考虑局域接触特征的栓接结合部动力学建模表征与参数辨识

目前关于栓接结合部动力学特性的非线性建模研究忽略了栓接处有效接触区域的影响,所建立的等效模型与结合部实际装配特征存在较明显的偏差.对此,提出一种考虑局域接触特征的栓接结合部动力学建模方法.引入柱状正交非线性虚拟材料模型表征结合面在外载荷作用下表现出的柔性结合特征;通过建立虚拟材料微单元应力应变分析模型,基于最小势能原理和吉村允孝法,理论推导虚拟材料的物理参数计算方程;基于深度神经网络（Deep Neural Network, DNN）建立栓接结合部接触区域的几何参数预测模型,实现栓接结合部不同接触状态与接触特性区域直径的非线性映射,最终建立具有结合部实际装配特征的栓接结合部动力学模型.以自由边界状态下的螺栓组连接钢板试件为实验测试对象,采用上述方法建立有限元仿真模型,将模态仿真与实验测试的结果进行对比,验证了模型的有效性和准确性.与未考虑局域接触特征的虚拟材料建模方法对比表明,该方法建立的模型在均方根误差（Root Mean Square Error, RMSE）综合评价指标上有明显提升.     

材料非线性接缝模型

针对在水利土木大型混凝土结构工程中 ,新旧混凝土及岩体与混凝土的交界面对结构的安全有重大影响的问题 ,提出一种材料非线性的接缝数值模型。该模型可以模拟大型混凝土结构工程中不考虑法向粘结作用的交界面。在该模型中 ,同时考虑了缝面在法向和切向方向的材料非线性 ,接缝张开时 ,缝面不传压不传剪不传拉 ;接缝闭合时 ,缝面传压传剪不传拉。接缝的切向刚度除了和切向应变相关以外 ,还与缝面的法向压应力相关 ,压应力越大 ,切向刚度越大 ,但也不能无限增大。该模型已经成功地应用于三峡水利工程中的永久船闸闸室边墙衬砌锚固力的优化研究之中并得到令人信服的结果 ,提高了非线性混凝土结构仿真结果的可靠性与置信度     

数控机床主轴刀柄锥配合结合部动力学建模

在分析现有主轴刀柄动力学建模方法缺点的基础上,根据刚度影响因子的概念,建立了锥配合结合部动力学模型,并利用结构动力学矩阵与频率响应函数矩阵互逆的特性,识别出结合部的动力学模型参数.实验表明:计算出的模型固有频率与模态实验得到的值的相对误差在10%左右,验证了所建模型的有效性.     

浅述降维方法及非线性降维方法举例

随着新工具,新技术的产生,人们使用越来越多的变量数据来描述某一现象,即为高维数据。但随着数据变量的增多,产生了前所未有的困难。文章介绍了降维方法来解决这一问题,并通过举例介绍了非线性降维方法在解决降维问题过程中的优势和重要意义。     

基于虚拟材料的螺栓联接复合板固有特性建模

为了提高含螺栓复合材料结构的动力学分析效率,基于虚拟材料模型建立了相应的解析模型,并求解结构的固有特性.对螺栓联接复合材料板结构进行能量分析,采用拉格朗日方程创建了螺栓联接板的动力学分析模型,求解了该结构的固有频率和模态振型.利用基于分解的多目标进化算法(MOEA/D)确定模型中虚拟材料的参数,以达到模型修正的目的.以螺栓联接TC500碳纤维/树脂板为对象进行了实例研究,结果表明:应用该虚拟材料模型可再现螺栓联接复合板结构的振动特性;在经过模型修正后,仿真计算获得的前6阶固有频率与实测值的最大偏差为2.83%,证明了所提建模方法的合理性.     

