含裂纹铆钉搭接板的权函数法与扩展寿命分析

1

作者 任彦伸 饶聃钰 徐武 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期53-60,共8页

铆钉搭接结构是典型的多位置损伤敏感结构,容易在多个铆钉孔边萌生疲劳裂纹,进而威胁飞机结构安全。由于裂纹个数、位置和大小随机多变,铆钉与平板间存在复杂的接触关系。为高效、准确计算多铆钉搭接板的应力强度因子以进行裂纹扩展寿... 铆钉搭接结构是典型的多位置损伤敏感结构,容易在多个铆钉孔边萌生疲劳裂纹,进而威胁飞机结构安全。由于裂纹个数、位置和大小随机多变,铆钉与平板间存在复杂的接触关系。为高效、准确计算多铆钉搭接板的应力强度因子以进行裂纹扩展寿命分析,提出针对搭接结构复杂裂纹问题的权函数分析方法。首先,对多铆钉搭接板的复杂裂纹构型进行合理简化分类,利用其对应的权函数求解应力强度因子。然后,采用有限元分析计算含裂纹多铆钉搭接板的应力强度因子以验证权函数法的计算精度。最后,将经验证的权函数分析方法结合Paris裂纹扩展公式,对铆钉搭接结构进行疲劳裂纹扩展分析,并通过试验验证分析方法的有效性。结果表明,采用权函数法计算的应力强度因子与完全采用有限元方法计算的应力强度因子的相对差别小于5%,分析预测的裂纹扩展寿命与试验结果吻合良好,且计算效率比完全采用有限元法快3个数量级,进而为铆钉连接结构孔边裂纹的应力强度因子和疲劳裂纹扩展分析提供了一个有效方法。 展开更多

关键词 权函数法 铆钉连接结构 疲劳裂纹扩展 应力强度因子 有限元分析

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利用一般tanh函数法和(G'/G)函数扩展法求非线性波动方程的行波解及其一致性分析 被引量：8

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作者 李恒燕 韩笑 刘天宝 《吉林大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期377-382,共6页

利用tanh函数法和(G′/G)函数扩展法求非线性方程的行波解.通过对一般的非线性波动方程求解并分析表明,两种方法的结果具有一致性.此外,利用推广的双曲正切法比双曲正切法和G′/G法得到了更多的行波解.

关键词 非线性波动方程 TANH函数法 (G' G)函数扩展法

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三维热权函数法和多虚拟裂纹扩展技术 被引量：9

3

作者 卢炎麟 黄鲜萍 +2 位作者 姜献峰 潘柏松 冯小青 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期302-308,共7页

热权函数法直接利用温度场与热权函数的乘积的积分来求应力强度因子(SIF)的过渡过程,它可以免除对每一时刻进行热弹性力学有限元或边界元应力分析,计算效率大大提高。本文给出了三维热权函数法的基本方程,并提出了求解三维热权函数法基... 热权函数法直接利用温度场与热权函数的乘积的积分来求应力强度因子(SIF)的过渡过程,它可以免除对每一时刻进行热弹性力学有限元或边界元应力分析,计算效率大大提高。本文给出了三维热权函数法的基本方程,并提出了求解三维热权函数法基本方程的多虚拟裂纹扩展法(MVCE法)。在MVCE法中,可以引入无穷多个虚拟裂纹扩展模式;虚拟裂纹扩展模式与应力强度因子的插值直接相联系,所得到的方程组的系数矩阵是一个三对角矩阵,具有良好的计算性能。它对于裂纹前缘SIF分布急剧变化的情况,有良好的数值模拟能力。实例计算表明,MVCE法具有极高的计算效率,并具有很高的计算精度。 展开更多

关键词 三维热权函数法 多虚拟裂纹扩展技术 应力强度因子 热冲击 断裂力学

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扩展的Tanh函数展开法与广义KdV方程的精确解 被引量：3

