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动载荷下固体推进剂损伤演化原位成像研究 被引量：1
1
作者 苑永祥 刘岳勋 +4 位作者 赵蒙 王龙 侯传涛 王煊军 吴圣川 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第7期30-40,共11页
为研究硝酸酯增塑聚醚固体推进剂内部结构损伤演化行为,采用同步辐射X射线三维成像和自主研发的原位压缩试验系统,在0.1、1.0和5.0 mm/s加载速率下进行了宏细观结构的原位可视化观测,探究了推进剂宏观变形及其内部微裂纹的空间分布与传... 为研究硝酸酯增塑聚醚固体推进剂内部结构损伤演化行为,采用同步辐射X射线三维成像和自主研发的原位压缩试验系统,在0.1、1.0和5.0 mm/s加载速率下进行了宏细观结构的原位可视化观测,探究了推进剂宏观变形及其内部微裂纹的空间分布与传播模式。结果表明,微裂纹主要形核并生长于填充颗粒与基体界面处,细观孔隙的演化表现出率相关性。与拉伸加载下损伤持续生长不同,压缩过程中孔隙形核、生长与闭合并存;尤其在高速压缩下,推进剂产生“喇叭”状形貌且微裂纹沿四周分布,表面宏观破坏由近表面颗粒与基体界面处的微裂纹扩展传播所致。研究还发现:微裂纹的传播与填充颗粒的空间位置相关,在动态压缩载荷作用下,微裂纹存在横向和轴向两种扩展模式;基体竖直取向微裂纹易发生向水平取向微裂纹的转变,从而导致裂纹闭合。 展开更多
关键词 固体推进剂 原位动态压缩 损伤率相关性 内部损伤演化 同步辐射三维成像
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230合金高温蠕变变形行为与本构模型研究
2
作者 王弘昶 侯鑫阳 +6 位作者 王煦嘉 龙瑶 李玲 石悠 李强 张宇翾 宫建国 《压力容器》 北大核心 2025年第1期10-18,共9页
为了研究230合金(UNS N06230合金)蠕变变形行为与演化规律,保障热管堆、航空航天等领域中的高温部件的安全运行。开展了230合金在不同温度和应力水平下的单轴蠕变试验,分析了230合金蠕变特性与温度和应力水平的关系,建立了基于Kachanov-... 为了研究230合金(UNS N06230合金)蠕变变形行为与演化规律,保障热管堆、航空航天等领域中的高温部件的安全运行。开展了230合金在不同温度和应力水平下的单轴蠕变试验,分析了230合金蠕变特性与温度和应力水平的关系,建立了基于Kachanov-Rabotnov模型与θ投影法的蠕变本构模型。结果表明:230合金的蠕变变形特性与温度有很强的相关性,温度为750℃时,存在较明显的蠕变第一阶段;温度为900℃时,蠕变第一阶段基本消失,蠕变变形曲线主要由第二、三阶段主导。Kachanov-Rabotnov蠕变损伤力学本构模型可以较好地描述230合金高温下的蠕变变形行为。研究结果可以为采用230合金的高温设备的长期安全运行提供保障。 展开更多
关键词 230合金 蠕变 本构模型 损伤力学
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弹体侵彻混凝土的优化模型及可视化仿真研究
3
作者 苏永超 宁建国 许香照 《高压物理学报》 北大核心 2025年第2期82-96,共15页
利用可视化仿真技术研究弹体侵彻混凝土的毁伤机理和靶板响应是爆炸冲击领域的重要课题。混凝土作为常见的建筑材料,在遭受爆炸冲击或高速弹体侵彻时,其毁伤行为复杂多变。介绍了一种理论研究与可视化技术相结合的可视化仿真方法。基于... 利用可视化仿真技术研究弹体侵彻混凝土的毁伤机理和靶板响应是爆炸冲击领域的重要课题。混凝土作为常见的建筑材料,在遭受爆炸冲击或高速弹体侵彻时,其毁伤行为复杂多变。介绍了一种理论研究与可视化技术相结合的可视化仿真方法。基于空腔膨胀理论建立了优化的侵彻计算模型,可以预测弹体侵彻混凝土的侵彻深度特征。利用可视化物理引擎,对弹体运动轨迹、开坑孔径、靶板损伤、碎石飞溅等进行了细致的表征处理和仿真,增强了场景的真实性和可靠性。开发的可视化仿真系统不仅能够从多角度观察弹体侵彻混凝土的过程,而且能够高效、准确地分析和预测弹体侵彻混凝土靶的损伤行为和动力响应,在建筑工程设计和安全评估中具有重要的应用前景,为理解和探索混凝土侵彻机理提供了新的视角。 展开更多
