泊松比对群桩效率影响甚微.最后通过对比群桩效率的有限元数值解与公式解,验证了公式法求解群桩效率的可靠性.     

具有大开孔接管结构的椭圆封头边界效应

通过理论计算分析了椭圆封头大开孔结构的一般情况，即两个相互干涉的边界对封头结构性能的影响问题．发现当开孔率达到90％（即r／R=0．9）时，尽管两个干涉的边界相距很近，但开孔边界的应力集中问题仍然可以按接管边界单独存在的情况进行处理．这一发现表明，开孔率较大的情况下，边界效应的相互干涉和影响应当加以考虑的传统观点需要加以修改，从而为提供更简洁的工程设计方法打下了基础．     

动力边界单元法及其在土一结构动力耦合效应分析中的应用

本文研究了动力边界单元法及其在土一结构动力耦合效应分析中的应用。文中利用Helmholtz势函数定理详细地推导了动力边界单元法的基本解,并且通过Laplace积分变换,应用直接列法建立了弹性动力的边界积分方程以及相应的数值求解公式。编制了动力边界单元法的计算机程序DYBEMI。最后对于不同激振频率和不同埋置深度的基础振动动力响应等算例进行了计算与分析。结果表明动力边界单元法在土一结构动力耦合效应问题中的分析是一种有效的方法。     

复杂岩体地应力场的随机反演及遗传优化

利用岩体工程量测的变形或应力，考虑量测结果的随机性，提出了复杂岩体初始地应力场的随机反分析模型．在该模型中，采用具有多项式分布的边界荷载来模拟构造应力场，地应力和边界荷载不必符合特定的分布和假定，可以模拟任意分布的复杂初始地应力场；与有限元相结合，采用改进的能全局优化和智能搜索的加速遗传算法反演出边界荷载多项式系数．最后通过工程实例进行了验证分析，表明该方法的有效和可行性．     

一种实现复杂初始地应力场精确平衡的通用方法

初始地应力场是岩体工程结构有限元分析的重要初始条件,为了实现初始地应力场平衡,传统做法是在计算模型上施加与之相平衡的外荷载(体力、边界力),但外荷载往往组成复杂甚至不可知,且施加边界荷载所要求的模型边界条件通常与初始地应力平衡后结构计算分析所要求的模型边界条件不一致,这就为初始地应力场平衡带来了困难.为此,本文提出了一种可以实现复杂初始地应力场精确平衡的通用方法,该方法的基本思路是直接在有限元计算模型中施加结点荷载来与初始地应力场进行平衡,从而完全避免了由于外荷载的不可知以及边界条件不一致性所带来的困难;此外,由于所施加结点荷载是直接由初始地应力场通过单元积分计算出来的,故可实现初始地应力场的精确平衡.算例分析表明,所提出的方法不仅简便易行,且精度很高,是一种实现复杂初始地应力场平衡的通用方法.     

铝合金地铁车内低频结构噪声特性预测

针对轨道不平顺引起地铁车辆车体壁板振动产生的车内低频结构噪声问题,建立了铝合金地铁车辆车体结构有限元模型、车内声场边界元模型和车辆轨道耦合模型,进行了动力学分析,得到轨道随机不平顺激励下,车体所受激励载荷并施加于车体结构的有限元模型,在ANSYS软件中进行了车体结构谐响应分析,得到车体振动响应.将得到的车体振动响应作为边界条件传递给车内声场边界元模型,在SYSNOISE软件中计算了频率0～200 Hz范围内车内不同位置的低频结构噪声分布特性.结果表明:车内最大声压级超过75 dB;车体结构特点以及激励载荷情况直接影响车内结构噪声特性;减少轮轨激励载荷或优化车体结构,均可降低车内结构噪声.     

周边建筑对体育馆屋盖和幕墙风荷载的干扰

分析张家界体育中心体育馆的风洞测压数据,分别考虑无周边建筑和有周边建筑2种情况,以屋盖和幕墙的风压为研究对象,研究周边场馆对屋盖和幕墙风荷载的干扰影响;采用干扰因子分析法和多阶模态力法分析屋盖等效风荷载.分析表明:在干扰影响下,屋盖峰值负压的干扰因子达到1.5,峰值正压的干扰因子达到5;干扰影响下的幕墙最不利风压集中位置为干扰体周边的幕墙凹陷处和干扰体周边的幕墙拐角处.     