4

作者 王三五 于鹏 《科学技术与工程》 2009年第11期3019-3020,共2页

介绍了扩展的双曲函数展开法,利用该方法导出了广义的KdV方程的用Tanh函数表示的新的精确解,由此进一步推广了此方法的应用范围。

关键词 扩展的双曲函数展开法 广义KDV方程 精确解

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推广的tanh-函数法及其在偏微分方程(组)中的应用

5

作者 闫庆友 张玉峰 《甘肃工业大学学报》 北大核心 2002年第2期111-113,共3页

将推广了的tanh 函数法应用到数学物理中的某些重要偏微分方程 (组 )中 ,借用推广tanh 函数法的参数符号尽可能统一地求得不同类型的孤立子解 ,其中包含扭状、有理分式、周期解形式 .

关键词 偏微分方程 孤立子解 tanh-函数法 偏微分方程组 数学物理 非线性方程

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结合新型边界扩展函数的水平集医学图像分割方法

6

作者 朱家明 许诺 +2 位作者 张倚天 包清 杭俊 《无线电通信技术》 2021年第3期369-373,共5页

针对核磁共振成像(MRI)图像具有高斯噪声与灰度不均的特点,提出了结合新型边界扩展函数的水平集图像分割方法。第一步对图像进行除噪预处理:利用傅里叶变换把图像转换到频域,然后用理想低通滤波器去除高斯噪声;第二步用改进型水平集方法... 针对核磁共振成像(MRI)图像具有高斯噪声与灰度不均的特点,提出了结合新型边界扩展函数的水平集图像分割方法。第一步对图像进行除噪预处理:利用傅里叶变换把图像转换到频域,然后用理想低通滤波器去除高斯噪声;第二步用改进型水平集方法对MRI图像进行分割:先按照阈值法确定水平集初值,即对图像作预分割,然后设计了一种新型边界扩展函数;在此基础上提出了结合边缘和全局信息的能量函数,通过欧拉-拉格朗日方程确定演化方程,经过若干次迭代,最终得到图像的分割结果。实验结果表明,改进的算法提高了图像分割的准确度,抗噪性能较强,图像细节信息保存完整,无需重新初始化,总体的分割效果比较理想。 展开更多

关键词 水平集 图像分割 边界扩展函数 阈值法 低通滤波

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基于扩展描述函数法的直流变换器小信号建模与仿真 被引量：2

7

作者 刘灿 王萍 《科学技术与工程》 北大核心 2013年第33期9960-9965,共6页

双向有源桥式电路(DAB)、谐振类直流变换器等拓扑由于不满足"直流小纹波"特性,因而无法应用开关电路等效法、状态空间平均法等最常用的方法来得到其小信号模型。要得到此类拓扑的小信号模型,必须采用其他的建模方法。扩展描... 双向有源桥式电路(DAB)、谐振类直流变换器等拓扑由于不满足"直流小纹波"特性,因而无法应用开关电路等效法、状态空间平均法等最常用的方法来得到其小信号模型。要得到此类拓扑的小信号模型,必须采用其他的建模方法。扩展描述函数法基于谐波平衡理论,将变换器中重要的交流成分作为主体,对其进行分析,进而得到变换器的近似等效小信号模型,十分方便简单。本文基于扩展描述函数法,针对上述电路拓扑分别进行了小信号模型的理论推导。仿真软件交流扫描分析得到的结果与理论结果相符。 展开更多

关键词 变换器 小信号模型 扩展描述函数法 交流扫描

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扩展导体目标RCS快速计算的超宽带特征基函数法

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作者 刘捷 朱振波 +1 位作者 贺昌辉 洪亮 《雷达科学与技术》 北大核心 2019年第4期440-443,448,共5页

