基于灰色理论对桥梁荷载试验的控制

目的为了避免在桥梁检测中由于加载过大造成桥梁结构的损伤,研究基于函数cos(x~2)变换的灰色预测模型,提供一种预测桥梁在加载过程中产生内力的方法,并以此作为控制加载的一个途径.方法以斜拉桥混凝土箱梁的最大负弯矩工况的分级加载为例,采用基于函数cos(x~2)变换的灰色模型对该工况的箱梁内力进行预测.加载试验分为5级加载,整理前4级加载时的混凝土箱梁产生的内力值数据,再采用基于函数cos(x~2)变换的灰色模型对其分析,并对第5级加载时的混凝土箱梁产生的内力值进行预测,将预测值与实际值进行对比,验证其预测精度.结果预测的每一级的数值的预测精度都在97%以上,达到预测精度的要求.结论采用基于函数cos(x~2)变换的灰色模型对加载时的混凝土箱梁内力值的预测比较准确;基于函数cos(x~2)变换的灰色模型预测桥梁加载时的内力值的方法可行.     

有机玻璃观察窗的蠕变特性及数值模拟

传统的线弹性模型在模拟载人深潜器的有机玻璃(PMMA)观察窗蠕变变形时表现出严重的局限性,为解决这一问题,构建了Prony级数形式的线性黏弹性本构模型.采用质量缩放技术和等效时长方法加快了显式动力有限元计算过程,得出了稳定且与实验数据接近的计算结果.结果表明:在常温、高应力、逐步加压的作业环境下,PMMA在加载阶段就已经表现出黏弹性行为.因此,为了保证安全,必须要在整个加压-保载过程中考虑黏弹性效应.结合准静态加载的条件,采用显式动力学分析取代传统的静态分析,与PMMA黏弹性的时变特性相适应.此外,针对观察窗模型局部应力集中的问题,设置倒角可以有效降低局部应力,有限元计算时网格收敛性也更好.     

机械式反操纵负载模拟器的设计方法

针对机械式反操纵负载模拟器加载精度低的问题,提出了提高其加载精度的设计方法,即采用虚位移原理法对机械式反操纵负载模拟器建立负载力矩模型,利用杆件角度的变化从负载力矩模型中分析得出杆件的合理范围.通过对负载力矩模型的负载曲线做逼近处理,达到对负载力矩模型进行重构的目的.提出了利用负载力矩模型杆件角度分析与蒙特卡罗相结合的方法来设计杆件,其优点在于可找寻同时满足多级加载梯度条件的杆件组,避免了传统方法的不足,即利用最大加载角度进行优化从而导致无法模拟真实加载情形及最终找寻到的是加载梯度少的杆件组.最后,利用仿真验证了优化结果.     

基于分子动力学的 α‐SiO2 晶体力学性能

采用分子动力学方法, 结合Tersoff势函数, 模拟α-SiO₂晶体在应变加载下的力学性能, 并考察温度对α-SiO₂力学性能的影响. 结果表明: α-SiO₂在常温加载过程中经历了弹性变形、 塑性变形及断裂变形3个阶段, 获得的屈服强度为22.6 GPa, 断裂强度为36 GPa; 在塑性变形阶段观察到α-SiO₂从晶相向非晶转化的相变过程; 随着温度的升高, α-SiO₂的屈服强度和弹性模量逐渐降低; 温度越高断裂应力和断裂应变越低, α-SiO₂晶体在高温单轴加载下易出现断裂.     

钢筋混凝土柱耐火性能的理论研究

利用合成法建立了计算钢筋混凝土柱的耐火性能的数学模型．该模型包括常温加载和恒载升温两阶段，编制了计算机程序，与实验对比，吻合较好。     

基于分子动力学的α-SiO2晶体力学性能

采用分子动力学方法, 结合Tersoff势函数, 模拟α-SiO₂晶体在应变加载下的力学性能, 并考察温度对α-SiO₂力学性能的影响. 结果表明: α-SiO₂在常温加载过程中经历了弹性变形、 塑性变形及断裂变形3个阶段, 获得的屈服强度为22.6 GPa, 断裂强度为36 GPa； 在塑性变形阶段观察到α-SiO₂从晶相向非晶转化的相变过程; 随着温度的升高, α-SiO₂的屈服强度和弹性模量逐渐降低； 温度越高断裂应力和断裂应变越低, α-SiO₂晶体在高温单轴加载下易出现断裂.     