面向防汛减灾的VR-GIS汛情虚拟场景建模方法

基于面向对象方法和数据库技术,针对防汛减灾VR-GIS平台,对汛情虚拟场景、虚拟场景单元和虚拟对象进行了分析,提出了汛情虚拟场景和虚拟对象的数学表示,提出了虚拟对象的类结构、操作方法、模型特征和建模方法,有效解决了防汛减灾VR-GIS平台的关键问题.     

基于X3D的虚拟场景建模方法

分析了基于X3D的虚拟场景建模的常规方法,在对比其优缺点的基础上,以虚拟校园为例,引入艺术学思想,采用X3D技术,给出了不同类型物体建模的解决方案,兼顾了模型的质量和加载速度.     

一种机床固定结合部的动力学参数化建模方法

在全面分析机床固定结合部动力学特性的影响因素（结合面接触长、宽、粗糙度和预紧力）基础上,根据正交试验理论设计了结合面动力学特性实验试件.利用机床固定结合部动力学建模及其参数识别理论,识别各种工况下试件的动力学模型参数.在对结合面动力学模型参数深入分析的基础上,利用曲面响应法,建立了机床固定结合部动力学参数化数学统计模型.实验验证了该模型的有效性,为数控机床整机动力学精确建模提供了理论基础.     

利用非线性降维方法预测膜蛋白类型

将氨基酸的组成含量以及它们之间的相关系数作为膜蛋白序列的特征向量,采用有监督的局部线性映射(SLLE)的方法对该向量进行降维,并使用最简单的欧氏距离分类器来预测膜蛋白类型．利用统计学中Self-consistency,Jackknife和Independent dataset 3种典型方法检验SLLE的降维结果,取得了明显的效果,试验结果表明,SLLE算法能够成功地预测膜蛋白数据类型。     

考虑材料非线性时钢筋混凝土平面梁单元刚度的计算方法

在Cranston修正刚度矩阵迭代方法基础上,通过分步迭代措施和引入惩罚因子,对Cranston迭代方法进行了修正,解决了考虑材料非线性时,Cranston迭代方法计算钢筋混凝土平面梁单元的刚度有时不收敛的问题．     

螺栓球柱节点单向受弯性能有限元分析

为研究螺栓球柱节点的受弯性能,基于2个单向受弯节点试验,采用ABAQUS建立了螺栓球柱节点的有限元模型,得到了节点的破坏模式、螺栓内力及荷载-位移曲线.通过对比发现,数值分析结果与试验结果吻合良好,验证了数值模型的可靠性.随后对螺栓球柱节点的数值模型进行了合理简化,并分析了正、负弯矩作用下节点的受力特性.建立了46个数值模型,对影响螺栓球柱节点受弯性能的因素进行了详细的参数分析.结果表明,增大圆柱筒壁直径及壁厚可显著提高节点的受弯性能;节点的抗弯刚度及承载力随杆件宽度、弧形垫片厚度、螺栓尺寸及间距的增加而提高,且节点受正弯矩时提高更为明显;设置加劲肋可显著提高节点受弯性能.     

螺栓联接的有限元建模方法研究

对螺栓联接的有限元建模方法进行研究和评估.以螺栓-法兰联接为例,基于有限元分析软件ANSYS,建立了3种螺栓联接的有限元模型,即实体螺栓联接模型、梁单元联接模型和刚性单元联接模型.模态试验和应力分析表明,实体螺栓联接模型和梁单元联接模型具有广泛的适用性,可准确分析螺栓联接结构的静态特性和动态特性.相比实体螺栓联接模型,梁单元联接模型在保留了关键细节的同时提高了建模和计算效率.刚性单元联接模型不能模拟螺栓预紧和接触,只适用于模态分析.试验和仿真均表明,螺栓预紧力的大小对结构模态影响很小.仿真表明,螺栓联接表现出复杂的非线性特性,如应力的非线性变化、法兰之间接触状态的变化、螺栓总拉力的非线性变化等.     

