梁的半解析法计算灵敏度的误差分析

半解析法是计算状态变量对于形状设计变量灵敏度的一个有效的近似方法，但有 些情况下由该法求出的灵敏度的误差随单元数增加而迅速增加。本文先以端部受集中 弯矩的悬臂梁为例，分析了采用半解析法求自由端挠度对于梁长变化的灵敏度时产生 的误差，然后将该误差分析方法推广到梁发生任意变形的情形。最后，建议了随机差 分的方法，数值例子证明这一方法有效降低了误差。     

电表内阻测量中的误差分析

<正> 0 引言高中物理课本“把电流表改装为伏特表”实验中,电表内阻的测量采用图1所示的半偏法。半偏法的误差来源和误差计算公式许多文章作过讨论,但是这些文章都未提及回路灵敏度对电表内阻测量的影响;有些文章认为用替代法可以避免半偏法测量电表内阻的方法误差以及仪表的结构误差,但对于回路灵敏度产生的误差并未作深入探讨,也未给出回路灵敏度以及在内阻测量中因灵敏度不足产生的误差的计算公式。本文的任务是探讨回路灵敏度对电     

从回路灵敏度看灵敏电流计内阻测量的误差

在半偏法测灵敏电流计内阻的实验中引入回路灵敏度,并采取近似处理找出回路灵敏度不足产生误差的最小值范围,同时从理论和实验两方面对回路灵敏度不足产生误差的原因进行分析,从而找到减小这一误差的途径。最后,将回路灵敏度不足产生的误差与仪器的结构误差进行比较,得出回路灵敏度不足产生的误差是半偏法测灵敏电流计内阻误差的一个主要部分。     

基于曲边平面谱单元的弹性波传播分析

针对现有的谱单元多将单元几何边界考虑为直线或平面,对具有复杂曲线或曲面形状的结构几何离散近似误差较大,从而影响了弹性波传播分析精度的问题,推导了一种亚参数曲边平面谱单元,对单元几何形状采用二次插值,对位移场函数可采用高于二阶的任意阶插值,并讨论了一般高次曲边/曲面谱单元的推导方法. 以矩形平面结构中的波传播分析为例,对比了曲边谱单元、直边谱单元及常规有限元的数值模拟结果,验证了单元的有效性. 以具有曲线边界的圆环结构中的波传播分析为例,对比了采用曲边和直边谱单元数值模拟结果的差异. 结果表明,采用直边单元近似曲边结构,由于几何误差较大,弹性波传播分析结果误差较大;曲边单元能够获得更好的模拟精度.      

变长度单元自适应索杆张力结构响应灵敏度分析

为研究主动单元长度变化对自适应索杆张力结构性能的影响,以主动单元伸长量为变量,基于非线性有限元法,通过复合函数求导,推导了自适应索杆张力结构的节点位移、单元内力以及应变能灵敏度计算公式.通过对索穹顶结构和张拉整体结构两类索杆张力结构的灵敏度分析,对比了主动索单元和主动杆单元的长度变化对结构内力、形状和应变能的影响程度,提出了满足不同自适应目标时两类结构中主动单元的选择准则.算例表明:所提出公式的计算结果与有限差分法结果一致,验证了所提理论公式的正确性.     

三维波形复合夹层体系半解析法有限单元分析

将有限单元半解析法用于求解三维填充式波形空间结构。构造了结构受弯窄条的反力矩阵。根据有限单元半解析法将位移场表示成两个方向位移的组合：一个方向以函数形式给定位移形状;另一方向为求解有限单元法的代数方程组。最后通过算例验证表明：有限单元半解析法对于求解空间填充式结构非线性问题具有精度高,收敛快,易于计算机编程的优点。     

一种确定压电传感器位置的拓扑优化方法

基于可观矩阵奇异值单元灵敏度的思想，提出了确定智能压电传感器安放位置的一种拓扑优化方法。为了获得智能结构压电传感器的优化位置，首先采用有限元方法对原系统进行了特征问题分析；第二利用奇异值分解法讨论了智能结构模态可观性的度量问题；第三推导了可观矩阵奇异值单元灵敏度公式；第四以奇异值单元灵敏度作为度量和准则并且给出一个门槛值，根据门槛值可以确定压电传感器优化位置；最后利用算例来说明本文方法的有效性。     

穹顶后张拉整体成形过程研究

基于后张拉整体成形穹顶的研究，提出了一种具有新型组成形式的单弦杆平板网架张拉模型，通过试验和非线性有限元分析，对穹顶的张拉成形过程进行了研究．在有限元分析中考虑几何和材料非线性，采用节点增设梁单元方法，研究了鸭嘴半刚性连接和上弦节点域大小对穹顶成形过程的影响．结果表明：有限元计算可以很好地预测穹顶的成形形状；鸭嘴半刚性连接对穹顶成形过程中的后张拉力和成形初应力影响很大，应准确模拟其抗弯刚度；铰连或刚接处理方法均会带来很大误差．     

一种动态共享数据结构的并发访问控制分析方法

共享数据的并发访问控制是并行编程的关键之一,而对动态共享数据结构的细粒度并发访问控制更是其中的难点.针对操作动态数据结构的指针程序,提出一种并发访问控制的分析方法,该方法采用形状图对程序运行时的动态数据结构和指针变量关系建立抽象,通过形状图推导完成对共享单元的访问控制分析.程序员只需要声明指针及指向单元的共享性和数据结构形状特征,编译器利用本文中的方法分析得到共享单元的访问控制点,并添加使用互斥锁进行访问控制的代码.     

