基于解析解的复合材料阶梯修复强度优化设计

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作者 尹昊然 张军徽 +1 位作者 李国墙 朱渴鑫 《力学与实践》 2025年第1期49-57,共9页

复合材料挖补修复强度优化研究中,广泛使用有限元方法寻优导致优化效率低下,对多参数协同优化也探究不足。为解决上述问题,本文针对复合材料阶梯修复提出了一款多参数联合优化程序(cooperative repair parameter optimization program,C... 复合材料挖补修复强度优化研究中,广泛使用有限元方法寻优导致优化效率低下,对多参数协同优化也探究不足。为解决上述问题,本文针对复合材料阶梯修复提出了一款多参数联合优化程序(cooperative repair parameter optimization program,CRPOP)。程序将解析与数值方法结合,代替有限元计算,得到胶层应力的半解析理论解,并利用遗传算法对补片铺层与挖补阶梯长度进行多参数优化。结果表明:CRPOP程序可以实现阶梯修复结构的单参与多参优化,分别将胶层最大剪应力降低了28.3%和30.8%,将结构承载力提升了20.4%和25.2%。程序能够有效缓解胶层应力集中现象,并使结构获得更好的修复效果。 展开更多

关键词 碳纤维复合材料 阶梯式修复 解析方法 遗传算法

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空间桁架热致振动效应仿真研究 被引量：6

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作者 苏新明 王晶 +1 位作者 张军徽 向志海 《航天器工程》 北大核心 2015年第5期66-72,共7页

基于傅里叶(Fourier)温度单元及Boley理论,分析了不同条件下某大型柔性空间结构(LFSS)的热致振动情况,发现改变悬吊杆长度、配重总质量以及背景温度均会影响结构振动幅值和准静态变形之比,但背景热流的影响更大,且其对降低结构的热特征... 基于傅里叶(Fourier)温度单元及Boley理论,分析了不同条件下某大型柔性空间结构(LFSS)的热致振动情况,发现改变悬吊杆长度、配重总质量以及背景温度均会影响结构振动幅值和准静态变形之比,但背景热流的影响更大,且其对降低结构的热特征时间有明显作用。入射热流的改变对结构热致振动无明显作用,仅能够改变结构的振动幅值和准静态变形。以上研究结果可有助于改进航天器LFSS结构设计,避免出现在轨热致振动现象。 展开更多

关键词 大型柔性空间结构 热特征时间 热致振动

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岩石变形局部化智能识别的DSCM-CNN方法

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作者 张鹏 利铭 +3 位作者 姚海波 张军徽 马少军 高峰 《力学与实践》 2024年第1期109-119,共11页

岩石变形局部化的识别对于岩石破坏机理、岩土工程灾害预测预警有着重要的意义。本文将数字散斑相关方法(digital speckle correlation methods,DSCM)与卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)相结合,提出了一种用于岩石变形... 岩石变形局部化的识别对于岩石破坏机理、岩土工程灾害预测预警有着重要的意义。本文将数字散斑相关方法(digital speckle correlation methods,DSCM)与卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)相结合,提出了一种用于岩石变形局部化智能识别的DSCM-CNN模型。通过DSCM获取岩石试件在单轴压缩实验过程中的最大剪应变场云图,根据变形局部化带位置进行标注,完成数据集的构建;利用训练数据集对DSCM-CNN智能识别模型进行训练。通过红砂岩单轴压缩实验对该方法进行验证,结果表明:DSCM-CNN模型可以实现岩石变形局部化带位置的自动识别,子集准确率、精确度、召回率等指标分别达到94.19%,97.21%和96.41%,证明了岩石变形局部化智能识别的DSCM-CNN模型的可行性,为岩石变形局部化智能监测提供了一种新的思路。 展开更多

关键词 岩石 变形局部化 数字散斑相关方法 卷积神经网络 智能识别

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矿震诱发冲击地压机理研究

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作者 杨金诺 李国墙 张军徽 《煤炭科技》 2024年第4期126-133,140,共9页