用超宽带特征基函数法(UCBFM)分析扩展多导体目标的宽带散射特性。该方法保留了传统的特征基函数法(CBFM)可加速求解矩量法(MoM)中矩阵方程的优点,同时可通过将在最高频率点提取的超宽带特征基函数(UCBF),运用于其他频率点构建MoM减阶矩... 用超宽带特征基函数法(UCBFM)分析扩展多导体目标的宽带散射特性。该方法保留了传统的特征基函数法(CBFM)可加速求解矩量法(MoM)中矩阵方程的优点,同时可通过将在最高频率点提取的超宽带特征基函数(UCBF),运用于其他频率点构建MoM减阶矩阵,实现快速频率扫描。相比于传统的CBFM,UCBFM因为不需要在每个频率点重复计算特征基函数(CBF),故可大大减少计算时间。该方法提供了一种快速分析目标宽带散射特性的解决途径。仿真计算了2×2导体球和3×1立方导体的扩展多导体宽带RCS频率响应,数值结果验证了该方法在此类问题求解中的有效性。 展开更多

关键词 超宽带特征基函数法 矩量法 扩展导体目标 宽带频率响应

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直接计算应力强度因子的扩展有限元法 被引量：27

9

作者 董玉文 余天堂 任青文 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期72-77,共6页

系统地给出了直接计算应力强度因子的扩展有限元法。该方法以常规有限元法为基础,利用单位分解法思想,通过在近似位移表达式中增加能够反映裂纹面的不连续函数及反映裂尖局部特性的裂尖渐进位移场函数,间接体现裂纹面的存在,从而无需使... 系统地给出了直接计算应力强度因子的扩展有限元法。该方法以常规有限元法为基础,利用单位分解法思想,通过在近似位移表达式中增加能够反映裂纹面的不连续函数及反映裂尖局部特性的裂尖渐进位移场函数,间接体现裂纹面的存在,从而无需使裂纹面与有限元网格一致,无需在裂尖布置高密度网格,也不需要后处理就可以直接计算出应力强度因子,并且大大简化了前后处理工作。最后通过两个简单算例验证了该方法的精度,分析了影响计算结果的因素,并与采用J积分计算的应力强度因子作了对比,得出了两种方法计算精度相当的结论。 展开更多

关键词 扩展有限元 应力强度因子 单位分解法 不连续函数 裂尖渐近位移场

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基于网格相对密度差的扩展聚类算法 被引量：12

10

作者 黄红伟 黄天民 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2014年第6期1702-1705,共4页

针对现有的多密度聚类算法对参数依赖性较高、聚类精度较低等问题,提出一种基于网格相对密度差的扩展聚类算法(ECRGDD)。首先,该算法给出一种网格划分方法,通过统计数据点的分布情况选取相对密集区域,采用近邻估计法计算网格划分大小的... 针对现有的多密度聚类算法对参数依赖性较高、聚类精度较低等问题,提出一种基于网格相对密度差的扩展聚类算法(ECRGDD)。首先,该算法给出一种网格划分方法,通过统计数据点的分布情况选取相对密集区域,采用近邻估计法计算网格划分大小的标准;接着,提出网格相对密度差的概念,根据网格密度值选取初始单元,通过计算网格之间的相对密度差围绕初始单元进行扩展聚类;最后,给出边界点提取技术,采用构建模糊函数的方法对边界单元进行处理。实验结果表明,该算法能有效地对不规则、多样化分布的数据集进行聚类,并能较好地分离出噪声,聚类精度较高。 展开更多

关键词 多密度聚类算法 网格相对密度差 扩展聚类 近邻估计法 边界点 模糊函数

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一种求解扩展Bessel方程的边值问题的新方法——相似结构法 被引量：5

11

作者 廖智健 李顺初 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第12期975-979,共5页

对扩展Bessel方程的一般边值问题进行求解,得到了解式的相似结构和相似核函数;由此得到了解决该类边值问题的一个新思想和新方法———相似结构构造法.该方法为进一步地分析解的内在规律及编制相应的分析软件提供了新思路.

