基于改进SVR的薄壁回转壳体装夹布局多目标优化方法

1

作者 刘海波 赵九龙 +3 位作者 方锐 杨凯 赖小明 王永青 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第7期182-190,共9页

薄壁回转壳体刚性弱、易变形,合理的装夹布局可有效提高加工精度。多变量、多目标的装夹布局优化需要大量迭代计算,为此提出了一种基于黑翅鸢算法改进支持向量回归(black-winged kite algorithm support vector regression,BKA-SVR)与... 薄壁回转壳体刚性弱、易变形,合理的装夹布局可有效提高加工精度。多变量、多目标的装夹布局优化需要大量迭代计算,为此提出了一种基于黑翅鸢算法改进支持向量回归(black-winged kite algorithm support vector regression,BKA-SVR)与多目标粒子群算法(multi-objective particle swarm optimization,MOPSO)的薄壁回转壳体多点支撑装夹布局优化方法。首先,以支撑位置与夹紧力为优化变量,建立了虑及装夹变形、加工变形与振动的薄壁回转壳体装夹布局优化模型。其次,利用最优拉丁超立方抽样(optimal Latin hypercube sampling,OLHS)获取样本集,构造了BKA-SVR代理预测模型。再次,基于MOPSO获取Pareto前沿解,利用CRITIC权重法确定最优装夹布局。最后,以密封舱体为研究对象,针对焊缝加工求取了多点内撑夹具的最优布局,通过铣削试验表明优化后的多点支撑能满足壁厚精度要求。 展开更多

关键词 薄壁回转壳体 装夹布局优化 代理预测模型 多目标粒子群算法 多点内撑夹具

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薄壁球壳在平头弹冲击作用下的变形预测模型

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作者 范升阳 栗建桥 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1-11,共11页

为研究薄壁球壳在局部冲击载荷作用下的变形规律,开展了实验研究和数值模拟分析。利用气枪开展弹丸冲击实验,通过stereo-DIC技术获取球壳动态变形过程,得到了扁球壳在不同弹丸初始冲击速度下的全局变形形态以及凹陷变形特征。通过数值... 为研究薄壁球壳在局部冲击载荷作用下的变形规律,开展了实验研究和数值模拟分析。利用气枪开展弹丸冲击实验,通过stereo-DIC技术获取球壳动态变形过程,得到了扁球壳在不同弹丸初始冲击速度下的全局变形形态以及凹陷变形特征。通过数值模拟方法研究了各项弹体尺寸参数和壳体尺寸参数对中心凹陷深度和凹陷半径的影响程度和影响规律,通过量纲分析给出了影响无量纲变形特征的主要无量纲参量,建立起能够描述不同尺寸及不同冲击速度的球壳冲击响应面模型,并提出描述全局凹陷变形与中心凹陷深度、凹陷半径之间的公式,所建立的模型对径厚比在1/250~1/50、无量纲冲击动能在132~1190范围内的全局凹陷变形具有较高的预测精度,可为工程中大尺寸曲面薄壳冲击载荷防护设计提供参考。 展开更多

关键词 薄壁球壳 冲击载荷 三维DIC 量纲分析 预测模型

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沉陷区域埋地管线数值模拟分析 被引量：17

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作者 柳春光 史永霞 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2008年第4期178-183,共6页

场地的不均匀沉陷是导致埋地管线破坏的重要原因之一。本文考虑了材料非线性、几何非线性以及管土接触非线性,将管线计算分析模型模拟为四节点薄壳单元结构,周围填覆土体采用八节点六面体单元划分。管土相互作用模拟为三维刚性与柔性的... 场地的不均匀沉陷是导致埋地管线破坏的重要原因之一。本文考虑了材料非线性、几何非线性以及管土接触非线性,将管线计算分析模型模拟为四节点薄壳单元结构,周围填覆土体采用八节点六面体单元划分。管土相互作用模拟为三维刚性与柔性的面面接触单元结构,并采用线性位移加载来模拟土体的沉陷作用,对三维薄壳有限元模型进行数值计算分析。通过比较不同参数,如沉陷长度、沉陷深度、埋深、管径、径厚比、土特性等对管线的反应影响,得出管线在沉陷情况下的应力和应变的关系,通过算例分析,说明了该方法能更好地模拟管线的破坏过程,该方法将为沉陷区域埋地管线数值模拟提供理论分析依据。 展开更多

关键词 埋地管线 沉陷 薄壳模型

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某发动机模拟机匣的模态分析与模型验证 被引量：13

4

作者 吴元东 漆文凯 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2010年第11期1487-1492,共6页