根据弹性波理论推导出矿震产生的应力波诱发动力扰动的公式,建立冲击地压理论模型从而推导出冲击地压发生的发生理论;并利用ABAQUS数值模拟技术模拟了矿震诱发冲击地压的过程;并探究围岩巷道受到静—动荷载叠加作用时,冲击地压的发生条... 根据弹性波理论推导出矿震产生的应力波诱发动力扰动的公式,建立冲击地压理论模型从而推导出冲击地压发生的发生理论;并利用ABAQUS数值模拟技术模拟了矿震诱发冲击地压的过程;并探究围岩巷道受到静—动荷载叠加作用时,冲击地压的发生条件;根据现实中某矿矿震引发的冲击地压测得的数据,验证了矿震诱发冲击地压这一理论。模拟结果表明,当围岩巷道受到的地应力静载过大,达到临界塑性区时,微小的矿震会引发围岩巷道出现冲击地压现象。 展开更多

关键词 矿震 矿震诱冲 冲击地压 静—动荷载叠加 数值模拟

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条带式太阳帆航天器的热致结构动力学响应 被引量：6

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作者 张军徽 方瑞颖 +2 位作者 武娜 佟安 刘应华 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1295-1304,共10页

本文研究条带式太阳帆在近地轨道运行进出地球阴影时的热致结构动力学响应,建立了在太阳热辐射和光压共同作用下的太阳帆结构动力学方程,采用分布传递函数法,给出了条带式太阳帆热致结构稳态振动幅频响应的计算方法。算例结果表明:热辐... 本文研究条带式太阳帆在近地轨道运行进出地球阴影时的热致结构动力学响应,建立了在太阳热辐射和光压共同作用下的太阳帆结构动力学方程,采用分布传递函数法,给出了条带式太阳帆热致结构稳态振动幅频响应的计算方法。算例结果表明:热辐射冲击是引起近地轨道太阳帆结构动力学响应的主要原因,光压引起的结构响应可忽略不计;增加桅杆壁厚不能有效抑制太阳帆的热致结构动态响应;增大阻尼,减小结构的热膨胀系数能够明显减小太阳帆热致结构响应的振幅;热致结构动态响应是设计大尺寸近地轨道太阳帆必须解决的问题。本文提出的方法可为太阳帆结构设计、姿态和轨道控制提供有力的分析工具。 展开更多

关键词 太阳帆 热致结构响应 近地轨道 幅频响应 分布传递函数法

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条带式太阳帆的结构动力学分析 被引量：6

6

作者 张军徽 崔洋洋 佟安 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期237-244,共8页

依靠光压推进,太阳帆被认为是最可行的星际探测航天器,太阳帆结构总体方案主要有两类:桅杆式和旋转式,其中,帆膜被分割成窄条的条带式太阳帆在桅杆式太阳帆中具有较为理想的结构效率,如何准确计算条带式太阳帆的结构动力学特性值得研究... 依靠光压推进,太阳帆被认为是最可行的星际探测航天器,太阳帆结构总体方案主要有两类:桅杆式和旋转式,其中,帆膜被分割成窄条的条带式太阳帆在桅杆式太阳帆中具有较为理想的结构效率,如何准确计算条带式太阳帆的结构动力学特性值得研究.本文对条带式太阳帆结构的振动特性和结构稳定性进行研究,将太阳帆看作是由若干个桅杆–膜带组件依次连接而成的整体结构,桅杆–膜带组件由4根桅杆段和4条薄膜条带组成,分段轴压作用下的桅杆与薄膜条带耦合振动.考虑帆面薄膜条带与支撑桅杆之间的耦合振动,采用分布传递函数法建立了的条带式太阳帆的结构动力学模型,推导了条带式太阳帆结构自由振动和失稳载荷的求解方法.研究表明:条带式太阳帆构型有利于提高太阳帆结构的整体刚度和结构稳定性,随着帆面薄膜条带数目的增加,太阳帆结构的振动频率和失稳载荷增大;随着帆面薄膜预应力的增大,太阳帆结构振动的基频减小,稳定性变差;随着支撑桅杆刚度的提高,太阳帆结构整体的振动频率和失稳载荷增大.本文建立的解析求解方法具有求解效率快和精度高的特点,为条带式太阳帆的结构设计和姿态控制提供了有力的分析工具. 展开更多