关键词 扩展Bessel方程 边值问题 相似结构 引解函数 相似构造法

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用圆孔内单边裂纹平台巴西圆盘和实验-数值-解析法确定砂岩的动态起裂和扩展韧度 被引量：5

12

作者 周妍 张财贵 王启智 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期37-47,共11页

在I型(张开型)动态断裂实验中,利用大直径(?100 mm)分离式霍普金森压杆径向冲击圆孔内单边裂纹平台巴西圆盘试样。考虑了材料惯性效应和裂纹扩展速度对动态应力强度因子的影响,用实验-数值-解析法确定了高加载率和高裂纹扩展速度情况下... 在I型(张开型)动态断裂实验中,利用大直径(?100 mm)分离式霍普金森压杆径向冲击圆孔内单边裂纹平台巴西圆盘试样。考虑了材料惯性效应和裂纹扩展速度对动态应力强度因子的影响,用实验-数值-解析法确定了高加载率和高裂纹扩展速度情况下,砂岩的动态起裂韧度和动态扩展韧度。由动态实验获取试样的动荷载历程,采用裂纹扩展计(Crack Propagation Gauge,CPG)测定试样断裂时刻和裂纹扩展速度,获得裂纹扩展速度对应的普适函数值。然后将动荷载历程带入到有限元软件中进行动态数值模拟,求出静止裂纹的动态应力强度因子历程,再用普适函数值对其进行近似修正。最后根据试样的起裂时刻和穿过CPG中点的时刻,由相应的动态应力强度因子历程分别确定砂岩的动态起裂和动态扩展韧度,它们分别随动态加载率和裂纹扩展速度的提高而增加。 展开更多

关键词 圆孔内单边裂纹平台巴西圆盘 实验-数值-解析法 动态起裂韧度 动态扩展韧度 裂纹扩展计 普适函数

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数值流形位移法在岩体裂缝扩展中的应用 被引量：3

13

作者 王述红 邱伟 +1 位作者 高红岩 张紫杉 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期552-556,共5页

基于三角形网格,对裂缝扩展过程中流形单元变化情况进行了深入研究,从几何网格的角度对数值流形方法的连续与非连续统一处理方式进行解读.采用一阶覆盖函数,推导出数值流形算法的权函数表达式,建立局部位移函数.通过数值流形计算程序,... 基于三角形网格,对裂缝扩展过程中流形单元变化情况进行了深入研究,从几何网格的角度对数值流形方法的连续与非连续统一处理方式进行解读.采用一阶覆盖函数,推导出数值流形算法的权函数表达式,建立局部位移函数.通过数值流形计算程序,得出裂缝尖端位移,并计算尖端应力强度因子.通过经典的中心裂纹板模型,对数值流形位移法求得的尖端应力强度因子进行验证,算例的数值解和解析解吻合度较高,证明数值流形法计算裂缝扩展的准确性,为裂纹扩展过程中尖端应力强度因子的求解提供了新的数值解法. 展开更多

关键词 裂缝扩展 几何网格 局部位移函数 强度因子 数值流形位移法

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求解三维裂纹前缘SIF分布时间历程的通用权函数法和有限变分法

14

作者 卢炎麟 贾虹 +2 位作者 周国斌 李俊源 王晨 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期699-704,共6页

将三维热权函数法扩展为适用于表面力、体积力和温度载荷的通用权函数法(UWF)。推导出以变分型积分方程表达的UWF法基本方程,从变分的角度,将求解三维热权函数法基本方程的多虚拟裂纹扩展法(MVCE)改造为可以适用于一般的变分型积分方程... 将三维热权函数法扩展为适用于表面力、体积力和温度载荷的通用权函数法(UWF)。推导出以变分型积分方程表达的UWF法基本方程,从变分的角度,将求解三维热权函数法基本方程的多虚拟裂纹扩展法(MVCE)改造为可以适用于一般的变分型积分方程的一类新型数值方法——有限变分法(FVM)。在FVM中可以引入无穷多种线性无关的局部变分模式,可以根据计算要求在求解域中插入任意多个计算节点,单一型裂纹问题FVM所得到的最终方程组的系数矩阵总是一个对称的窄带矩阵,而且对角元总是大数,具有良好的数值计算性能。FVM对于SIF沿裂纹前缘急剧变化的复杂情况具有较好的数值模拟能力和较高的计算精度,利用自身一致性,可以求得三维裂纹前缘SIF的高精度解。 展开更多

