起重机中滑轮绳索系统晃动冲击的动力学仿真研究

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作者 王天堉 齐朝晖 +1 位作者 赵天骄 徐金帅 《振动与冲击》 北大核心 2025年第1期190-197,242,共9页

起重机中的滑轮绳索系统在作业过程中容易出现晃动、倾斜等问题,严重降低了作业效率且增加安全隐患。在处理滑轮与绳索接触状态实时变化的问题时,采用单元节点与物质点绑定的假设导致单元形函数不能精确描述各段圆弧曲线,需要缩小单元尺... 起重机中的滑轮绳索系统在作业过程中容易出现晃动、倾斜等问题,严重降低了作业效率且增加安全隐患。在处理滑轮与绳索接触状态实时变化的问题时,采用单元节点与物质点绑定的假设导致单元形函数不能精确描述各段圆弧曲线,需要缩小单元尺寸,降低了求解效率。引入空间描述方法,以滑轮上接触区域的边界点划分不同接触状态的绳索,采用离散角度的圆弧插值和Hermite插值分别描述接触段绳索和滑轮间绳索的形状,求得各节点物质速度与物质加速度。考虑绳索的轴向变形,依据虚功率原理建立了滑轮绳索系统的动力学方程。通过与动力学仿真软件ADAMS对比验证了所提方法的有效性,对起重设备中常见的滑轮绳索系统进行建模,研究不同绕绳方式、吊重质量和滑轮间距对滑轮架基体晃动和受冲击程度的影响。该研究所提出的滑轮绳索动力学建模方法为工程实践提供了必要的理论支撑。 展开更多

关键词 滑轮绳索系统 晃动冲击 多柔体系统动力学 空间描述

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基于模态空间时域精细积分的结构动力学参数辨识方法

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作者 潘耀宗 赵岩 《应用数学和力学》 北大核心 2025年第1期29-39,共11页

提出了一种基于模态空间时域精细积分的动力学参数辨识方法.首先,基于时域测量信号和理论预测模型构造辨识方程,在模态空间内,由时域精细积分方法构造了理论预测模型;其次,通过矩阵、向量的Kronecker积运算法则推导了辨识模态的无约束... 提出了一种基于模态空间时域精细积分的动力学参数辨识方法.首先,基于时域测量信号和理论预测模型构造辨识方程,在模态空间内,由时域精细积分方法构造了理论预测模型;其次,通过矩阵、向量的Kronecker积运算法则推导了辨识模态的无约束向量的二次型函数,解析地给出了辨识振型的数学表达;最后,通过对辨识优化问题进行数学变换,仅需要辨识结构动力学特性的谱参数(频率和阻尼比),极大地降低了辨识参数的维度.数值算例中,进行了三自由度弹簧质量系统和高速受电弓的动力学参数辨识,辨识得到的固有频率、阻尼比与理论值相比,误差在8%以内;辨识振型与理论振型之间的夹角的余弦接近1,验证了辨识结果的准确性.该文提出的方法能够有效地实现辨识谱参数(频率、阻尼)和空间参数(振型)的分离,具有非常好的求解效率和应用前景. 展开更多

关键词 动力学参数辨识 时域精细积分法 最小二乘法 自振特性 动力学优化

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基于人工智能的结构力学专题序

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作者 赖姜 李锐 +1 位作者 代胡亮 朱红钧 《力学学报》 北大核心 2025年第4期801-802,共2页

基于人工智能的结构力学研究近年来取得显著进展,其核心突破源于数据科学、计算力学与智能算法的深度融合.在大数据技术与高性能计算的驱动下,深度学习、强化学习等人工智能方法不仅重构了结构力学分析的技术路径,更在跨尺度建模、实时... 基于人工智能的结构力学研究近年来取得显著进展,其核心突破源于数据科学、计算力学与智能算法的深度融合.在大数据技术与高性能计算的驱动下,深度学习、强化学习等人工智能方法不仅重构了结构力学分析的技术路径,更在跨尺度建模、实时响应预测等关键领域实现范式革新. 展开更多

关键词 计算力学 数据科学 智能算法 结构力学

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一种航天器在轨环境下结构变形的反演方法

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作者 孙维 王丁 +5 位作者 罗文波 阎军 田阔 赵文彦 任晗 张鹏 《航天器环境工程》 CSCD 2024年第3期290-295,共6页