关键词 弹体侵彻 混凝土 可视化仿真 物理引擎
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基于倒数变量与广义柔度矩阵的桁架损伤识别
4
作者 唐国源 吴柏生 汤彭恩布 《应用力学学报》 北大核心 2025年第3期639-645,共7页
为了提高损伤识别的精度,引入倒数变量的概念,提出一种将倒数变量与广义柔度矩阵相结合的桁架损伤识别方法。这种方法仅需低阶模态参数。针对测量振型不完整的情况,引入一种基于不完整振型的控制方程,并使用基于非负最小二乘法的迭代策... 为了提高损伤识别的精度,引入倒数变量的概念,提出一种将倒数变量与广义柔度矩阵相结合的桁架损伤识别方法。这种方法仅需低阶模态参数。针对测量振型不完整的情况,引入一种基于不完整振型的控制方程,并使用基于非负最小二乘法的迭代策略求解损伤识别问题。该迭代方法在每一循环中使用非负最小二乘法确定结构的损伤位置及程度,通过排除非损伤单元重新构造新的系数矩阵,利用新的系数矩阵与原右端项进行下一循环的求解直至达到收敛精度要求。数值模拟结果表明,与原基于广义柔度矩阵的识别方法相比,倒数变量与广义柔度矩阵相结合的方法识别效果更好。在有噪声与测量振型不完整的情况下,使用不完整振型控制方程与所述迭代策略结合的方法可以保持一定的识别精度。 展开更多
关键词 桁架损伤识别 倒数变量 广义柔度矩阵 不完整振型 迭代 非负最小二乘法
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双轴交变载荷作用下TC4钛合金的微动磨损试验研究
5
作者 穆星宇 李欣 +1 位作者 韩怡茗 杨建伟 《表面技术》 北大核心 2025年第5期128-142,共15页
目的研究双轴交变载荷作用下TC4钛合金的微动磨损性能。方法采用双轴加载微动磨损试验系统,开展TC4钛合金在不同法向交变载荷均值和相位差下的微动磨损试验。采用三维形貌仪和扫描电子显微镜对损伤区域进行分析。结果在法向交变载荷作用... 目的研究双轴交变载荷作用下TC4钛合金的微动磨损性能。方法采用双轴加载微动磨损试验系统,开展TC4钛合金在不同法向交变载荷均值和相位差下的微动磨损试验。采用三维形貌仪和扫描电子显微镜对损伤区域进行分析。结果在法向交变载荷作用下,Ft-D曲线呈近似d形,与恒定法向载荷工况存在显著区别。随着法向交变载荷均值的减小,磨屑更易排出,接触区域面积增大,摩擦表面的磨损程度加剧,磨损体积增大了12.3%~363.7%。随着双轴加载相位差的增大,磨损程度加剧,磨损体积增大了749.2%~1791.3%。在微动初期,接触面积和磨屑较少,在不同工况下起始摩擦因数基本一致,随着微动周次的增加,磨损区面积增大,且产生了大量磨屑,导致摩擦因数增加。当接触表面磨屑的产生和溢出达到动态平衡时,摩擦因数趋于稳定。结论随着法向载荷均值的增加,微动演化趋于局部滑移;反之,微动演化趋于全局滑移,磨损程度加剧,微动损伤机制由黏着磨损转变为剥层磨损。双轴交变载荷之间的相位差越大,则微动演化越趋于全局滑移,磨损程度加剧。 展开更多
关键词 微动磨损 双轴加载 法向交变载荷 相位差 TC4钛合金 磨损机制
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基于静/动态因素协同的承压设备损伤智能识别技术
6
作者 朱建新 徐越遥 +2 位作者 高振宇 乔松 胡久韶 《压力容器》 北大核心 2025年第1期78-84,共7页
在承压设备损伤模式识别技术标准、基于风险的检验(RBI)案例基础上,训练了融合标准与专家经验的损伤模式智能识别模型,包括以静态因素和动态因素为主要参数的识别模型,两者相结合用于设备损伤模式的识别。利用9522个工程风险评估样本进... 在承压设备损伤模式识别技术标准、基于风险的检验(RBI)案例基础上,训练了融合标准与专家经验的损伤模式智能识别模型,包括以静态因素和动态因素为主要参数的识别模型,两者相结合用于设备损伤模式的识别。利用9522个工程风险评估样本进行模型训练,并用2459个样本进行验证。结果表明,29种损伤模式中,其中,19种的识别率在0.75以上,14种的识别率在0.85以上,12种的识别率在0.93以上。同时,对部分损伤模式识别率偏低的原因进行了分析,提出了进一步提高模型识别率的措施;利用该模型对7063个RBI评估中记为“未知腐蚀”的损伤模式进行了分析,对未知腐蚀样本可能的损伤模式进行了探讨。该技术在某常减压装置上开展应用验证,显示出较好的应用效果。 展开更多