关键词 有限变分法 变分型积分方程 应力强度因子 三维通用权函数法 多虚拟裂纹扩展法

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裂纹扩展过程模拟的无网格流形MSIM方法

15

作者 苏锋 蔡永昌 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期2360-2368,共9页

采用一种新的无网格流形MSIM方法来进行裂纹扩展过程的模拟分析。该方法利用单位分解法和有限覆盖技术来构造插值函数,该插值函数的建立不受域内不连续面的影响,可较好地求解裂纹扩展问题;此外,该插值函数还具有高阶完备性、一致性,且... 采用一种新的无网格流形MSIM方法来进行裂纹扩展过程的模拟分析。该方法利用单位分解法和有限覆盖技术来构造插值函数,该插值函数的建立不受域内不连续面的影响,可较好地求解裂纹扩展问题;此外,该插值函数还具有高阶完备性、一致性,且可以在需要的节点处具备delta属性,能够方便、准确地施加各种边界条件。与通常的无网格方法相比,该方法由于采用了有限覆盖技术,试函数的构造不受域内不连续面的影响,克服了传统的无网格方法在处理不连续问题时由于采用光线法所遇到的困难;与数值流形方法相比,该方法用一系列节点的影响域来建立有限覆盖和单位分解函数,具有无网格方法的特性,摆脱了传统数值流形方法中在处理复杂非连续问题时网格所带来的困难,且其覆盖系统的生成远比数值流形方法中覆盖系统的生成简单。数值算例结果表明本文方法用于追踪复杂应力状态下裂纹扩展过程的正确性和有效性。 展开更多

关键词 无网格方法 数值流形方法 单位分解法 有限覆盖理论 裂纹扩展 Shepard函数

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复合扩展Bessel方程的边值问题的相似构造解法

16

作者 陈宗荣 《西南大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期109-113,共5页

对复合扩展Bessel方程的一类边值问题进行了求解,在获得解式的相似结构和相似核函数的基础上,发现了求解该类边值问题的一个新方法——相似构造法.相似构造法实质上是一种代数的、初等的方法(无需进行微积分运算),为解决相应的实际应用... 对复合扩展Bessel方程的一类边值问题进行了求解,在获得解式的相似结构和相似核函数的基础上,发现了求解该类边值问题的一个新方法——相似构造法.相似构造法实质上是一种代数的、初等的方法(无需进行微积分运算),为解决相应的实际应用问题提供了既简捷又行之有效的方法. 展开更多

关键词 复合扩展Bessel方程 边值问题 相似结构 相似核函数 构造法

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多裂纹扩展的扩展有限元法分析 被引量：39

17

作者 石路杨 余天堂 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期263-272,共10页

建立了求解多裂纹扩展的扩展有限元法。引入裂纹交叉汇合加强函数以分析多裂纹交叉汇合过程;在裂纹附近区域使用广义形函数,并引入线增函数消除混合单元,可有效地提高裂纹附近的精度;用砂浆法(线段-线段接触法)结合增广型Lagrange乘子... 建立了求解多裂纹扩展的扩展有限元法。引入裂纹交叉汇合加强函数以分析多裂纹交叉汇合过程;在裂纹附近区域使用广义形函数,并引入线增函数消除混合单元,可有效地提高裂纹附近的精度;用砂浆法(线段-线段接触法)结合增广型Lagrange乘子法处理裂纹段的接触条件,可以精确地模拟裂纹面约束,并方便地求解控制方程。算例分析了两方面内容:(1)计算交叉裂纹体的应力强度因子,结果表明提出的方法精度高;(2)模拟多裂纹扩展及交叉汇合过程,模拟的裂纹扩展路径与试验结果吻合得较好,表明了方法的可靠性。 展开更多