为实现航天器在轨结构变形高效计算,提出一种基于神经网络的结构变形反演方法:借助有限元分析法获得结构在不同温度载荷作用下的变形分布特征,并利用获取的数据对输入和输出间神经网络进行训练,获取高精度的代理模型。利用该模型,可以... 为实现航天器在轨结构变形高效计算,提出一种基于神经网络的结构变形反演方法:借助有限元分析法获得结构在不同温度载荷作用下的变形分布特征,并利用获取的数据对输入和输出间神经网络进行训练,获取高精度的代理模型。利用该模型,可以在轨测量的温度作为输入,实现对航天器结构全场变形的快速反演;可通过引入合适参数的高斯噪声,增强神经网络对于输入误差的适应能力;可用改进的连接权值分析方法,给出确定传感器数量下,实现变形反演精度最高的结构温度测点的布局优化方案。综上,该反演方法具有精度高、实时性强、受输入误差影响小等优点,其应用对于提升遥感卫星的成像质量具有重要意义。 展开更多

关键词 航天器 结构变形 位移场反演 神经网络 代理模型

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考虑螺栓预紧力差异的箭体连接结构动力学响应分析 被引量：1

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作者 孙伟程 关振群 +1 位作者 潘嘉诚 曾岩 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期59-69,共11页

针对广泛地应用在航空航天箭体结构中的螺栓法兰连接结构的动力学响应特征会显著受到螺栓预紧力大小影响的问题,在螺栓法兰连接结构不同工况下螺栓预紧力出现差异时,研究箭体连接结构的静动力学响应特征。通过对特定的筒壳螺栓法兰连接... 针对广泛地应用在航空航天箭体结构中的螺栓法兰连接结构的动力学响应特征会显著受到螺栓预紧力大小影响的问题,在螺栓法兰连接结构不同工况下螺栓预紧力出现差异时,研究箭体连接结构的静动力学响应特征。通过对特定的筒壳螺栓法兰连接结构,基于有限元分析和敲击试验来提出一套考虑螺栓预紧力差异的箭体连接结构动力学响应分析方法。并由此研究螺栓松动时的响应特征,基于互补集合经验模态分解算法设计一种新的螺栓松动探测流程,可以量化螺栓发生松动时连接结构的中高频段频响幅值升高的特征,能无损快速地识别松动工况的发生。 展开更多

关键词 螺栓法兰 非线性刚度 耦合振动 螺栓松动识别 螺栓预紧力 互补集合经验模态分解

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车辆在非光滑路面的接触动力学分析方法研究 被引量：1

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作者 宋宁宁 赵剑 +2 位作者 公爵 李琳辉 彭海军 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1762-1774,共13页

车辆接触动力学研究有助于更加全面地了解整车力学性能,对整车稳定性和座舱舒适性设计具有指导性作用.文章基于非光滑多体系统理论,对车辆系统展开接触动力学研究.考虑到车辆在行驶过程中,轮胎是与地面接触的唯一部件,轮胎动力学模型对... 车辆接触动力学研究有助于更加全面地了解整车力学性能,对整车稳定性和座舱舒适性设计具有指导性作用.文章基于非光滑多体系统理论,对车辆系统展开接触动力学研究.考虑到车辆在行驶过程中,轮胎是与地面接触的唯一部件,轮胎动力学模型对整车动力学分析发挥着重要的作用.首先,借助于张拉整体结构的思想,建立轮胎的等效模型.然后,采用拉格朗日乘子方法,将约束方程引入到拉格朗日函数中,并基于第二类拉格朗日方程,推导得到整车系统的一般动力学方程.由于接触碰撞的存在,会导致车辆的状态变量呈现出非连续性.利用牛顿碰撞定律,建立了碰撞响应的非光滑数学列式,并利用光滑化的Fischer-Burmeister函数将非光滑数学列式进行等效替换,以提高计算效率.其次,将摩擦响应的求解转化为优化问题进行描述,以避免求解摩擦方向时出现奇异.另外,将车辆系统的一般动力学模型分解为光滑部分与非光滑部分进行求解,并利用广义α离散策略给出了详细的求解流程.最后,对整车系统展开了多工况的接触碰撞数值仿真,分析了不同工况下的接触响应对整车动力学性能的影响,验证了所提方法的有效性. 展开更多

