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透平机械离心压缩机和离心泵叶轮动力分析的三维旋转循环对称C_N群算法 被引量:12
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作者 李松涛 许庆余 张小龙 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期169-174,i002,共7页
以离心压缩机叶轮为例,建立三维有限元模型,采用循环对称CN群算法计算了它的动力特性,详细讨论离心力作用下叶轮的应力状态,分析与轴连接的不同方式对叶轮应力的影响。应用循环对称算法能大大减少建模与计算的工作量,有很好的实用价值... 以离心压缩机叶轮为例,建立三维有限元模型,采用循环对称CN群算法计算了它的动力特性,详细讨论离心力作用下叶轮的应力状态,分析与轴连接的不同方式对叶轮应力的影响。应用循环对称算法能大大减少建模与计算的工作量,有很好的实用价值。计算结果表明,离心压缩机叶轮在旋转中,叶轮外缘应力比较高,轮盖上的应力较轮盘上的应力大,叶片根部容易产生应力集中,应采用适当的园角避免应力集中,过盈配合的叶轮内孔处应力比较大,需要确定合理的过盈量,既要保证叶轮不松动也要保证叶轮内孔处的强度条件。 展开更多
关键词 叶轮 循环对称算法 三维有限元 动力分析
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循环对称化简及在三值模型上的扩展 被引量:4
2
作者 魏欧 袁泳 +2 位作者 蔡昕烨 黄志球 徐丙凤 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期1169-1184,共16页
为了将对称化简扩展到更多的非对称系统上,扩展了传统的基于自同构的对称性,提出了一种称为循环对称的新的对称性.证明了采用循环对称置换群或者由一组循环对称置换所生成的置换群仍可得到与原模型互模拟的对称商结构,从而达到化简系统... 为了将对称化简扩展到更多的非对称系统上,扩展了传统的基于自同构的对称性,提出了一种称为循环对称的新的对称性.证明了采用循环对称置换群或者由一组循环对称置换所生成的置换群仍可得到与原模型互模拟的对称商结构,从而达到化简系统规模的目的.进一步地,研究如何将对称化简应用于多值模型.多值模型可以有效地表示系统中的不确定信息,正越来越多地用于软件系统的建模与分析中.针对一种具体的多值模型——三值模型,定义传统的对称化简和循环对称化简在其上面的扩展.最后,分析三值模型的商结构与由约简得到的二值模型商结构之间的关系,证明了两种途径的等价性. 展开更多
关键词 模型检测 对称化简 循环对称 三值模型
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非循环对称力作用下离心叶轮的谐响应分析 被引量:6
3
作者 肖军 赵远扬 舒悦 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第23期142-147,共6页
为研究流场中离心叶轮受气流激振的受迫振动问题,利用叶盘结构的循环对称性编制计算程序,实现了使用循环对称模型进行非循环对称力作用下离心叶轮的谐响应分析。针对空间周期性的来流条件,由各扇区所受周期激励的相位差建立载荷向量,然... 为研究流场中离心叶轮受气流激振的受迫振动问题,利用叶盘结构的循环对称性编制计算程序,实现了使用循环对称模型进行非循环对称力作用下离心叶轮的谐响应分析。针对空间周期性的来流条件,由各扇区所受周期激励的相位差建立载荷向量,然后根据按扇区展开的叶轮各节径模态的振型数据,建立模态坐标系下的谐响应运动方程,计算得到叶轮的谐响应位移;以一半开式径向叶轮为例,进行了叶盘结构在气动力非循环对称分布情况下的谐响应分析。循环对称模型与整体模型计算的位移响应结果符合较好,两个共振点附近激振频率下的振动响应均呈现出较高的幅值,表明了算法的正确性和预测气流激励导致共振的有效性。 展开更多
关键词 气流激振 循环对称 谐响应 节径 共振
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计算循环对称结构振动特性的新方法 被引量:4
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作者 赵宁 刘更 +1 位作者 高平 刘恩泽 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 1996年第5期706-710,共5页