以板壳理论为依据,运用模型对比和试验验证的方法证明了壳单元在建立薄壁结构时的合理性,并提出了模型验证的一般方法。首先以不同厚径比γ建立一系列机匣模型进行计算对比,结果表明在0.014<γ<0.037范围内壳单元能较好地模拟机... 以板壳理论为依据,运用模型对比和试验验证的方法证明了壳单元在建立薄壁结构时的合理性,并提出了模型验证的一般方法。首先以不同厚径比γ建立一系列机匣模型进行计算对比,结果表明在0.014<γ<0.037范围内壳单元能较好地模拟机匣结构。据此,在ANSYS中用壳单元建立模拟机匣模型进行模态分析。为进一步验证模型的可靠性,对此模拟机匣进行了模态试验,通过验证固有频率和模态振型置信度发现试验结果与有限元分析结果吻合较好。 展开更多

关键词 航空发动机机匣 薄壁圆筒 有限元分析 模型验证

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双曲薄壳冷却塔气弹模型的等效梁格方法和实验研究 被引量：25

5

作者 赵林 葛耀君 曹丰产 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期31-37,共7页

双曲薄壳冷却塔振型复杂、群塔干扰及风振效应突出,风洞试验中常采用连续介质薄壳材料模拟冷却塔气弹模型缩尺刚度。鉴于该方法气弹模型设计和加工的特点,在实际工程应用中存在多方面不足。针对存在的问题,提出了双曲薄壳冷却塔气弹模... 双曲薄壳冷却塔振型复杂、群塔干扰及风振效应突出,风洞试验中常采用连续介质薄壳材料模拟冷却塔气弹模型缩尺刚度。鉴于该方法气弹模型设计和加工的特点,在实际工程应用中存在多方面不足。针对存在的问题,提出了双曲薄壳冷却塔气弹模型等效梁格设计方法,推导了梁格法冷却塔气弹模型缩尺刚度计算公式,建议了冷却塔缩尺模型模拟原型结构高雷诺数条件下表面绕流Reynolds数和Strouhal数效应修正和验证办法。设计加工1∶200比例等效梁格冷却塔气弹模型,在同济大学TJ-3风洞中,进行了冷却塔单塔测振风洞试验,在模型频率、振型、气动力参数模拟,风振系数分布和试验易操作性方面均取得良好的较果,较好地避免了传统连续介质模型设计方法的不足。 展开更多

关键词 风洞试验 双曲薄壳冷却塔 气弹模型 等效梁格设计方法

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颅底良性肿瘤压迫周围血管的有限元力学模型

6

作者 甘建红 彭强 +3 位作者 戴培东 Jim X.Chen 张天宇 王正敏 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1851-1855,共5页

在肿瘤切除手术或肿瘤放射治疗之前对肿瘤引起的周围血管和神经的位移和形变的评估和预测极重要。为模拟良性肿瘤生长对周围血管的影响,用细胞自动机方法模拟肿瘤生长,根据四面体各个顶点是否属于肿瘤体的各种情况对肿瘤几何模型进行网... 在肿瘤切除手术或肿瘤放射治疗之前对肿瘤引起的周围血管和神经的位移和形变的评估和预测极重要。为模拟良性肿瘤生长对周围血管的影响,用细胞自动机方法模拟肿瘤生长,根据四面体各个顶点是否属于肿瘤体的各种情况对肿瘤几何模型进行网格化、并建立有限元力学模型。对颅底局部连续切片图像重建三维几何模型,提取血管模型并按曲率的相对值自适应细化血管网格,建立薄壳力学模型。通过碰撞检测得到血管和肿瘤的接触点集并施加大小相等方向相反的外力,以模拟生长过程中肿瘤与血管相互力的作用。模拟实验表明,在肿瘤生长过程中血管和肿瘤各自发生弯曲和形变与实际情况基本一致,实验模型可以在一定程度上预测肿瘤生长情况及其对周围组织的影响。 展开更多

关键词 肿瘤 血管 生长模拟 元胞自动机 薄壳模型

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薄壁壳体件装夹变形机理有限元分析与控制 被引量：15

7

作者 王军 耿世民 +1 位作者 张辽远 吕玉山 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1008-1013,共6页