关键词 车辆多体系统动力学 轮胎建模 碰撞 摩擦 非光滑接触

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基于改进布谷鸟搜索算法的压气机特性曲线预测

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作者 王巍 李哲 +3 位作者 刘祎阳 姜孝谟 刘朋 李士龙 《推进技术》 北大核心 2025年第1期219-227,共9页

为了提高压气机特性曲线的预测精度和边界工况点的泛化能力,本文提出了一种改进布谷鸟搜索算法优化BP(ICS-BP)的模型,应用于某轴流压气机流量-压比特性预测方法研究,并对比分析了采用传统BP、遗传算法优化BP(GA-BP)、布谷鸟搜索算法优化... 为了提高压气机特性曲线的预测精度和边界工况点的泛化能力,本文提出了一种改进布谷鸟搜索算法优化BP(ICS-BP)的模型,应用于某轴流压气机流量-压比特性预测方法研究,并对比分析了采用传统BP、遗传算法优化BP(GA-BP)、布谷鸟搜索算法优化BP(CS-BP)、径向基函数神经网络(RBF)、极限学习机(ELM)、自优化支持向量机(MSVM)和ICS-BP模型的预测结果。分析显示,ICS-BP模型整体预测结果的相对误差最小,普遍在±1%以内,评价指标展现出最高的精度和鲁棒性,预测结果具有最佳的泛化能力,且优化后的模型解决BP易陷入局部最优的问题;ELM和RBF模型运行速度较快的情况下依然具有良好的整体预测精度,但对于边界工况点预测效果欠佳,适用于对时间成本要求高的场景。针对7F重型燃气轮机和NASA74A型号压气机特性曲线,通过ICS-BP模型预测的压比特性精度较高,整体预测结果的平均绝对百分误差分别为1.129%和0.590%,进一步验证了其在特性预测方面的优势。 展开更多

关键词 压气机特性 曲线预测 改进布谷鸟搜索算法 神经网络 泛化能力

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某选厂高浓度铁尾矿沉积特性试验

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作者 李庚辉 肖启飞 侯英剑 《现代矿业》 2025年第4期217-220,共4页

为了实现高浓度尾矿输送及为高浓度尾矿筑坝可行性提供参考,针对某选厂高浓度铁尾矿的自然沉积特性,进行了高浓度尾矿放矿流槽试验,通过采集模型槽及尾矿坝冲积滩的原位试样,采用土力学和沉积学理论进行了测试。试验结果表明:高浓度尾... 为了实现高浓度尾矿输送及为高浓度尾矿筑坝可行性提供参考,针对某选厂高浓度铁尾矿的自然沉积特性,进行了高浓度尾矿放矿流槽试验,通过采集模型槽及尾矿坝冲积滩的原位试样,采用土力学和沉积学理论进行了测试。试验结果表明:高浓度尾矿放矿冲积坡度在50m之间较陡,平均坡度2.7%,大于0.075mm的粒径含量相比低浓度放矿时明显减少;现尾矿坝冲积滩100m内大于0.075mm的粒径含量55%~90%,高浓度放矿试验冲积滩100m内大于0.075mm的粒径含量减少了30%~90%。 展开更多

关键词 高浓度尾矿 流槽模型试验 水力分级 颗粒级配

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基于拟物算法的脐带缆截面布局多目标优化设计

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作者 田庚 杨志勋 +3 位作者 殷旭 阎军 范志瑞 史冬岩 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第2期328-335,共8页

为了实现包含多种功能构件的脐带缆截面快速布局,同时保证布局后截面整体性能良好,本文综合考虑紧凑性、平衡性和热源分散性,基于主要目标法建立脐带缆截面多目标优化设计模型。构建对应的物理模型并使用拟物算法结合拟人跳坑策略对脐... 为了实现包含多种功能构件的脐带缆截面快速布局,同时保证布局后截面整体性能良好,本文综合考虑紧凑性、平衡性和热源分散性,基于主要目标法建立脐带缆截面多目标优化设计模型。构建对应的物理模型并使用拟物算法结合拟人跳坑策略对脐带缆截面进行布局设计,得到了3种代表性布局方案。通过有限元仿真进行验证了算法的有效性和可行性。结果表明:基于拟物算法优化后的截面布局在紧凑性和平衡性上有显著提升,通过该方法可以得到综合性能较好的截面布局形式,能够避免依赖长期经验进行设计的不确定性,有效提高了脐带缆结构设计效率,为实际工程设计提供有益的参考。 展开更多