结构损伤识别的柔度灵敏度方法

 提出了结构损伤识别的柔度灵敏度方法。首先根据Neumann级数展开来推导结构柔度矩阵关于单元刚度损伤参数的灵敏度公式,以此为基础建立结构的损伤识别方程,通过矩阵拉直运算将矩阵方程转化为线性方程组来求解各单元损伤参数。指出了柔度矩阵灵敏度方法优于特征对灵敏度方法的几个显著特点。最后用一个桁架结构模型对所提方法作了验证。     

固支双裂纹试件的无限相似单元转换解

用半分析方法求解固支双裂纹试件的应力强度因子．在这种方法中，以裂纹尖端附近的半解析表达式为插值函数，将裂纹尖端附近的自由度转化为一组广义坐标．裂纹尖端附近用自动产生的无限小相似单元适应裂纹尖端附近的应力奇异性，利用相似单元具有相同刚度矩阵的特点，只需少数单元的刚度矩阵．得到了精度较高的固支双裂纹梁的应力强度因子．     

外形参数化方法对气动优化过程的影响

探讨了各类参数化方法(包括PARSEC,CST,HicksHenne,自由型变形等)的原理、优缺点及其对气动优化设计的影响。首先简述了基于NS方程进行气动优化设计的过程,指出参数化方法为优化问题提供了设计变量。然后研究了各类参数化方法的原理,给出了各类方法中参数的几何意义,并对PARSEC方法提出了改进。通过比较各类方法对代表性翼型的重构能力,给出了合理选择参数化方法,参数个数及其取值范围的建议。最后给出了在相同工况下分别使用Hicks-Henne和PAR-SEC两种参数化方法的气动减阻优化结果,研究了其对翼型气动优化效率和效果的影响。     

劈尖等厚干涉实验条纹不等间距的分析

指出劈尖等厚干涉实验中随着膜厚的增加 ,条纹间距变大。定性分析了由于构成劈尖的玻璃发生形变导致的严重影响。重点分析了入射光具有一定发散的入射角所造成的影响 ,通过理论计算和实验结果的对比说明该分析的正确。从而给出了劈尖等厚干涉实验中为减小系统误差测量条纹间距应采取的方法     

大型船闸锚固底板的力学分析

本文提出了一种分析锚杆和锚固基础上水工结构的半解析法。利用该方法对三峡工程中大型船闸锚固底板的力学问题作了详细的计算分析，所得结果对类似锚固结构的设计也具有较大的参考价值。     

基于扩展单元插值法二维弹性问题的边界元法分析

本文把一种新型的插值方法-扩展单元插值法,用于二维弹性问题的边界元法求解。扩展单元是在原非连续单元两端添加虚节点,将非连续单元变成阶次更高的连续单元。原非连续单元的内部点被称为源节点,其形函数用来构建源节点和虚节点之间的关系,被称为RawShape。扩展单元的形函数是由源节点和虚节点构造,用于边界物理变量的插值, 称之为FineShape。扩展单元继承了连续和非连续单元的优点,同时克服了它们的缺点;既可以插值连续场,也可以插值非连续场,在不改变方程自由度的前提下(边界积分方程只在源点处配置),把插值精度提高了至少两阶,最大限度的发挥了边界积分方程试函数可以不连续的特性。最后通过数值算例来验证本文方法的精度和收敛性。     

光脉动检测技术在污泥调理实时监控中的应用

化学调理法作为一种重要的污泥处理方法,已经在生产中得到了较广泛的应用.如何准确地确定调理药剂的最佳投量成为该方法成功的关键.光脉动检测技术以其检测参数少、灵敏度高等优点有望解决这一问题.通过光脉动检测技术与CST(毛细管抽吸时间)法的对照实验表明,光脉动值R与CST值tcs均随着药剂投加量的变化而发生相应的改变,在60s左右,R达到最大值,同时tcs也达到最小值,表明该时间就是相应的最佳混合时间.故可以将脉动检测技术作为污泥调理和脱水性能的一种快速、简单的在线监测方法.     

空间多支管接头的局部柔性分析

本文用半解析法的计算机程序ＳＡＭＴＪ计算了多支管局部柔度阵的各元素，讨论了不受载支管的刚度效应和支管间的交互柔性，认为忽略这些效应将导致求得的支管接局部柔度为上界和下界，最后指出，在结构分析中用单支管的局部柔度替代多支管局部柔度将导致偏于危险的计算结果。     

复合荷载作用下的双向板肋梁楼盖弯曲问题的迭代算法

该文通过对双向板的主梁、次梁的合理简化,并结合单块板的弹性力学理论分析结果,尤其是利用方板在三边固支、一边简支时的解析解,提出了一种新的半解析计算方法———逐边迭代平衡放松法,解决了在任意荷载以及复合荷载作用下楼板的弯曲计算问题,并基于MATLAB语言编制出通用性较强的计算程序,给出了算例.     

无限长条各向异性功能梯度材料运动裂纹

利用其材料剪切模量和密度的指数模型,通过Fourier积分变换导出无限长条各向异性功能梯度材料约束边界反平面Yoffe问题的对偶积分方程,利用Jacobi多项式将位移展开成级数形式,并采用Schmidt数值方法计算出了裂纹尖端的应力强度因子的动态半解析解和数值解,得出了裂纹运动速度、梯度参数、长条高度及不均匀系数对动态应力强度因子的影响。结果表明：材料的剪切模量在厚度上的变化和材料的不均匀系数对动应力强度因子具有较大的影响。