关键词 承压设备 损伤模式 智能识别 机理分析 工况数据
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砖石古塔模型振动台试验的离散元模拟分析 被引量：3
7
作者 卢俊龙 李明东 +2 位作者 田鹏刚 王振山 贠作义 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期365-372,共8页
砖石古塔块体间黏结强度较低,受地震作用易产生裂缝后发生破坏,为研究砖石古塔在地震作用下开裂及裂缝发展机制,以玄奘塔1/8缩尺模型结构为对象,建立离散元模型,计算了地震波激励下结构的加速度及位移反应,与振动台试验结果进行对比,分... 砖石古塔块体间黏结强度较低,受地震作用易产生裂缝后发生破坏,为研究砖石古塔在地震作用下开裂及裂缝发展机制,以玄奘塔1/8缩尺模型结构为对象,建立离散元模型,计算了地震波激励下结构的加速度及位移反应,与振动台试验结果进行对比,分析了塔体开裂破坏全过程。结果表明,数值计算所得结构的加速度及位移反应与振动台试验结果一致,当地震烈度较低时,两者顶层位移变化曲线基本一致;烈度提高后,塔体开裂导致结构动力响应的计算值与试验结果出现差异,但两者的变化规律相同。在地震波激励下,塔体首层先开裂,随地震烈度的提高延伸至中部塔层,块体第2层出现阶梯状错动,模型损伤过程与试验裂缝发展状况基本吻合。研究结果为砖石古塔地震损伤及破坏过程分析提供了参考。 展开更多
关键词 砖石古塔 离散单元法 振动台试验 损伤分析
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基于模态柔度曲率的砖石古塔损伤识别研究 被引量：2
8
作者 卢俊龙 乔璐 +2 位作者 张晨 李哲 田煜 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期534-541,共8页
损伤识别是结构性能评估的有效途径之一,砖石古塔的模态柔度曲率是进行损伤识别的有效参数之一。为研究古塔结构损伤机制与模态柔度曲率的关系,依据兴教寺窥基塔结构模型振动台试验及数值模拟结果,分析周期性荷载作用下塔体动力响应及... 损伤识别是结构性能评估的有效途径之一,砖石古塔的模态柔度曲率是进行损伤识别的有效参数之一。为研究古塔结构损伤机制与模态柔度曲率的关系,依据兴教寺窥基塔结构模型振动台试验及数值模拟结果,分析周期性荷载作用下塔体动力响应及破坏特征,建立了塔体损伤程度与模态参数的关系模型。结果表明,古塔结构开裂破坏后,刚度减小,模态柔度曲率增大;数值计算与试验测试所得加速度及频域响应规律一致,塔体模型结构试件的开裂损伤随加载工况增多而持续累积,加载前期损伤参数变化缓慢,而后保持稳定,试验及模拟所得塔体的破坏过程一致。因此,塔体模态柔度曲率变化与古塔结构损伤累积具有一致性,可用于有效可靠识别砖石古塔结构损伤识别。 展开更多
关键词 砖石古塔 损伤识别 柔度曲率 损伤机制
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基于多质点模型的输电塔线体系随机风振响应研究 被引量：2
9
作者 陈波 李昂 昌明静 《武汉理工大学学报》 CAS 2024年第6期35-39,共5页
输电塔线体系在风致振动表现出强烈的非线性特征,因此不能直接采用现有的结构随机风振响应分析方法。基于此,开展了输电塔线体系的随机风振响应研究。采用Hamilton原理建立了输电塔线体系的势能和动能表达式,通过等价线性化方法建立了... 输电塔线体系在风致振动表现出强烈的非线性特征,因此不能直接采用现有的结构随机风振响应分析方法。基于此,开展了输电塔线体系的随机风振响应研究。采用Hamilton原理建立了输电塔线体系的势能和动能表达式,通过等价线性化方法建立了塔线体系随机风振反应的分析模型。以某实际大跨越输电塔线体系为实际工程背景开展了其随机风振响应分析。结果表明,从频域角度可以有效地分析评估输电塔线体系的风振响应特点和规律。 展开更多