基于Copula GARCH MMBP的Monte Carlo期权定价方法

本文将与两种指数相关的股权挂钩票据的定价问题转化为期权定价问题,提出了一种基于Copula模型的Monte Carlo期权定价方法.针对两组对数收益率序列的相关性结构,本文运用Copula GARCH 模型进行了拟合,并采用修正的极大似然估计方法对模型的参数进行了估计.作为应用,本文对汇丰银行发行的一种股权挂钩票据进行了定价和利润分析.     

钕铁硼强磁性材料的冲击加载实验和数值模拟研究

为了研究钕铁硼(Nd2Fe14B)强磁体在冲击加载作用下的动态力学性能,建立了炸药爆炸平面波冲击加载实验装置,进行了冲击加载实验.采用锰铜压阻测压技术测量了磁体中冲击波压力,获得了不同强度冲击波加载作用下磁体中冲击波压力.建立了Nd2Fe14B磁体冲击加载实验的计算模型,对炸药爆炸冲击加载磁体过程进行了数值模拟计算,计算结果与实验结果相吻合.分析了Nd2Fe14B磁体中冲击波传播规律,给出了Nd2Fe14B磁体中冲击波压力按指数规律衰减的计算公式.     

导弹舵机动态加载技术

分析了电液伺服加载和板簧加载的工作原理与特点,搭建了试验平台,并分别对两种加载方式进行了试验研究. 理论分析和试验结果均表明:以板簧加载为代表的机械加载,结构简单、成本较低,但加载精度低,灵活性差,仅能实现近似线性的简单加载规律;电液伺服加载结构复杂,但能够实现多种加载规律,可模拟导弹舵机的真实负载状态. 采用基于小脑模型神经网络(cerebellar model articulation controller, CMAC)的复合控制方法能够有效抑制多余力,提高加载精度.     

水陆两栖飞机结构强度试验中的水载荷模拟方法

水陆两栖飞机结构强度试验中需要合理地模拟机身船体结构所受的水载荷。围绕水载荷特点和加载要求,建立了曲面加载垫力学模型,着重分析了曲面加载接触面载荷分布情况,结果显示:当加载面曲率较大或者加载过程中结构变形较大时需要选用弹性变形适应能力较强的材料制作加载垫,且需要对加载垫进行曲面修形处理。根据分析结果设计了弹性体夹层式水载荷加载方法,并通过有限元分析和试验的方法验证了力学模型和加载方法的可行性。     

桥梁钢 混结合段试验模型加载多目标优化

混合式叠合梁斜拉桥钢-混结合段的受力分析,通常采用有限元分析与试验相结合的方法.模型试验的加载方式与加载力,需要通过模型设计,并保证其与实桥受力状态一致来确定.以红水河大桥为例,建立了实桥结合段有限元模型并对其加载,提取其中关键截面内力,换算得到对应缩尺模型位置的内力;选取钢-混结合面处的内力作为目标值,加载位置与荷载作为优化变量,其他各截面内力作为约束条件,建立新的数学模型;结合遗传算法对该数学模型进行优化,获得了最优的加载方案.     

某航天机构加载驱动部件热变形分析

针对某航天机构加载驱动部件提出了一种热变形分析计算方法.利用MARC软件建立了加载驱动部件的有限元模型,通过瞬态传热分析计算出该系统随时间变化的温度场及其他热参数.分别提取10,20,30 min时的加载驱动部件内部温度分布情况,生成温度场文件,并以此作为热载荷进一步求解出各时刻加载驱动部件内的热应力和变形值.分析所得结果可以用作进一步修改和优化航天机构加载驱动部件设计的依据.     

考虑温度影响的混凝土非线性本构模型

通过大量试验,测得了混凝土在常温20 ℃及200～600 ℃高温后的应力-应变关系.论述了Jones-Nelson-Morgan模型的构成原理及其参数的确定方法,利用这个模型,结合混凝土在常温的单轴试验结果,建立了混凝土的非线性本构模型.该模型的特点是材料的力学性能只为应变能的函数,使材料模型可以方便地解决考虑多因素影响的复杂问题.考虑温度因素的影响,将模型推广应用于高温后混凝土的本构关系分析,获得了与试验结果符合较好的理论模型.     

模内镶件注塑膜片的粘弹性本构模型

在G'sell理论和DSGZ模型基础上,提出了模内镶件注塑膜片的粘弹性本构模型--CF-DSGZ模型.该模型不仅可以描述膜片材料的屈服和应变软化、应变硬化特性,还考虑了不同加载方式下静水压力的影响,克服了DSGZ模型预测玻璃化以上温度时材料的真实应力―应变具有较大误差的缺陷.文中以PMMA-IRK-304膜片材料为例,通过不同温度和拉伸速度下的单向拉伸实验和常温单向拉伸与压缩实验验证模型的准确性.结果表明,除了初始小应变阶段存在若干小偏差外,CF-DSGZ模型预测曲线与实验数据吻合得很好.     