Combined back analysis method of ground stress based on refined geological modeling

A new back-analysis method of ground stress is proposed with comprehensive consideration of influence of topography, geology and nonlinear physical mechanical properties of rock on ground stress. This method based on non-uniform rational B-spline (NURBS) technology provides the means to build a refined three-dimensional finite element model with more accurate meshing under complex terrain and geological conditions. Meanwhile, this method is a back-analysis of ground stress with combination of multivariable linear regression model and neural network (ANN) model. Firstly, the regression model is used to fit approximately boundary loads. Regarding the regressed loads as mean value, some sets of boundary loads with the same interval are constructed according to the principle of orthogonal design, to calculate the corresponding ground stress at the observation positions using finite element method. The results (boundary loads and the corresponding ground stress) are added to the samples for ANN training. And on this basis, an ANN model is established to implement higher precise back-analysis of initial ground stress. A practical application case shows that the relative error between the inversed ground stress and observed value is mostly less than 10 %, which can meet the need of engineering design and construction requirements.     

Kirchhoff圆板的解析积分边界元法

利用一般弯曲薄板边界为规则曲线的特点,对工程常用的圆形弯曲薄板,采用线性单元,导出Kirchhoff圆板各辅助态的边界积分解析表达式。建立问题的边界元法系统方程。从而使薄板的边界元分析完全避免通常使用的高斯积分。明显提高计算精度．给出4个不同荷载及边界条件情况的圆板的算例,计算结果表明。对于具有规则曲线边界的问题,采用解析积分的边界元法是十分有效的。     

基于压力分布的高速列车气动力计算方法

基于径向基函数的气动压力插值方法和摩擦力计算模型,提出了一种可用于高速列车线路试验的气动力快速计算方法。该方法只需测得车体表面若干测点的压力,然后基于这些测点的压力值,使用径向基函数插值方法得到车体表面压力分布;并采用数值积分方法与平板边界层摩擦力计算模型能够快速得到气动压差力和气动摩擦力。列车附属部件几何外形复杂,难以通过插值方法获取表面压力分布;为此,基于八辆编组真实外形,给出了各附属部件对列车气动力贡献度,从而使本文提出的方法能够应用于线路试验和动模型试验。为验证计算方法的有效性,针对高速列车三辆编组简化外形头尾车流线型部分,采用数值计算方法对比分析了气动阻力和气动升力计算结果与计算结果;针对三辆编组风洞试验外形分析了气动阻力试验值和计算值。结果表明:提出的计算方法能够满足工程精度要求。     

结构模糊失效概率的可能性分析

模糊性和随机性是不同的两类不确定性，其产生机理和物理意义均有一定差异。文中基于可能性理论，提出了同时含随机变量和模糊变量时结构的可靠性计算模型。该模型可给出结构模糊失效概率的可能性分布，可更客观、真空地反映结构的实际安全状况。实例计算说明了文中方法的应用。     

风与车流联合作用下在役桥行车舒适性研究

现有基于风-汽车-桥梁耦合振动的行车舒适性研究中,较少考虑了车流随机性和路面等级退化因素,致使分析成果具有一定局限性.本文综合考虑了车流随机性和路面等级退化等因素,运用一种新的车辆和路面等级退化模型分析大跨度桥梁的振动及行车舒适性.建立一个包含座椅及车辆纵向振动的24自由度空间车辆模型;基于考虑邻近车辆影响的改进CA(Cellular Automation-元胞自动基)模型和路面退化模型,通过桥梁和车辆相互作用力关系,建立了风-车流-桥梁系统的耦合振动方程.数值计算表明:本文所提出的方法能够合理地模拟风-车流-桥梁系统的耦合振动,且驾驶员座椅模型的各向振动对行车舒适性有显著影响.