利用循环对称结构的循环对称性,通过扇区结点循环对称条件和结点位移复约束条件,解除结构特征方程中各个扇区之间的耦合关系;选取结构的任一个循环对称扇区作为有限元计算模型,建立单个扇区复约束特征值方程;通过对单个扇区的计算... 利用循环对称结构的循环对称性,通过扇区结点循环对称条件和结点位移复约束条件,解除结构特征方程中各个扇区之间的耦合关系;选取结构的任一个循环对称扇区作为有限元计算模型,建立单个扇区复约束特征值方程;通过对单个扇区的计算,获得完整结构的振动特性。算例表明了本文方法的正确性和精确性。 展开更多
关键词 循环对称 结构振动 复约束
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循环对称结构的多尺度拓扑优化方法 被引量:6
5
作者 张卫红 徐仕杰 朱继宏 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期512-522,共11页
研究了循环对称结构多尺度拓扑优化问题,阐明了均匀化等效性能的基本性质,提出了循环对称单胞的特征参数概念,建立了均匀化映射计算方法,构造了等效性能的三元参数插值模型,有效简化了不同特征参数、微结构构型与体分比下的单胞均匀化... 研究了循环对称结构多尺度拓扑优化问题,阐明了均匀化等效性能的基本性质,提出了循环对称单胞的特征参数概念,建立了均匀化映射计算方法,构造了等效性能的三元参数插值模型,有效简化了不同特征参数、微结构构型与体分比下的单胞均匀化等效过程。通过微结构的特征驱动建模与B样条参数化,克服了微结构拓扑优化变量多和变量离散难以保证其光滑连接的问题。给出了典型数值算例,比较了等比例排列单胞与等间距排列单胞对结构优化结果的影响,验证了多尺度优化方法的有效性。 展开更多
关键词 拓扑优化 循环对称结构 均匀化方法 微结构参数化 B样条
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循环对称结构动应力计算的一种工程处理方法 被引量:1
6
作者 秦飞 张晓峰 +2 位作者 白洁 魏建友 陈立明 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第S1期64-67,共4页
为了计算空冷汽轮机末级叶片的动应力,为工程设计提供依据.根据波传播理论和叶盘系统结构及其激振力特性,提出了求解瞬态动应力的循环对称计算方法.通过在扇区边界施加循环对称边界条件,将计算从时间域转化为空间域,间接实现了动应力... 为了计算空冷汽轮机末级叶片的动应力,为工程设计提供依据.根据波传播理论和叶盘系统结构及其激振力特性,提出了求解瞬态动应力的循环对称计算方法.通过在扇区边界施加循环对称边界条件,将计算从时间域转化为空间域,间接实现了动应力计算,且在保证计算精度的前提下,提高了计算效率. 展开更多
关键词 循环对称 动应力 空冷汽轮机 叶片
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循环对称结构随机子空间法模态分析及验证 被引量:1
7
作者 褚志刚 刘心 +1 位作者 夏金凤 姜勇 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期631-634,共4页
为探究仅基于响应测量的随机子空间法能否准确识别循环对称结构的重根模态,以制动盘为例,分别对其进行基于随机子空间法的模态分析及传统的试验模态分析,并提取了相应的模态参数,结果显示二者前9阶固有频率最大误差仅为0.66%,且振型吻... 为探究仅基于响应测量的随机子空间法能否准确识别循环对称结构的重根模态,以制动盘为例,分别对其进行基于随机子空间法的模态分析及传统的试验模态分析,并提取了相应的模态参数,结果显示二者前9阶固有频率最大误差仅为0.66%,且振型吻合。表明仅基于响应测量的随机子空间法同样适用于循环对称类结构的模态分析。 展开更多
关键词 模态分析 随机子空间法 重根模态 循环对称结构
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求解循环对称结构特征值问题的新方法 被引量:1
8
作者 赵宁 方宗德 刘更 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2003年第6期906-909,共4页
利用结构循环对称的特点 ,提出一种求解循环对称结构特征值问题的新方法。该方法通过构造伪单元 ,可以方便地引入结构的循环对称条件和复约束条件 ,实现循环对称扇区复约束刚度阵和复约束质量阵的变换 ,避免复数运算和扇区级满阵存储 ,... 利用结构循环对称的特点 ,提出一种求解循环对称结构特征值问题的新方法。该方法通过构造伪单元 ,可以方便地引入结构的循环对称条件和复约束条件 ,实现循环对称扇区复约束刚度阵和复约束质量阵的变换 ,避免复数运算和扇区级满阵存储 ,使计算以实数形式在单元级进行。该方法能通过任意一个循环对称扇区的有限元模型求解完整循环对称结构的特征值问题 ,可以大量减少计算工作量 ,极大地提高计算机的解题能力和计算效率。 展开更多