关键词 输电线路 风荷载 随机振动 谱密度
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结合蜉蝣算法和响应面的结构静力损伤识别
10
作者 宋彦朋 陈辉 +1 位作者 黄斌 吴志峰 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期702-708,共7页
提出了一种结合蜉蝣智能搜索算法和静位移响应面的结构损伤识别方法.首先构造了基于灵敏度的静力损伤识别方程残差和位移残差指标的正则化优化目标函数,然后采用人工智能领域的蜉蝣算法来识别结构单元级别的损伤.在优化过程中,为了解决... 提出了一种结合蜉蝣智能搜索算法和静位移响应面的结构损伤识别方法.首先构造了基于灵敏度的静力损伤识别方程残差和位移残差指标的正则化优化目标函数,然后采用人工智能领域的蜉蝣算法来识别结构单元级别的损伤.在优化过程中,为了解决静力加载点和位移测点不一致的问题,利用模型凝聚和位移扩展方法重新构建了损伤识别方程.同时,利用静位移响应面计算目标函数中的位移残差,避免了耗时的有限元计算,提高了优化效率.简支梁的数值算例结果表明,本文方法在寻优速度和精度方面均优于传统的粒子群法和差分进化算法;与单独基于静力损伤识别方程残差或位移残差指标的方法相比,识别损伤更为准确.铝合金悬臂梁损伤识别的静载实验进一步验证了本文方法的高效率和有效性. 展开更多
关键词 蜉蝣算法 静力损伤识别 响应面 静力损伤方程 静力残差
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含缺陷烟气轮机叶片高温蠕变剩余寿命预测
11
作者 郭颖 畅元江 王建军 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期219-225,共7页
烟气轮机是回收利用高温烟气能量的重要装备。烟气中的催化剂等颗粒冲击容易对叶片产生减薄及裂纹等缺陷,严重影响其使用寿命。以含缺陷烟气轮机叶片为研究对象,利用有限元方法对其工作状态下蠕变裂纹扩展及剩余寿命进行研究。结果表明... 烟气轮机是回收利用高温烟气能量的重要装备。烟气中的催化剂等颗粒冲击容易对叶片产生减薄及裂纹等缺陷,严重影响其使用寿命。以含缺陷烟气轮机叶片为研究对象,利用有限元方法对其工作状态下蠕变裂纹扩展及剩余寿命进行研究。结果表明:初始裂纹对叶片寿命的影响远大于减薄带来的影响,初始裂纹长度约在2 mm时对叶片剩余寿命影响不大;初始裂纹长度约为5 mm时,缺陷在叶根处寿命降幅达40%,而缺陷距叶根1/3处叶片寿命仅降低约10%;初始裂纹长度大于10 mm时,两种缺陷下剩余寿命降低均较为明显,且缺陷距叶根1/3处对叶片的剩余寿命影响超过其在叶根处产生的影响。 展开更多
关键词 烟气轮机叶片 缺陷 高温蠕变 剩余寿命预测
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两尺度视角下准脆性材料的损伤:从几何不连续度到自由能折减
12
作者 陈建兵 任宇东 卢广达 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3202-3212,共11页
多尺度损伤演化法则的构建是损伤力学从现象学走向理性坚实基础的核心之一.然而,迄今鲜有人注意到,存在两类损伤变量:几何意义上表征材料不连续程度的损伤与自由能折减(即材料受力性能退化)意义上的损伤.如何实现从几何意义上的损伤向... 多尺度损伤演化法则的构建是损伤力学从现象学走向理性坚实基础的核心之一.然而,迄今鲜有人注意到,存在两类损伤变量:几何意义上表征材料不连续程度的损伤与自由能折减(即材料受力性能退化)意义上的损伤.如何实现从几何意义上的损伤向能量耗散意义上的损伤转化,乃是固体破坏问题的枢机.