整个螺栓结合部的法向连接动刚度及试验验证

根据一种修正双变量Weierstrass-Mandelbrot函数,获得了整个螺栓结合部法向连接动刚度的解析解.采用等效表面的结构函数,给出了识别结合部分形维数、分形粗糙度的理论与试验方法.以风电机组五面体加工中心上的横梁-导轨结合部为对象,以测试试件的试验模态为基准,按照相似振型相关分析和固有频率定量比较的原则,对整个螺栓结合部法向连接动刚度的理论解进行了验证,结果表明,理论模型的振型与试验振型相吻合,理论的固有频率与试验的相对误差在-4.3％～5.1％之间.     

影响螺纹副轴向力分布均匀性的关键因素分析

通过对螺纹连接结构承载分布问题的理论分析与数值模拟,探索影响螺纹副轴向力分布均匀性的关键因素.首先对螺纹副轴向承载分布进行理论分析,提出依据螺纹副截面上单位长度荷载F与螺纹牙相对变形u的关系曲线确定轴向力分布的解析方法.理论分析表明,当F-u关系曲线呈屈服形状时,螺纹副轴向承载力分布更加均匀.其次,对施必牢螺纹副进行分析,发现其F-u关系曲线呈现出屈服特征;从牙型设计、材料塑性和螺纹错动三方面进行分析,阐明施必牢螺纹副承载分布均匀性好的力学机制;最后,详细分析了螺纹副径向尺寸系数、摩擦因数和材料特性等因素对螺纹上轴向力分布的影响规律.     

新型钢管混凝土柱-平板节点的非线性有限元分析

在选择合理的材料本构、破坏准则和裂缝模型的基础上，建立一个三维非线性有限元计算模型，进一步分析新型钢管混凝土柱—平板节点在轴压情况下的裂缝形态和受力性能等．分析结果表明，有限元模型计算结果与试验结果吻合良好．     

钢筋砼结构材料非线性本构关系及有限元法研究

随着工程结构问题研究发展的深入和电子计算机的迅速发展,非线性有限元法在钢筋混凝土结构分析中得到了越来越广泛的应用。与线弹性有限元法相比,非线性有限元法具有"全过程仿真"的特点。本文对钢筋砼结构材料非线性本构关系及有限元法的特点、研究进展、存在问题做了分析和评价;重点探讨了非线性分析中所使用的材料本构方程、材料非线性有限元分析方程和有限元程序的编制。最后对上述研究进行了概括并提出了应用前景。     

复合板件地下结构非线性问题的双有限厚条法

本文针对由夹心板、组合板、复合材料迭层板等复合结构及厚壁结构构成的地下结构，在动载救大产生大挠度变形时，提出了一种双有限厚条法．这种方法特介质及衬砌均看作厚壁结构，沿母线方向取有限厚条进行离散，这样便可以将三线问题化为一维问题进行数值计算，大大减少了计算工作量，且其精度与通常的有限条法相当．     

基于有限元法的局部动力参数识别方法

基于有限元理论,利用谐波平衡法推导出适用于刚度和阻尼参数识别的理论方程,分别按正余弦和复数形式展开求解,并以一典型转子系统为例进行子模型支承刚度与阻尼的识别验算.研究结果表明:两种展开形式均能实现边界参数的识别,且识别结果准确可靠.但由于正、余弦展开求导后形式复杂,不利于完成非线性特征的识别;而复数展开形式能简化计算和推导过程,可较好地完成线性和非线性解的识别,并且识别精度较高.该研究结果为此类系统的设计与振动分析提供了理论参考.     

基于有限元法光学材料热损伤的研究

研究光学元件激光破坏的物理规律对改进激光系统及扩展其在科研生产中的应用具有重要意义。在考虑材料热力学参数随温度变化规律的前提下,以热传导方程和热弹方程为基础,采用有限元法,以K9玻璃为例计算了空间高斯分布连续CO2激光辐照光学材料引起的温度和热应力分布及其熔融和热应力损伤阈值。