关键词 循环对称结构 特征值问题 伪单元 有限元法
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循环对称结构静态与动态分析方法 被引量:1
9
作者 赵宁 刘更 刘恩泽 《机械设计》 CSCD 北大核心 1995年第12期49-52,共4页
循环对称结构静态与动态分析方法赵宁,刘更,刘恩泽(西北工业大学)1引言航空航天、石油化工、电力核能等许多领域中,有许多结构是由一个基本“扇形”段沿周向重复N次组成,这类结构统称为旋转周期结构(rotationally... 循环对称结构静态与动态分析方法赵宁,刘更,刘恩泽(西北工业大学)1引言航空航天、石油化工、电力核能等许多领域中,有许多结构是由一个基本“扇形”段沿周向重复N次组成,这类结构统称为旋转周期结构(rotationallyperiodicstructure... 展开更多
关键词 机械设计 循环对称结构 静态分析 动态分析
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循环对称非线性瞬态温度场的变分解法 被引量:2
10
作者 栾霖 栾云飞 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 1999年第3期241-247,共7页
工程中有大量的具有循环对称特点的温度场的求解问题。本文对具有循环对称条件的非线性瞬态温度场问题给出由泛函表达的方程及用有限元法计算的实例。本方法使具有循环对称特点的温度场的计算可在一个循环周期内进行,从而大量减少输入... 工程中有大量的具有循环对称特点的温度场的求解问题。本文对具有循环对称条件的非线性瞬态温度场问题给出由泛函表达的方程及用有限元法计算的实例。本方法使具有循环对称特点的温度场的计算可在一个循环周期内进行,从而大量减少输入数据的准备工作,减少内存占用和计算时间。 展开更多
关键词 循环对称 温度场 变分解法
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关于 r-循环矩阵与 r-循环对称矩阵的逆 被引量:1
11
作者 殷志云 熊刚强 黄文韬 《中南工业大学学报》 CSCD 北大核心 1998年第6期593-595,共3页
利用关联多项式及其根给出了r-循环矩阵的逆的2种表达式及算法,并对r=1,n为偶数的情形提出了一种降阶算法.
关键词 R-循环矩阵 r-循环对称矩阵 关联多项式 逆矩阵
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含循环对称裂纹的一维六方准晶的平面应变第一基本问题 被引量:1
12
作者 赵雪芬 李星 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第31期144-148,共5页
研究了一维六方准晶周期平面含循环对称裂纹的平面应变第一基本问题。运用复变函数方法把弹性平衡的求解归结为求解唯一可解的积分方程。利用问题的循环对称性,引入保角映射,简化积分方程求解。该问题的求解为推广经典的平面弹性复变方... 研究了一维六方准晶周期平面含循环对称裂纹的平面应变第一基本问题。运用复变函数方法把弹性平衡的求解归结为求解唯一可解的积分方程。利用问题的循环对称性,引入保角映射,简化积分方程求解。该问题的求解为推广经典的平面弹性复变方法解决新型(复合)材料的弹性问题提供一种新思路。 展开更多
关键词 一维六方准晶 循环对称裂纹 第一基本问题 复变函数方法
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具有循环对称特点的耦合结构振动特性分析
13
作者 蔺彦虎 赵宁 彭艳军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期68-74,共7页