针对薄壁壳体件刚性较差,对表面平面度要求较高,而制造过程中极易产生装夹变形的难题,本文以典型的铝合金航空材料构件为例,采用有限元分析方法,对装夹过程中的薄壁壳体件装夹方案进行了优选,主要模拟了在集中载荷与均布载荷作用下,装... 针对薄壁壳体件刚性较差,对表面平面度要求较高,而制造过程中极易产生装夹变形的难题,本文以典型的铝合金航空材料构件为例,采用有限元分析方法,对装夹过程中的薄壁壳体件装夹方案进行了优选,主要模拟了在集中载荷与均布载荷作用下,装夹位置、装夹顺序及加载方式对薄壁壳体零件产生变形的影响,结果表明夹紧力分步施加为较优方案,可以有效控制薄壁壳体零件变形,进而提高平面度。在相同装夹顺序、加载方式下,施加均布载荷优于施加集中载荷,并对均布载荷时采用垫铁的厚度进行了优化。 展开更多

关键词 机械制造工艺与设备 薄壁壳体件 装夹方案 有限元模拟 集中载荷 均布载荷

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斜桥斜率对薄壳钢箱梁受力影响的对比研究 被引量：1

8

作者 陈宇 贺文彪 +3 位作者 贾艳敏 李晶 李军卫 胡金萍 《森林工程》 2014年第1期108-111,共4页

根据具体的试验规划,建立支撑线与梁横向交角为0°、15°、30°、45°三跨连续钢箱梁的试验模型;同时利用ABAQUS通用有限元程序建立与试验相对应的计算模型。其有限元计算结果与试验数据吻合较好。通过试验数据采集和... 根据具体的试验规划,建立支撑线与梁横向交角为0°、15°、30°、45°三跨连续钢箱梁的试验模型;同时利用ABAQUS通用有限元程序建立与试验相对应的计算模型。其有限元计算结果与试验数据吻合较好。通过试验数据采集和有限元计算,主要考虑钢箱梁在弹性工作状态和塑性工作状态下的底板应力、腹板应力和挠度,分析斜率对钢箱梁受力的影响,并进行较为详细的对比。 展开更多

关键词 斜桥 薄壳 钢箱梁 试验模型 受力对比 ABAQUS

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基于薄壳式模型的圆环式膨胀节变形分析

9

作者 刘喜峰 王振成 张富强 《河南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2010年第4期60-62,共3页

对圆环式膨胀节建立轴对称薄壳模型,列出薄壳弹塑性变形下的典型方程,根据假设圆环式两端固结的边界条件和循环疲劳的工作环境及材料折线硬化的实际情况,利用计算机对典型方程进行逐次积分,求得符合精度要求的逼近解,得出与实验结果极... 对圆环式膨胀节建立轴对称薄壳模型,列出薄壳弹塑性变形下的典型方程,根据假设圆环式两端固结的边界条件和循环疲劳的工作环境及材料折线硬化的实际情况,利用计算机对典型方程进行逐次积分,求得符合精度要求的逼近解,得出与实验结果极为接近的结论,即无量纲关系μ(ε)对薄壳的几何参数和壳两端位移的比率没有多大关系。 展开更多

关键词 圆环式 膨胀节 薄壳模型 典型方程 循环疲劳 折线硬化

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豆粉压力喷雾干燥机壳体弹塑性应变强度研究

10

作者 王振成 刘爱荣 +1 位作者 魏金营 赵永杰 《食品与机械》 CSCD 北大核心 2016年第5期86-90,共5页

对YPG-22500压力喷雾豆粉干燥机的薄壁壳体建立轴对称薄壳模型,列出基于薄壳理论的弹塑性变形下能量法的典型方程,给出应变强度与变形刚度的计算方法和条件;根据假设壳体两端固结的边界条件和循环疲劳的工作环境及材料折线硬化的实际情... 对YPG-22500压力喷雾豆粉干燥机的薄壁壳体建立轴对称薄壳模型,列出基于薄壳理论的弹塑性变形下能量法的典型方程,给出应变强度与变形刚度的计算方法和条件;根据假设壳体两端固结的边界条件和循环疲劳的工作环境及材料折线硬化的实际情况,利用计算机对典型方程进行逐次积分,求得符合精度要求的数值逼近解和关键参数曲线,得到与试验结果极为接近的结论;并指出无量纲变量u-(ε-)对薄壳的几何参数和薄壳两端位移的比率没有太大关系。更为合理地解决了压力荷载下的大型薄壳容器工业设计的弹塑性应变强度和挠度计算问题。 展开更多

关键词 豆粉干燥机 薄壳模型 典型方程 应变强度 变形刚度 折线硬化

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大型复杂薄壁壳体第一道次旋压成形质量分析 被引量：15

11

作者 吴统超 詹梅 +2 位作者 古创国 蒋华兵 杨合 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期121-126,共6页