本文从两尺度视角给出了损伤演化法则及几何意义上的损伤向能量耗散(即受力性能的退化)转化过程的定量刻画,进一步夯实了非局部宏-微观损伤模型的理性基础.在本文模型中,连续体被看作物质点的集合.宏观物质点与其作用域中的其他物质点组成一系列物质点偶,由此形成附加于其上的细观结构.在外部载荷作用下,物质点的位移引起物质点偶的变形.当物质点偶的某种几何变形量(如正伸长量)超过临界值时,微细观损伤开始发展.细观层次物质点偶的渐进破坏引起宏观固体不连续程度的变化,最终导致宏观连续体拓扑的改变.因此,将微细观损伤在作用域中的累积定义为该点的拓扑损伤,以刻画宏观固体的不连续程度,这在本质上是几何意义上的损伤.另一方面,损伤发展引起自由能耗散,导致连续体力学性能的退化.由于宏观能量耗散是作用域中细观物质点偶因损伤而导致的耗散能量之和,因此能量(受力)意义上的损伤为作用域中细观物质点偶上的总耗能与总弹性自由能之比.由此,在细观层次上实现了从几何意义上的损伤向能量耗散(受力退化)意义上的损伤的转化.在本文模型中,不需要经典连续介质损伤力学或断裂相场模型中经验假定的能量退化函数,物质点处的几何-能量转绎关系由该点的两尺度变形状态决定,而非固定形式,从而可能对复杂受力状态具有更好的适应性.计算结果表明,模型不仅可以捕捉到裂纹萌生、扩展全过程,而且可以定量反映加载过程中的载荷-位移曲线.与在宏观层次进行几何-能量转绎的宏-微观损伤模型相比,本文模型可以更准确地捕捉到试验结果的细节. 展开更多
关键词 拓扑损伤 能量损伤 细观转化 非局部宏-微观损伤模型 准脆性材料
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基于模糊性能水准的输电塔线体系抗风可靠性研究
13
作者 陈波 胡礼颖 邓静伟 《武汉理工大学学报》 CAS 2024年第7期46-51,共6页
研究基于模糊性能水准的输电塔线体系抗风可靠度问题。首先建立了输电塔线体系的等效随机静风荷载模型,进一步分别建立了基于传统性能水准的结构功能函数和基于模糊性能水准的结构功能函数。采用不同类型隶属函数描述了输电杆塔结构的... 研究基于模糊性能水准的输电塔线体系抗风可靠度问题。首先建立了输电塔线体系的等效随机静风荷载模型,进一步分别建立了基于传统性能水准的结构功能函数和基于模糊性能水准的结构功能函数。采用不同类型隶属函数描述了输电杆塔结构的模糊性,建立了输电塔线体系模糊可靠度和失效概率的分析计算方法。以南部沿海地区的某大跨度输电线路为实际工程背景,研究了结构的抗风可靠性问题。通过参数研究考察了模糊性系数和隶属函数形式对结构抗风可靠性的影响,为其抗风设计提供参考。 展开更多
关键词 输电塔线体系 可靠性 模糊性能水准 隶属函数 模糊性系数
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混凝土塑性损伤模型参数计算方法研究 被引量：10
14
作者 张田 侯正猛 +4 位作者 李晓琴 陈前均 张盛友 孙伟 张跃 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1130-1137,共8页
ABAQUS中的混凝土塑性损伤CDP(Concrete damaged plasticity)模型的参数输入较多,且标定和验证过程比较复杂,模型参数的准确性直接影响数值模拟结果的可靠性。为提高数值模拟的效率和可靠性,本文使用MATLAB代码开发了一个高效的CDP模型... ABAQUS中的混凝土塑性损伤CDP(Concrete damaged plasticity)模型的参数输入较多,且标定和验证过程比较复杂,模型参数的准确性直接影响数值模拟结果的可靠性。为提高数值模拟的效率和可靠性,本文使用MATLAB代码开发了一个高效的CDP模型参数求解器,该求解器包含了断裂能概念,能够自动校对不同混凝土强度f cu和有限元网格尺寸l eq下的模型参数。通过两组基准模拟(不同网格下的单轴拉伸模拟,单轴循环拉伸和压缩模拟)检验了求解器的可行性。最后,将求解器应用于单调和循环加载下的钢筋混凝土RC(Reinforced concrete)构件数值模拟,模拟结果与试验结果吻合较好,验证了CDP模型参数求解器的准确性。该研究可为工程结构模拟提供有力支持。 展开更多