利用一些循环对称结构件经耦合后仍呈现循环对称的特点进行耦合结构的振动特性分析,以节约计算时间和计算资源。应用Weierstrass-Mandelbrot分型模型结合赫兹接触理论求解了耦合结构接触面的切、法向刚度,再用商业有限元软件导出了各结... 利用一些循环对称结构件经耦合后仍呈现循环对称的特点进行耦合结构的振动特性分析,以节约计算时间和计算资源。应用Weierstrass-Mandelbrot分型模型结合赫兹接触理论求解了耦合结构接触面的切、法向刚度,再用商业有限元软件导出了各结构件的刚度及质量矩阵,并通过扩维来组装耦合扇区的刚度矩阵;应用弹簧元模拟了接触面的切、法向刚度;对耦合结构施加复约束条件,用MATLAB开发出利用结构单扇区求解耦合结构振动特性的计算流程。将该流程应用于航空弧齿锥齿轮-阻尼碗耦合结构振动特性的求解,并与耦合结构的整体有限元模型计算结果进行了对比,结果表明:开发的计算流程在保证准确性的前提下,可以高效率地完成结构振动特性分析,计算误差控制在1%之内,运算时间节省了67%以上,同时可以有效节约存储资源。另外,通过对航空锥齿轮-附加阻尼碗的振动特性分析得知,该耦合结构增加了以阻尼碗振动为主振型的特征频率,在后续的结构减振或频响计算时应引起足够重视。 展开更多
关键词 耦合结构 循环对称结构 振动 特征值 复约束
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结构动力修改的循环对称摄动新方法
14
作者 赵宁 方宗德 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期7-10,共4页
利用结构的循环对称特性 ,以矩阵摄动理论和复约束法、伪单元法为基础 ,提出结构动力修改的循环对称摄动新方法 ,通过对循环对称扇区模型的分析获得整个循环对称结构特征值和特征向量的变化 ,大规模减少了这类结构动力修改的计算工作量 ... 利用结构的循环对称特性 ,以矩阵摄动理论和复约束法、伪单元法为基础 ,提出结构动力修改的循环对称摄动新方法 ,通过对循环对称扇区模型的分析获得整个循环对称结构特征值和特征向量的变化 ,大规模减少了这类结构动力修改的计算工作量 ,大大提高了计算效率。算例证明方法正确、有效、简捷。 展开更多
关键词 结构动力修改 循环对称结构 矩阵摄动 特征值 特征向量 有限元法
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三维循环对称结构的多目标多约束拓扑优化算法研究 被引量:3
15
作者 王全国 王三民 袁茹 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期425-429,共5页
利用循环对称特性建立三维循环对称结构的多目标多约束拓扑优化算法。基于子结构法原理,将三维循环对称结构转化为一个扇形子块,建立在应力和位移约束下强度、刚度和频率的多目标函数拓扑优化模型,采用罚函数法与遗传算法结合,形成多目... 利用循环对称特性建立三维循环对称结构的多目标多约束拓扑优化算法。基于子结构法原理,将三维循环对称结构转化为一个扇形子块,建立在应力和位移约束下强度、刚度和频率的多目标函数拓扑优化模型,采用罚函数法与遗传算法结合,形成多目标多约束拓扑优化算法。在拓扑优化算法中,采用个体相似控制以使初始种群的个体遍布整个可行解的空间,采用混合选择法以增加种群的多样性并提高运行效率,采用最优保存策略以保证算法的收敛性。同时对适应度函数做可调的非线性变换,以提高遗传算法的收敛速度。另外在遗传算法的进化过程中,引入了多样性策略,去除重复的个体,增加新的个体,扩大解的搜索范围。算例结果表明,文中所建立的算法是合理、有效的,且可用于循环对称结构的初始方案设计。 展开更多
关键词 三维循环对称结构 拓扑优化 遗传算法 子结构法 多样性策略
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复刚度循环对称结构复振型特性研究 被引量:1
16
作者 王延博 和兴锁 +1 位作者 刘更 赵宁 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 1997年第5期773-776,共4页
定义了循环对称粘弹结构,根据复模态理论和结构的循环对称性,将循环对称粘弹结构的复振型分为循环对称复振型、循环反对称复振型以及简并复振型,与算例完全吻合。为循环对称粘弹结构动特性的扇形子结构分析奠定了坚实的基础。
关键词 循环对称 粘弹结构 复振型 循环对称
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循环对称结构模态对失谐的敏感性研究 被引量:1
17
作者 孙卫东 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2009年第9期1171-1174,共4页
循环对称结构模态会因失谐而产生严重的局部化现象,并导致结构振动响应幅值增大。笔者基于循环对称结构的集中参数模型,利用模态局部化程度的量化分析法,以及Monte Carlo统计法,仿真分析了循环对称结构模态对随机失谐的敏感性,研究总结... 循环对称结构模态会因失谐而产生严重的局部化现象,并导致结构振动响应幅值增大。笔者基于循环对称结构的集中参数模型,利用模态局部化程度的量化分析法,以及Monte Carlo统计法,仿真分析了循环对称结构模态对随机失谐的敏感性,研究总结了系统参数,特别是失谐强度和耦合强度对循环对称结构模态局部化程度的影响规律。 展开更多