关键词 振动 屈曲 太阳帆 模态分析 分布传递函数法

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隧道洞口软硬围岩交接段地震响应大型振动台模型试验研究 被引量：10

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作者 崔光耀 孟令瀚 +2 位作者 张军徽 王明年 朱长安 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期84-90,共7页

为提高强震区交通隧道洞口段的地震安全性和结构抗震性能,以汶川地震白云顶隧道进口段为研究背景,开展了隧道洞口软硬围岩交接段地震响应的大型振动台模型试验研究。介绍了试验方案设计,主要包括试验设备、相似设计、动力荷载、动力特... 为提高强震区交通隧道洞口段的地震安全性和结构抗震性能,以汶川地震白云顶隧道进口段为研究背景,开展了隧道洞口软硬围岩交接段地震响应的大型振动台模型试验研究。介绍了试验方案设计,主要包括试验设备、相似设计、动力荷载、动力特性及加载制度。对试验数据进行了分析,主要研究了隧道洞口软硬围岩交接段由硬岩向软岩方向发展过程中隧道结构地震动峰值加速度(PGA)、纵向应变、接触应力及结构内力的空间变化规律。研究结果表明:隧道洞口软硬围岩交接段由硬岩向软岩方向发展,隧道结构PGA放大系数由1.04增大至1.68,纵向应变增加倍数由1.09增大至4.29,接触应力增加倍数由6.34增大至32.16,安全系数最小值减小百分比由26.18%增大至53.48%;随着受软岩影响的增大,作用于隧道结构的地震惯性力和强制位移不断增加,致使结构安全性不断降低。研究成果可为高烈度地震区交通隧道抗震设防设计提供参考。 展开更多

关键词 隧道工程 洞口段 软硬围岩交接段 地震响应特性 振动台模型试验

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红砂岩单轴压缩宏细观参数映射关系研究 被引量：9

8

作者 佟安 张军徽 武娜 《力学与实践》 北大核心 2020年第2期202-208,共7页

颗粒流离散元软件PFC2D在岩土工程中的应用十分广泛,存在的主要问题是如何标定其细观参数,目前大多使用"试凑法",此方法的缺点在于工作量大、效率低等,本文提出以反向传播算法(back propagation,BP)神经网络的方式代替此方法... 颗粒流离散元软件PFC2D在岩土工程中的应用十分广泛,存在的主要问题是如何标定其细观参数,目前大多使用"试凑法",此方法的缺点在于工作量大、效率低等,本文提出以反向传播算法(back propagation,BP)神经网络的方式代替此方法,利用PFC2D内置的FISH以及Python语言对其进行二次开发,使之自动运行并获取40组宏细观参数样本。结果表明:BP神经网络可以快速准确地建立宏细观参数映射关系,误差均保持在0.01以内,模拟得到的应力-应变曲线与室内试验曲线高度吻合,且无需大量的数据样本便可创建网络,效率较高;另外,经验证本文选用的平直节理模型,可以有效地解决平行粘结模型UCS/TS值偏小问题,确定平直节理模型可以更好地模拟岩石。 展开更多

关键词 砂岩 离散元 BP神经网络 应力-应变曲线 反演

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全民造林绿化 建设生态文安

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作者 张军徽 宋利霞 《现代农村科技》 2012年第20期6-7,共2页

近几年,文安县在县委、县政府的正确领导下,以创新机制和科技进步为动力,把造林绿化作为改善生态环境和富民增收的重要举措,发动群众大搞造林绿化,促进全县林业资源不断增加。1项目建设绿意盎然文安县坚持把项目作为林业发展的载体,争... 近几年,文安县在县委、县政府的正确领导下,以创新机制和科技进步为动力,把造林绿化作为改善生态环境和富民增收的重要举措,发动群众大搞造林绿化,促进全县林业资源不断增加。1项目建设绿意盎然文安县坚持把项目作为林业发展的载体,争取并实施了退耕还林工程、三北防护林工程、 展开更多