关键词 塑性损伤模型 CDP模型参数求解器 断裂能 钢筋混凝土构件 数值模拟 ABAQUS
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碳纤维复合材料车门防撞梁多尺度高效变形模拟及实验验证 被引量：2
15
作者 郭聪 江晟达 +2 位作者 何霁 李淑慧 林忠钦 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期133-141,共9页
以碳纤维复合材料车门防撞梁为例,开发了一种面向工程零部件的多尺度高效变形模拟技术,建立了自洽聚类分析方法及多尺度渐进损伤本构模型,通过多尺度单元与唯象单元混合建模,有效降低了模型的求解成本,通过将有限的计算资源分配在恰当... 以碳纤维复合材料车门防撞梁为例,开发了一种面向工程零部件的多尺度高效变形模拟技术,建立了自洽聚类分析方法及多尺度渐进损伤本构模型,通过多尺度单元与唯象单元混合建模,有效降低了模型的求解成本,通过将有限的计算资源分配在恰当的位置,结果表明计算资源的利用效率得到显著提升,实现了工程零部件损伤行为的高效预测,实际计算时间缩短至原来的1/4。对三点弯状态下复合材料防撞梁的宏微观渐进损伤过程进行了分析。基于真空袋成形工艺进行了防撞梁样件试制以及三点弯破坏实验,验证了仿真结果的准确性。 展开更多
关键词 防撞梁 多尺度并发模拟 自洽聚类分析 渐进损伤建模 三点弯曲实验
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钛合金室温受压蠕变损伤本构模型 被引量：2
16
作者 郭育豪 刘刚 宋育泽 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期642-650,共9页
为了解决工程上在评估深潜器耐压壳体安全可靠性时不考虑拉压蠕变破坏机理产生的差异,会导致较大计算误差问题,本文提出了适用于室温蠕变的蠕变损伤本构模型。通过分析钛合金材料蠕变特性,考虑了室温环境下位错堆积造成的蠕变阻力,并且... 为了解决工程上在评估深潜器耐压壳体安全可靠性时不考虑拉压蠕变破坏机理产生的差异,会导致较大计算误差问题,本文提出了适用于室温蠕变的蠕变损伤本构模型。通过分析钛合金材料蠕变特性,考虑了室温环境下位错堆积造成的蠕变阻力,并且位错堆积的现象与时间有关。基于微分自洽法提出了适用于室温环境下的钛合金蠕变本构模型,得到受压情况下TC4ELI的相关材料参数,并将该模型用USDFLD和CREEP子程序进行定义。研究表明:对于受压结构而言,使用通过拉伸蠕变实验得到的本构模型的计算结果会过于保守,对于含V型缺口平板受压时等效蠕变应变的相对误差为168.20%。本文所提出的模型适用于环肋耐压壳结构的蠕变损伤分析。 展开更多
关键词 钛合金 室温蠕变 蠕变损伤 本构模型 拉压不同 连续损伤力学 有限元法 耐压壳
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基于改进灰狼优化算法的结构损伤识别 被引量：5
17
作者 谢少鹏 吴柏生 +2 位作者 赵秀婷 邹敏清 林丹锐 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期256-262,共7页
结合模态柔度矩阵、广义模态柔度矩阵和振型三个识别精度较好的指标,构造新的目标函数求解损伤识别问题。通过Nelson方法求解得到的频率与振型的导数,得到对结构刚度发生变化时更具敏感性的位置,然后在这些位置布置传感器以提取结构信... 结合模态柔度矩阵、广义模态柔度矩阵和振型三个识别精度较好的指标,构造新的目标函数求解损伤识别问题。通过Nelson方法求解得到的频率与振型的导数,得到对结构刚度发生变化时更具敏感性的位置,然后在这些位置布置传感器以提取结构信息。针对原有的灰狼算法虽然全局搜索能力强,但是存在局部搜索精度差的问题,本文从初始种群和收敛因子等方面着手,改善灰狼算法的局部搜索能力及收敛速度。最后利用提出的方法,通过识别梁模型及桁架模型中的损伤单元说明本文方法的有效性。 展开更多
关键词 结构损伤识别 灰狼算法 灵敏度定位法 动力特性参数 Nelson方法