关键词 循环对称结构 模态 失谐敏感性 局部化
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复刚度循环对称结构特征问题的等效复约束法
18
作者 王延博 和兴锁 +1 位作者 赵宁 刘更 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 1997年第6期972-976,共5页
根据循环对称粘弹结构的循环对称性,提出了等效复约束法,使得整体循环对称粘弹结构的特征方程对各扇形子结构解耦,通过对任意一个扇形子结构的分析,就可获得整体循环对称粘弹结构的特征对。算例表明本文方法是正确可靠的,可极大地... 根据循环对称粘弹结构的循环对称性,提出了等效复约束法,使得整体循环对称粘弹结构的特征方程对各扇形子结构解耦,通过对任意一个扇形子结构的分析,就可获得整体循环对称粘弹结构的特征对。算例表明本文方法是正确可靠的,可极大地减少计算所需内存和机时,可应用于大型循环对称粘弹结构的动态特征分析。 展开更多
关键词 循环对称 粘弹性 机械结构 等效复约束法
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循环对称算法及其在汽轮机叶盘系统振动分析中的应用 被引量:2
19
作者 董广明 陈进 +1 位作者 孟庆集 谢浩 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第z1期126-129,共4页
用三维实体单元来离散汽轮机整圈叶片和轮盘,并针对由此带来的庞大自由度的问题,根据结构的循环对称特性,引入循环对称算法,通过对一个扇形子结构进行计算,成功地完成了对整个结构的动力特性分析.在理论分析的基础上,本文用FORTRAN语言... 用三维实体单元来离散汽轮机整圈叶片和轮盘,并针对由此带来的庞大自由度的问题,根据结构的循环对称特性,引入循环对称算法,通过对一个扇形子结构进行计算,成功地完成了对整个结构的动力特性分析.在理论分析的基础上,本文用FORTRAN语言编制了适用于循环对称结构的振动特性分析有限元程序,以及相应的前后处理程序,并进行了算例验证,证明由循环对称算法得到的结果与整体算法得到的结果完好吻合,同时极大地减少了计算时间.作为所述方法的工程应用,分析了某汽轮机第6级整圈扭叶片-轮盘系统的振动特性. 展开更多
关键词 循环对称算法 汽轮机 叶片-轮盘系统 振动分析 三维有限元
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非对称循环载荷下TA2工业纯钛疲劳损伤行为的预测
20
作者 姜学艳 包骐乐 代巧 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期70-76,共7页
对TA2工业纯钛进行应力控制的非对称载荷疲劳试验,研究了不同最大应力(245,253,270,300 MPa)下纯钛的疲劳寿命和断口形貌,分析了非对称循环载荷下的应变演变以及应力-应变响应;基于连续损伤力学理论,建立了基于棘轮应变和总应变能密度... 对TA2工业纯钛进行应力控制的非对称载荷疲劳试验,研究了不同最大应力(245,253,270,300 MPa)下纯钛的疲劳寿命和断口形貌,分析了非对称循环载荷下的应变演变以及应力-应变响应;基于连续损伤力学理论,建立了基于棘轮应变和总应变能密度的疲劳损伤演变预测模型,对纯钛的疲劳损伤过程进行预测,并与试验结果进行对比。结果表明:随着最大应力的降低,TA2工业纯钛的疲劳寿命延长。当最大应力为245,253 MPa时,塑性韧断区面积较小,断口中出现疲劳裂纹扩展区,失效机制为疲劳开裂及裂纹扩展失效,疲劳应变演变由加载初始阶段、稳定阶段和失效阶段组成,随最大应力的增加,塑性应变能密度以及相同疲劳寿命对应的平均应变均增大。当最大应力为270,300 MPa时,断口主要由纤维状的塑性韧断区组成,失效机制为循环塑性大变形失效,此时疲劳应变演化的稳定阶段不明显,随最大应力的增加,塑性应变能密度增大幅度较大,且当循环次数达到70%疲劳寿命时,270 MPa最大应力下的平均应变较大。基于棘轮应变的疲劳损伤演变预测模型对于疲劳中后期(循环次数不低于40%疲劳寿命)损伤值的预测效果较好,最大相对误差不超过12.5%;基于总应变能密度的疲劳损伤演变预测模型预测的损伤值相对误差基本在23%以内,整体预测稳定性较差。 展开更多
关键词 TA2工业纯钛 疲劳失效 对称循环载荷 损伤变量
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