关键词 脐带缆 截面布局 多目标 物理模型 拟物下降 拟人跳坑 数值仿真 优化设计

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考虑吸湿老化影响的天然纤维增强截断圆锥壳屈曲问题的精确分析

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作者 张俊霖 聂雪阳 +2 位作者 王雅静 苏新 周震寰 《计算力学学报》 北大核心 2025年第1期83-88,共6页

天然纤维增强材料(NFRC)在潮湿环境下会不可避免地出现吸湿老化行为,严重影响该类材料和结构的稳定性。为分析该问题,本文引入非线性前屈曲效应,提出了一种适用于NFRC截断圆锥壳屈曲问题的精确分析方法。首先,基于Donnell壳体理论推导了... 天然纤维增强材料(NFRC)在潮湿环境下会不可避免地出现吸湿老化行为,严重影响该类材料和结构的稳定性。为分析该问题,本文引入非线性前屈曲效应,提出了一种适用于NFRC截断圆锥壳屈曲问题的精确分析方法。首先,基于Donnell壳体理论推导了NFRC圆锥壳的屈曲控制方程。其次,采用伽辽金法求解非线性轴对称前屈曲变形,并在此基础上进一步求解获得高精度的临界屈曲载荷以及解析的屈曲模态。最后,通过与已有文献和数值仿真对比,验证了本文方法的精确性,并分析了纤维参数和吸湿老化效应参数对NFRC截断圆锥壳屈曲行为的影响。本文的研究结果有望为该类NFRC截断圆锥壳的抗屈曲设计提供理论基础。 展开更多

关键词 圆锥壳 屈曲 临界荷载 天然纤维增强材料 湿热老化

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Reissner板断裂问题的半解析等几何分析方法

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作者 官高菲 张滢睿 +1 位作者 余雄 徐新生 《计算力学学报》 北大核心 2025年第1期53-60,共8页

板结构是工程中一类重要的基本构件,但是由于材料或者工艺的影响,其在制造过程中难免会产生不同程度的缺陷,从而在服役环境下逐渐演变成宏观裂纹,导致断裂事故。现阶段板结构断裂分析的方法主要分为解析和数值方法两类。解析方法大多仅... 板结构是工程中一类重要的基本构件,但是由于材料或者工艺的影响,其在制造过程中难免会产生不同程度的缺陷,从而在服役环境下逐渐演变成宏观裂纹,导致断裂事故。现阶段板结构断裂分析的方法主要分为解析和数值方法两类。解析方法大多仅适用于无限大或半无限大结构以及简单边界条件情况,数值方法需在裂尖附近区域划分高密度的网格,并且无法准确给出结构的断裂参数,需要复杂的后处理程序。为解决上述问题,本文针对含裂纹Reissner板的弯曲断裂问题,提出一种高精度的半解析等几何分析方法。首先,求解含裂纹Reissner板裂纹尖端附近的广义位移(挠度和转角)和广义应力(弯矩和剪力)的级数展开解。其次,将整板的等几何模型划分为两类区域,即裂尖附近的奇异区和不包含裂尖的非奇异区。在奇异区内,利用获得的级数解进行节点未知量变换,将该区域内大量的节点未知量转换为少量的级数解待定系数,而在非奇异区内保持节点未知量不变,从而获得含裂纹Reissner板弯曲断裂分析的半解析等几何分析方法计算列式,直接获得裂纹尖端附近奇异应力场和对应的应力强度因子的显式表达式。数值算例验证了该方法的精确性,并分析了相关影响参数对应力强度因子的作用规律。 展开更多

关键词 含裂纹Reissner板 弯曲断裂 半解析等几何方法 应力强度因子 解析解

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侧穿桥桩的隧道爆破设计与模拟

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作者 李岩巍 纪晓琳 +1 位作者 于海 闫鸿浩 《爆破》 北大核心 2025年第1期97-106,174,共11页