关键词 造林绿化 生态环境 三北防护林工程 退耕还林工程 科技进步 林业资源 林业发展 项目建设

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砂土类材料离散元细观参数的自动识别 被引量：4

10

作者 崔洋洋 张军徽 +1 位作者 佟安 武娜 《力学与实践》 北大核心 2019年第3期300-307,共8页

准确的细观参数是采用离散元进行合理模拟的前提,基于最优化理论,本文提出了一种砂土类材料离散元细观参数的自动标定方法:采用PFC离散元软件模拟砂土的双轴压缩试验,以使PFC数值模拟的应力–应变曲线与某标准砂土室内双轴压缩实验结果... 准确的细观参数是采用离散元进行合理模拟的前提,基于最优化理论,本文提出了一种砂土类材料离散元细观参数的自动标定方法:采用PFC离散元软件模拟砂土的双轴压缩试验,以使PFC数值模拟的应力–应变曲线与某标准砂土室内双轴压缩实验结果的误差最小为优化目标,采用模式搜索法实现砂土类材料离散元细观参数的自动标定。本文提出的离散元细观参数自动标定方法具有识别效率快,精度高的优点。 展开更多

关键词 颗粒流 细观参数 宏观参数 模式搜索法 参数识别

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矩形巷道锚杆中性点位置特征研究

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作者 任何 宋义敏 张军徽 《采矿技术》 2022年第2期85-89,共5页

通过将煤层顶板简化为只发生剪切变形的剪切梁模型,对开挖后煤层的横向变形进行分析;进而以煤层的横向变形为参量,结合锚杆已有的本构解析解,建立矩形巷道锚杆应力计算模型,对其中性点位置特征进行分析。研究结果表明:锚杆在矩形巷道煤... 通过将煤层顶板简化为只发生剪切变形的剪切梁模型,对开挖后煤层的横向变形进行分析;进而以煤层的横向变形为参量,结合锚杆已有的本构解析解,建立矩形巷道锚杆应力计算模型,对其中性点位置特征进行分析。研究结果表明:锚杆在矩形巷道煤层中的应力分布也符合中性点理论的假设,剪力沿锚杆先减小,后改变方向增大,轴力先增大后减小;在中性点位置,剪力为零,轴力达到峰值。当煤岩弹性模量增加时,锚杆中性点到洞壁的距离减小,轴力峰值减小;当煤岩横向应力系数增加时,锚杆中性点到洞壁的距离增大,轴力峰值减小。 展开更多

关键词 剪切梁 矩形巷道 中性点 横向应力系数 锚杆

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基于应变场的卷积神经网络岩石裂缝识别方法

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作者 利铭 卓志权 张军徽 《煤炭科技》 2023年第5期17-23,共7页

岩石的局部破坏往往诱发岩体的整体失稳进而导致灾害发生,对局部破坏的识别可在岩土工程灾害监测预警中起到重要作用。提出了一种基于变形场的卷积神经网络岩石裂缝识别方法,利用扩展有限元方法建立岩石开裂模型,并获得模型的变形场数... 岩石的局部破坏往往诱发岩体的整体失稳进而导致灾害发生,对局部破坏的识别可在岩土工程灾害监测预警中起到重要作用。提出了一种基于变形场的卷积神经网络岩石裂缝识别方法,利用扩展有限元方法建立岩石开裂模型,并获得模型的变形场数据作为训练样本,对VGG16卷积神经网络进行训练,并对结果进行分析。结果表明,采用应变场作为训练数据的VGG16卷积神经网络,在验证集的子集准确率、精确度、召回率、F-Score分别达到94.73%、98.72%、98.71%、98.46%,能有效识别岩石的裂缝位置,证明了变形场作为卷积神经网络训练数据的可行性,完善了卷积神经网络在裂缝识别领域的研究方法。 展开更多

关键词 应变场 卷积神经网络 扩展有限元 多标签分类

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