为优化大型复杂薄壁壳体第一道次旋压的工艺参数,基于ABAQUS平台建立了大型锥形件实体单元仿真模型,二次开发实现了实体单元的壁厚和贴模度输出功能,分析了坯料直径及成形区与成形外端相互作用对大型锥形件强旋成形的影响.同时采用正交... 为优化大型复杂薄壁壳体第一道次旋压的工艺参数,基于ABAQUS平台建立了大型锥形件实体单元仿真模型,二次开发实现了实体单元的壁厚和贴模度输出功能,分析了坯料直径及成形区与成形外端相互作用对大型锥形件强旋成形的影响.同时采用正交试验设计安排模拟方案,研究了工艺参数对大型锥形件强旋成形质量的影响规律,得出了较优的工艺参数组合.结果表明:旋压间隙是最重要的影响因素,零偏离附近的成形质量最好;稍大的旋轮圆角半径有利于降低大型锥形件强旋过程中出现局部失稳和拉裂的可能性;稍大的旋轮进给比有利于改善大型锥形件的壁厚均匀性和贴模性、减小壁厚偏差和出现局部失稳的可能性. 展开更多

关键词 大型复杂薄壁壳体 多道次旋压 实体模型 二次开发 局部失稳

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复合材料机身C型柱准静态压溃仿真及失效模式 被引量：3

12

作者 解江 马骢瑶 +2 位作者 周建 牟浩蕾 冯振宇 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期73-80,共8页

为了研究复合材料机身薄壁C型柱结构轴向压溃吸能特性、失效模式及C型柱多层壳单元建模方法,建立多层壳单元有限元模型,基于准静态轴向压溃实验结果进行对比验证。结果表明:C型柱多层壳单元模型能够在一定程度上模拟层间分层失效及压溃... 为了研究复合材料机身薄壁C型柱结构轴向压溃吸能特性、失效模式及C型柱多层壳单元建模方法,建立多层壳单元有限元模型,基于准静态轴向压溃实验结果进行对比验证。结果表明:C型柱多层壳单元模型能够在一定程度上模拟层间分层失效及压溃过程中的局部弯曲变形和层束弯曲失效模式;仿真与实验的载荷-位移曲线吻合性较好,压溃初始峰值载荷,比吸能以及压溃均值偏差较小;但C型柱结构压溃初始峰值载荷较大,载荷效率较低,需通过优化设计进一步降低其初始载荷峰值。 展开更多

关键词 复合材料薄壁C型柱 多层壳模型 失效模式 吸能特性

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弹性地基上薄壳屈曲中的非线性离散地基模型

13

作者 罗永峰 J.G.Teng 沈祖炎 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第1期6-10,共5页

置于非线性弹性地基上的薄壳结构是工程应用中经常遇到的结构 -地基体系问题 .尽管这个问题已得到广泛的研究且已有多种地基力学模型应用于工程实际中 ,但无一具有普遍性且能准确反映地基的任意非线性特征 .因此根据结构非线性有限元理... 置于非线性弹性地基上的薄壳结构是工程应用中经常遇到的结构 -地基体系问题 .尽管这个问题已得到广泛的研究且已有多种地基力学模型应用于工程实际中 ,但无一具有普遍性且能准确反映地基的任意非线性特征 .因此根据结构非线性有限元理论 ,提出了一个模拟地基任意非线性特性的力学模型———任意非线性离散弹性地基模型 ,并结合置于非线性弹性地基上的薄壳结构的屈曲变形分析 ,验证了理论方法的有效性。 展开更多

关键词 非线性离散 地基模型 薄壳结构 屈曲变形

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用于薄壳消声器传递矩阵中的一种新声源模型

14

作者 黄曌宇 蒋伟康 廖长江 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1305-1309,共5页

提出了一种简化的圆形线声源模型.该模型是实际面声源模型的简化,即利用一个圆形线源替代整个面声源,将声源强度均分在整个线源上并取合理的半径值.数值算例表明,该模型既避免了面声源繁杂的计算处理,又消除了点源模型的奇异性,而且线... 提出了一种简化的圆形线声源模型.该模型是实际面声源模型的简化,即利用一个圆形线源替代整个面声源,将声源强度均分在整个线源上并取合理的半径值.数值算例表明,该模型既避免了面声源繁杂的计算处理,又消除了点源模型的奇异性,而且线声源上声压分布均匀,能取代实际的面声源模型,适合在工程中广泛采用. 展开更多

关键词 薄壳消声器 传递矩阵 点源模型 面声源模型 圆形线声源模型

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基于体壳耦合模型的钛合金薄板激光焊接变形分析 被引量：2

15

作者 陈中革 郭涛 张建勋 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期45-48,131,共4页