关键词 多裂纹 扩展有限元法 广义形函数 接触条件 砂浆法 增广型Lgrange乘子

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用CSTBD试样确定砂岩的动态起裂和扩展韧度 被引量：15

18

作者 杨井瑞 张财贵 +1 位作者 周妍 王启智 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期264-271,共8页

利用大直径霍普金森压杆径向冲击中心直裂纹巴西圆盘(CSTBD)砂岩试样,完成Ⅰ型动态断裂实验。利用实验-数值方法确定了不同动态加载率下砂岩的动态起裂韧度;结合实验-数值法以及普适函数确定了不同裂纹扩展速度下砂岩的动态扩展韧度。... 利用大直径霍普金森压杆径向冲击中心直裂纹巴西圆盘(CSTBD)砂岩试样,完成Ⅰ型动态断裂实验。利用实验-数值方法确定了不同动态加载率下砂岩的动态起裂韧度;结合实验-数值法以及普适函数确定了不同裂纹扩展速度下砂岩的动态扩展韧度。为验证普适函数法和实验-数值法的有效性,将实验所得结果与其他学者的研究成果进行了对比分析,得到了相同的规律。所确定的岩石动态起裂韧度和动态扩展韧度分别随动态加载率的提高和裂纹扩展速度的提高而增加。 展开更多

关键词 固体力学 动态起裂韧度 动态扩展韧度 实验-数值法 普适函数 中心直裂纹巴西圆盘

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考虑裂纹尖端场的数值流形方法 被引量：12

19

作者 李树忱 程玉民 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第7期96-101,126,共7页

数值流形方法起源于不连续变形分析,主要用于统一求解连续和非连续问题,其核心技术是在分析时采用了双重网格:数学网格提供的节点形成求解域的有限覆盖和权函数;而物理网格为求解的积分域。由于该方法考虑了块体运动学,因此就可以模拟... 数值流形方法起源于不连续变形分析,主要用于统一求解连续和非连续问题,其核心技术是在分析时采用了双重网格:数学网格提供的节点形成求解域的有限覆盖和权函数;而物理网格为求解的积分域。由于该方法考虑了块体运动学,因此就可以模拟节理岩体裂隙的开裂与闭合过程。但对于裂纹尖端的局部化现象,数值流形方法需要像有限元那样在裂纹尖端设置细密单元。本文在单位分解法的理论基础上,应用裂纹尖端局部函数来扩展原有的数值流形方法的基函数,提出考虑裂纹尖端场的数值流形方法。本文方法扩展了原有数值流形方法对裂纹尖端问题的求解能力,同时对非连续问题也比原有数值流形方法的求解精度高。 展开更多

关键词 数值流形方法 单位分解法 扩展基函数 裂纹 应力强度因子

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一种XFEM断裂分析的裂尖单元新型改进函数 被引量：15

20

作者 江守燕 杜成斌 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期134-138,共5页

提出了一种适用于裂尖改进单元的新型改进函数,基于三角变换的方法,保留裂纹尖端场的应力奇异性和裂纹上、下表面的位移不连续性,将常规扩展有限元法裂尖改进单元的4项改进函数缩减为2项,裂尖改进单元的结点由常规的8个改进自由度减少为... 提出了一种适用于裂尖改进单元的新型改进函数,基于三角变换的方法,保留裂纹尖端场的应力奇异性和裂纹上、下表面的位移不连续性,将常规扩展有限元法裂尖改进单元的4项改进函数缩减为2项,裂尖改进单元的结点由常规的8个改进自由度减少为4个.采用2个正交的水平集函数表征材料内部裂纹面,详细阐述了改进单元类型的判别方法,给出一种改进单元的分区域积分方案.最后,若干断裂力学问题经典算例的数值计算结果表明:建议的裂尖改进函数具有较高的数值精度,该方法是十分有效的. 展开更多

关键词 扩展有限元法 裂尖改进函数 水平集法 裂纹 断裂分析 应力强度因子

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