以大连地铁5号线石葵路~劳动公园区间工程建设为背景,结合隧道施工工法(台阶法、CRD法),优化掌子面爆破参数,控制区间隧道爆破对桥桩的影响。右线采用台阶法,左线采用CRD法,台阶法的上台阶及CRD法的左上方①部洞室采用两次爆破,第一次... 以大连地铁5号线石葵路~劳动公园区间工程建设为背景,结合隧道施工工法(台阶法、CRD法),优化掌子面爆破参数,控制区间隧道爆破对桥桩的影响。右线采用台阶法,左线采用CRD法,台阶法的上台阶及CRD法的左上方①部洞室采用两次爆破,第一次为掏槽区域爆破,为第二次爆破提供临空面进而降低爆破振动。掏槽处炸药单耗为1.87~2.33 kg/m^(3),其余部位炸药单耗0.40~0.80 kg/m^(3),最大段别雷管使用Ms-15段非电导爆管雷管。基于实测数据反演爆破振动衰减规律公式,完成爆破振动安全预校核。采用SPH法对临近桥桩掏槽爆破进行数值计算,在单段药量0.3 kg情况下,对5 m远处受到爆炸载荷作用的桥桩进行了响应分析。计算表明桥桩无损伤,且爆破作业结束,桥桩安全无恙,表明侧穿桥桩段的技术方案是可行的。此外,模拟应力波在地层、桥桩中的传播过程,桥桩中应力波传播速度3280~3590 m/s,岩土层中传播速度平均为1620 m/s,数据显示振动在桥桩中传播速度明显大于在风化层与黏土层的传播速度。论文中炸药与临近岩石采用SPH方法,避免了大规模粒子计算对超算能力要求,对于远距离振动分布研究,此方法具有一定的借鉴意义。 展开更多

关键词 隧道 侧穿桥桩 爆破振动 爆破设计 数值模拟

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基于响应面法的空间发动机喷管型面优化

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作者 韩宏 孙得川 +1 位作者 郭开放 刘昌国 《宇航学报》 北大核心 2025年第1期82-91,共10页

大面积比喷管在空间发动机中广泛应用,其性能提高非常重要,现有的喷管设计方法仍有提升空间。提出一种将改进的RAO型面设计、数值模拟,以及优化技术相结合的喷管型面优化方法。首先根据控制变量法分析了喷管扩张段结构等参数各自对推进... 大面积比喷管在空间发动机中广泛应用,其性能提高非常重要,现有的喷管设计方法仍有提升空间。提出一种将改进的RAO型面设计、数值模拟,以及优化技术相结合的喷管型面优化方法。首先根据控制变量法分析了喷管扩张段结构等参数各自对推进性能的影响,得出扩张角、扩张段长度的增加有助于提高喷管推力的结论,而下游圆弧半径的增大会使推力下降;然后使用响应面法建立了结构参数与推力之间的代理模型,并采用该方法分析得出各参数之间的交互影响规律;最后依据影响规律对喷管分别进行了推力优化与长度优化设计。结果表明:在不增加喷管长度的条件下,使490 N空间发动机喷管推力提高1.71 N,比冲提高1.1 s,扩张段质量减轻约5.1%;在保持比冲不变的前提下,使喷管扩张段长度减少12.10%,面积比下降至188.46,质量减轻约23.8%。 展开更多

关键词 最大推力喷管 响应面法 结构参数 大面积比 型面优化

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精细积分方法的发展与扩展应用 被引量：3

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作者 姚伟岸 高强 +1 位作者 谭述君 吴锋 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期2-25,共24页

钟万勰院士于1991年首先提出计算矩阵指数的精细积分方法,其要点是2N类算法和增量存储。精细积分方法可给出矩阵指数在计算机意义上的精确解,为常微分方程的数值计算提供了高精度、高稳定性的算法,现已成功应用于结构动力响应、随机振... 钟万勰院士于1991年首先提出计算矩阵指数的精细积分方法,其要点是2N类算法和增量存储。精细积分方法可给出矩阵指数在计算机意义上的精确解,为常微分方程的数值计算提供了高精度、高稳定性的算法,现已成功应用于结构动力响应、随机振动、热传导以及最优控制等众多领域。本文首先介绍矩阵指数精细积分方法的提出、基本思想和发展;然后依次介绍在时不变/时变线性微分方程、非线性微分方程以及大规模问题求解中发展起来的各种精细积分方法,分析了其优缺点和适用范围;最后介绍了精细积分方法的基本思想在两点边值问题、椭圆函数和病态代数方程等问题的扩展应用,进一步展示了该思想的特色。 展开更多

关键词 精细积分方法 矩阵指数 常微分方程 时程积分

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我国爆炸加工的应用与技术进展 被引量：2

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作者 李晓杰 王小红 +1 位作者 闫鸿浩 王宇新 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2024年第5期75-84,共10页