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一种面向舰船结构毁伤的大变形流固耦合数值计算方法 被引量：5
18
作者 王杰 王景焘 +3 位作者 黄超 伍洋 刘娜 张磐 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期335-343,共9页
水下爆炸导致舰船结构毁伤是一个复杂的非线性大变形流固耦合过程,高精度的流固耦合计算是获得高置信模拟结果的关键。基于浸没边界思想,本文提出一种面向大变形壳理论的流固耦合数值方法,可精确刻画流固耦合界面并高效求解流固界面约... 水下爆炸导致舰船结构毁伤是一个复杂的非线性大变形流固耦合过程,高精度的流固耦合计算是获得高置信模拟结果的关键。基于浸没边界思想,本文提出一种面向大变形壳理论的流固耦合数值方法,可精确刻画流固耦合界面并高效求解流固界面约束方程。基于该方法,本文提出了完整的适用于水下爆炸舰船结构毁伤的大变形流固耦合数值计算方案,并基于大规模并行编程框架,研发形成适用于舰船结构毁伤的流固耦合大规模并行计算软件。与泰勒平板理论解和水下爆炸结构冲击响应实验数据等进行对比表明,本文方法可有效模拟大变形流固耦合工程问题,具备较高数值求解精度。在此基础上,完成了水下爆炸整船结构毁伤过程大规模数值模拟。该方法可有效应用于舰船毁伤等级评估,应用前景广阔。 展开更多
关键词 大变形流固耦合 浸没边界法 舰船结构毁伤 并行编程框架
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环境温度影响下基于LSTM神经网络识别结构损伤 被引量：3
19
作者 黄炎 葛思源 +1 位作者 翟慕赛 常军 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期248-255,共8页
环境温度的改变会引起模态参数的变化,其变化程度会掩盖或部分掩盖损伤引起的变化量,导致结构健康监测系统发出假阳性或假阴性的误判,因此,消除温度效应是提高损伤识别精度的关键。本文基于LSTM神经网络提出了一种环境温度影响下识别结... 环境温度的改变会引起模态参数的变化,其变化程度会掩盖或部分掩盖损伤引起的变化量,导致结构健康监测系统发出假阳性或假阴性的误判,因此,消除温度效应是提高损伤识别精度的关键。本文基于LSTM神经网络提出了一种环境温度影响下识别结构损伤的方法。充分利用LSTM神经网络的非线性映射优势,建立多元温度-模态频率的相关模型,在此基础上采用数据标准化方法消除温度效应,并结合控制图判断模态频率异常变化以确定损伤状况。最后将所提方法在数值模型和实际桥梁中加以应用,结果表明,方法能够有效消除温度效应;结合控制图能识别损伤时刻,并具有一定的抗噪性;在实桥数据分析中仍能表现出较好的损伤敏感性。 展开更多
关键词 LSTM神经网络 结构健康监测 温度 模态频率 变分模态分解
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基于耐热增容导线的输电线路抗风能力对比研究 被引量：1
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作者 宋浩 陈志华 宋欣欣 《武汉理工大学学报》 CAS 2024年第1期55-59,共5页
开展了基于耐热增容导线的输电线路抗风能力对比研究,采用索单元建立了耐热增容导线的力学模型,进一步地采用非线性有限元方法构建了安装有用耐热增容导线的输电塔线体系有限元模型。以南部沿海某实际输电线路为工程背景,对比研究了采... 开展了基于耐热增容导线的输电线路抗风能力对比研究,采用索单元建立了耐热增容导线的力学模型,进一步地采用非线性有限元方法构建了安装有用耐热增容导线的输电塔线体系有限元模型。以南部沿海某实际输电线路为工程背景,对比研究了采用耐热增容导线的输电塔线体系的抗风性能并与常规线路进行了对比。结果表明:采用耐热导线可以显著减小输电线路的风致响应。 展开更多
关键词 耐热增容导线 输电线路 强风荷载 抗风能力
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