钢筋混凝土结构开裂分析在ANSYS中的实现

为了有针对性的运用ANSYS进行钢筋混凝土结构的开裂分析,通过与理论解比较,依据分析对象的结构层次(结构、构件)、分析类型(静力单调加载、反复加载)、载荷水平(线弹性、弹塑性),讨论了单元类型、材料模型及模型参数的选取.在分析国内外现有方法的基础上,同时比较各种模型选取的优缺点和适用性。分析表明合理的选择模型可以得到更令人满意的结果。     

沥青路面粘弹性疲劳损伤分析

沥青混合料是一种粘弹性材料,而目前的沥青路面疲劳损伤分析方法大都采用传统的线弹性疲劳方程,无法反映环境温度、加载历史的影响.在分析作者提出的能够反映温度、行车速度和轴载影响的沥青混合料粘弹性疲劳损伤演化模型的基础上,提出了沥青混合料粘弹性疲劳损伤演化模型参数的试验方法和沥青路面粘弹性疲劳损伤分析简化方法,运用该方法分析了沥青路面在重复汽车荷载作用下疲劳损伤的演化进程,结果表明该粘弹性疲劳损伤演化模型是可以用来分析沥青路面疲劳寿命的.图2,表2,参10.     

加载速率对不同温度状态石灰岩力学性能影响的试验研究

借助美国MTS810电液伺服材料试验机和高温炉,对常温和600℃两种温度状态下石灰岩试件进行不同加载速率下的单轴压缩试验,得到石灰岩力学性能随加载速率的变化规律。结果表明:常温时,石灰岩岩样在3×10-4~3×10-3 mm/s的低应变率范围内,加载速率对峰值应力和弹性模量影响不大,在加载速率为3×10-3~3×10-1 mm/s的区段内,峰值应力和弹性模量均呈明显上升趋势;600℃时,峰值应力和弹性模量随加载速率增加变化不大。常温时,不同加载速率下石灰岩岩样均为竖向劈裂破坏,且在3×10-3~3×10-1 mm/s的加载速率区段中,随加载速率的增加,劈裂面逐渐增多;600℃时,石灰岩岩样在不同加载速率下均为剪切破坏。     

考虑低周疲劳损伤效应的钢筋混凝土柱Park-Ang损伤修正模型

针对现有钢筋混凝土构件损伤模型存在指标上下界不收敛、疲劳效应考虑不足等问题,提出了一种考虑低周疲劳效应的Park-Ang损伤修正模型.按照非线性叠加规律,调整模型最大变形和滞回耗能效应的组合形式.考虑低周疲劳效应的影响,通过遗传算法确定滞回耗能损伤的最优函数.以钢筋混凝土柱为研究对象,采用该修正模型进行了损伤评估,并与6种经典的损伤模型的评估结果进行了对比分析.结果表明,修正的Park-Ang模型适用于单调加载、变幅循环加载和等幅循环加载等各种加载路径的损伤评估,并且在构件失效状态的损伤计算误差小于10%,可以更准确地评估钢筋混凝土构件在任意加载路径下的损伤演化规律.     

强冲击载荷下氧化铝陶瓷的力学特性及本构模型

研究氧化铝陶瓷在强冲击加载下的力学响应和动态本构模型. 利用一级轻气炮对陶瓷靶板进行冲击加载,测量得到靶板内的应力-时间曲线,并分析得到氧化铝陶瓷的动力学特性. 结合陶瓷材料破坏特性分析,从脆性材料内翼型裂纹的产生和扩展机理出发,建立了微裂纹损伤本构模型,其中损伤参数通过微裂纹尺寸和微裂纹数2个变量进行描述. 实验与计算结果表明,该模型较好地描述了强冲击载荷下氧化铝陶瓷的力学行为.     

Al2O3f+Cf/ZL109混杂复合材料的常温拉伸强度及预测模型

采用挤压铸造法制备了Al2O3f+Cf/ZL109短纤维混杂金属基复合材料,并对该混杂复合材料的常温拉伸强度性能进行了实验及理论分析.在综合考虑纤维长度变化规律、两种纤维在拉伸过程中各自的行为和机理,以及热应力诱发位错强化和纤维弥散硬化等因素对复合材料强度影响的基础上,对复合材料强度预测的混合律模型加以发展和修正,建立了Al2O3f+Cf/ZL109短纤维混杂复合材料的常温强度预测模型.利用该模型得到的理论预测值与实验值吻合较好.