我国的爆炸加工发展与世界几乎同步,由对国际上爆炸成形、焊接等技术的跟踪,逐渐形成了具有自己特色的爆炸加工理论与生产技术。爆炸成形由最初对重型压力装备的替代,已发展成为更精细爆炸技术;爆炸硬化、爆炸消除焊接残余应力已经在电... 我国的爆炸加工发展与世界几乎同步,由对国际上爆炸成形、焊接等技术的跟踪,逐渐形成了具有自己特色的爆炸加工理论与生产技术。爆炸成形由最初对重型压力装备的替代,已发展成为更精细爆炸技术;爆炸硬化、爆炸消除焊接残余应力已经在电力、铁道等领域成为独特的加工手段;爆炸合成的金刚石等材料也已经生产应用;爆炸焊接的加工产能已超过世界一半,所生产加工的各种金属复合材料已完全取代进口,在军事与民用工业的众多领域取得广泛应用。作为改善爆炸加工安全、环保与生产条件的装备设施,各种水池、水井、大型爆炸容器、爆炸洞也已开始应用。通过对我国爆炸加工的这些工业生产技术发展进行总结与展望,以期促进行业的发展与进步。 展开更多

关键词 爆炸加工 爆炸成形 爆炸焊接 爆炸复合 爆炸合成

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广义弱形式自由单元法

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作者 高效伟 刘华雩 +4 位作者 崔苗 杨恺 吕军 彭海峰 阮波 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2741-2751,共11页

自由单元法(FrEM)是一种单元配点法,吸收了有限元法等参单元的插值稳定性与无网格法使用灵活的优点,具有稳定性好和灵活性高的性能.FrEM在每个配置点只需要一个通过自由选择周围节点而形成的独立的等参单元,不需要考虑单元之间节点的相... 自由单元法(FrEM)是一种单元配点法,吸收了有限元法等参单元的插值稳定性与无网格法使用灵活的优点,具有稳定性好和灵活性高的性能.FrEM在每个配置点只需要一个通过自由选择周围节点而形成的独立的等参单元,不需要考虑单元之间节点的相互连接关系,这种自由性使得人们可以按照学科性质形成所需要的单元,因而FrEM既适用于固体力学,也适用于流体力学问题的求解.然而,FrEM所用单元需要至少有一个内部节点(用于方程的配点),以致有限元法中单元节点相连的网格不能在FrEM中直接使用.文章基于对应于配置点的等参单元形函数在与其不相连的边界上为0的特性和配置点等效节点力平衡关系,提出了一种广义弱形式自由单元法(GFrEM).该方法是一种使用单元逐点建立配置方程的单元配点法,具有如下特点:(1)突破了现有自由单元法中单元需要内部节点的限制,因而可以使用线性单元和高阶单元;(2)突破了现有自由单元法中一个配置点使用一个单元的限制,可以使用与配置点相连的任意多个单元;(3)可以使用任意形式的规则单元和多边形/多面体单元;(4)如果使用单元节点相连的传统有限元法网格,则GFrEM自然演变为传统的有限元法.论文将给出几个固体力学方面的应用算例,展示所提方法的有效性. 展开更多

关键词 广义自由单元法 弱形式 配点法 无网格法 有限元法

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二维准晶平面问题中的Hamilton体系求解方法

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作者 李彤 屈建龙 +2 位作者 王炜 王晨龙 徐新生 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2024年第11期1359-1371,共13页

针对二维准晶平面问题,该文通过导入Hamilton体系,将问题转化为Hamilton体系下的辛本征值和辛本征解问题,即问题的解可由辛本征解组成的级数表示.利用辛本征解之间的辛共轭正交关系,可将满足边界条件的解问题归结为代数方程组的求解问题... 针对二维准晶平面问题,该文通过导入Hamilton体系,将问题转化为Hamilton体系下的辛本征值和辛本征解问题,即问题的解可由辛本征解组成的级数表示.利用辛本征解之间的辛共轭正交关系,可将满足边界条件的解问题归结为代数方程组的求解问题,从而形成一种解析求解方法.这种方法可直接推广到求解混合边界条件及分段边界条件问题中. 展开更多

关键词 二维准晶 HAMILTON体系 辛共轭正交 辛方法 平面问题

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基于虚拟激励法的大跨度桥梁非平稳随机振动分析闭合解

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作者 赵岩 张亚辉 林家浩 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期202-208,共7页