针对钛合金薄板激光焊接变形的数值模拟提出了一种高效体壳耦合模型,即在近缝区采用实体单元以充分表征焊接过程中板材厚度方向的热/力学不均匀性,在远离焊缝区采用壳单元建模以减小单元数量,在两种单元的界面建立接触并采用MPC算法进... 针对钛合金薄板激光焊接变形的数值模拟提出了一种高效体壳耦合模型,即在近缝区采用实体单元以充分表征焊接过程中板材厚度方向的热/力学不均匀性,在远离焊缝区采用壳单元建模以减小单元数量,在两种单元的界面建立接触并采用MPC算法进行焊接变形计算.采用体壳耦合模型与三维实体模型分别计算了0.8 mm厚TC1钛合金激光焊接变形.结果表明,两种模型的计算值均与试验测量值相近,但体壳耦合模型耗时仅为三维实体模型的30%左右,表明体壳耦合模型在保证计算精度的前提下能显著提高计算效率. 展开更多

关键词 钛合金薄板 焊接变形 有限元 体壳耦合

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不可压缩超弹性Rivlin类材料组成球形薄壳动力响应 被引量：1

16

作者 赵振涛 袁学刚 +2 位作者 张洪武 赵巍 张文正 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期441-447,共7页

基于非线性弹性动力学理论,研究了由不可压缩超弹性材料组成的球形薄壳在突加常值荷载作用下的动力响应.材料的本构关系采用了一类多项式形式的Rivlin类模型,并建立相应问题的数学模型;求得了描述球形薄壳径向对称运动的二阶非线性常微... 基于非线性弹性动力学理论,研究了由不可压缩超弹性材料组成的球形薄壳在突加常值荷载作用下的动力响应.材料的本构关系采用了一类多项式形式的Rivlin类模型,并建立相应问题的数学模型;求得了描述球形薄壳径向对称运动的二阶非线性常微分方程.通过对微分方程的定性分析,讨论了材料参数及应变能函数的高阶项对方程平衡点个数的影响.对于给定结构参数和材料参数,证明了存在临界荷载,方程的相图会出现非对称的"∝"型或"∞"型同宿轨道,薄壳结构的周期和振幅出现跳跃以及结构被破坏等现象;定性指出了当应变能函数中两个不变量的阶数超过特定值时,薄壳结构不再出现新的动力响应. 展开更多

关键词 不可压缩Rivlin类材料模型 球形薄壳 动力响应 振幅跳跃

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复合材料薄壁方管准静态轴向压缩失效机理及吸能特性 被引量：9

17

作者 冯振宇 周坤 +4 位作者 裴惠 解江 牟浩蕾 詹绍正 杨鹏飞 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期94-104,共11页

以[±45]3s铺层的碳纤维增强复合材料薄壁方管为对象,进行准静态轴向压缩试验,研究其轴向压缩失效模式及破坏吸能特性。试验结果表明,[±45]3s方管在准静态轴向压缩载荷作用下的破坏模式为局部屈曲失效模式;在局部屈曲区,失效... 以[±45]3s铺层的碳纤维增强复合材料薄壁方管为对象,进行准静态轴向压缩试验,研究其轴向压缩失效模式及破坏吸能特性。试验结果表明,[±45]3s方管在准静态轴向压缩载荷作用下的破坏模式为局部屈曲失效模式;在局部屈曲区,失效主要表现为纤维与基体断裂、分层以及轴向与纵向裂纹扩展,并耗散大量能量;在弹性区,能量耗散大部分由于层间分层,少部分来自于纤维与基体弹性变形。基于Puck2000基体失效准则与Yamada Sun纤维失效准则,研究建立单层壳、多层壳、层合壳3种有限元模型,对方管轴向压缩失效模式和吸能特性进行模拟。仿真结果表明,3种有限元模型能够在一定程度上复现[±45]3s方管轴向压缩失效模式及吸能特性,但层合壳模型能够更好地模拟[±45]3s方管局部屈曲的失效模式,且比吸能误差最小,仿真结果与试验结果最接近。 展开更多

关键词 复合材料薄壁结构 失效机理 吸能特性 单层壳模型 多层壳模型 层合壳模型

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U型断面薄壳渡槽应力分析的简化计算方法 被引量：1

18

作者 戴素娟 《山东矿业学院学报》 CAS 1994年第3期258-263,共6页

本文对Ｕ型断面薄壳渡槽的内力计算建议了一种简化计算方法，与有限元方法计算结果对比，有足够的精度，且学过结构力学的工程技术人员均可掌握，对从事渡槽等的设计人员有参考价值。

关键词 渡槽 结构力学 水工结构 U型薄壳

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