针对大跨度结构考虑地面空间运动的非一致地震响应分析问题,结合虚拟激励法,应用傅里叶分析建立了结构非平稳随机振动响应演变功率谱分析的频域方法。建立的方法完全基于频域执行,给出了响应演变功率谱的闭合解表达式。由于实现了确定... 针对大跨度结构考虑地面空间运动的非一致地震响应分析问题,结合虚拟激励法,应用傅里叶分析建立了结构非平稳随机振动响应演变功率谱分析的频域方法。建立的方法完全基于频域执行,给出了响应演变功率谱的闭合解表达式。由于实现了确定性调制过程与随机过程的有效分离,应用离散傅里叶变换进行计算不需要较高的采样分析频率就可以获得较好精度的数值结果。数值算例研究了某斜拉桥的考虑地面运动空间效应非平稳随机地震响应,与通常时频分析方法进行对比,验证了本文频域方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 多点输入 非平稳 随机振动 虚拟激励法 闭合解

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一种组合动力飞行器模态转换过程轨迹优化与控制方案

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作者 刘凯 张永亮 聂聆聪 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期443-451,共9页

为应对组合动力飞行器涡轮/冲压发动机模态转换过程中容易出现的推力陷阱问题,开展了组合动力飞行器模态转换阶段飞行/推进一体化保护控制研究。该研究利用组合动力爬升段飞行轨迹优化方法,解决模态转换过程中组合发动机总推力无法满足... 为应对组合动力飞行器涡轮/冲压发动机模态转换过程中容易出现的推力陷阱问题,开展了组合动力飞行器模态转换阶段飞行/推进一体化保护控制研究。该研究利用组合动力爬升段飞行轨迹优化方法,解决模态转换过程中组合发动机总推力无法满足平飞加速需求的推力陷阱问题。结合轨迹线性化控制方法,完成了宽速域飞行器/发动机一体化轨迹跟踪控制设计,利用迎角、油门等变量的协同调节实现轨迹跟踪控制。仿真结果表明,轨迹优化策略能够在一定程度上克服模态转换过程中的推力不足问题,一体化轨迹线性化控制方法可以有效实现爬升轨迹跟踪,避免模态转换过程对组合动力飞行器飞行任务造成的不利影响。 展开更多

关键词 宽速域飞行器 涡轮/冲压发动机 飞行/推进一体化控制 轨迹优化 轨迹跟踪控制

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基于时空最优低维动力系统的多尺度可压缩湍流数值模拟方法

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作者 齐进 吴锤结 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2024年第3期318-336,共19页

按照周培源教授关于研究湍流数值模拟建模时必须分析和求解脉动速度场的思想,该研究基于第一性原理,系统地建立了基于时空低维最优动力系统的多尺度可压缩湍流数值模拟方法(LMS方法),并将其应用于多次冲击Richtmyer-Meshkov问题的数值... 按照周培源教授关于研究湍流数值模拟建模时必须分析和求解脉动速度场的思想,该研究基于第一性原理,系统地建立了基于时空低维最优动力系统的多尺度可压缩湍流数值模拟方法(LMS方法),并将其应用于多次冲击Richtmyer-Meshkov问题的数值模拟中,首次得到了可压缩湍流的中尺度流场和不同于DNS近似解的湍流近似解.数值结果表明,LMS方法可以用较少的网格获得更精确的湍流近似解.首先解决了研究中遇到的几个问题,为LMS方法的构建铺平了道路.这些问题是:基于湍流的物理特性,提出了湍流大、中、小尺度分解的新概念;找到了box滤波空间相关性的计算方法;指出了湍流建模理论中长期存在的逻辑错误,提出了多尺度湍流模型的概念;讨论了湍流封闭问题的本质和关键,给出了克服湍流封闭问题的数值方法.采用box滤波方法/空间网格平均方法且在大尺度网格的意义下,LMS方法的本质是一种将RANS、LES、DES和DNS等湍流数值模拟方法统一的全新湍流数值模拟方法.需要指出的是,LMS方法也可以作为湍流模型研究的辅助工具,以检验SGS尺度方程/脉动方程中各项所对应的湍流模型是否正确. 展开更多

关键词 周培源对湍流研究的开拓性贡献 时空最优低维动力系统 LMS方法 多尺度湍流模型 可压缩湍流

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