温度传感器动态特性完全补偿方法研究与补偿电路设计 被引量：4

1

作者 鹿晓力 路立平 +1 位作者 李奎 鹿晓阳 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2012年第3期65-67,71,共4页

分析了温度传感器动态特性的一阶系统模型和二阶系统模型,指出了其中的二阶系统是非欠阻尼系统、两个系统的阶跃响应有相似性和共同点,进而提出可以将温度传感器动态模型统一简化为一阶系统模型.推导了能够将该一阶系统补偿成理想全通... 分析了温度传感器动态特性的一阶系统模型和二阶系统模型,指出了其中的二阶系统是非欠阻尼系统、两个系统的阶跃响应有相似性和共同点,进而提出可以将温度传感器动态模型统一简化为一阶系统模型.推导了能够将该一阶系统补偿成理想全通系统的补偿电路传递函数,设计了能实现该传递函数的有源滤波电路,给出了依温度传感器热时间常数设计电路元件参数的公式.指出信号转换电路输出电压与传感器体温度成线性比例关系、补偿电路和信号转换电路有足够宽的通频带,是用硬件实现温度传感器动态特性完全补偿的两个必要条件. 展开更多

关键词 温度传感器 动态测量 动态误差补偿 电路设计

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求解弹性力学问题的有理单元法 被引量：7

2

作者 王兆清 冯伟 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期611-616,共6页

传统的位移有限元法采用多项式形式的位移试函数,对于边数大于4的多边形单元,构造满足单元间协调性要求的多项式形式位移插值函数是一件困难的工作。本文利用逆距离权插值的思想并考虑到单元节点的分布,建立了边数大于4多边形单元上的... 传统的位移有限元法采用多项式形式的位移试函数,对于边数大于4的多边形单元,构造满足单元间协调性要求的多项式形式位移插值函数是一件困难的工作。本文利用逆距离权插值的思想并考虑到单元节点的分布,建立了边数大于4多边形单元上的有理函数形式的形函数。利用有理试函数,采用Galerkin法推导出求解平面弹性力学问题的有理单元法。采用有理单元法求解弹性力学问题,求解区域根据需要可以划分为任意多边形单元,极大地提高了网格划分的灵活性。有理单元法不依赖等参变换,不同单元的形函数表达形式统一,方便计算程序的编写。 展开更多

关键词 弹性力学 多边形单元 有理函数形函数 有理函数插值 有理单元法 数值方法

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多边形有限元研究进展 被引量：20

3

作者 王兆清 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期344-353,共10页

有限元法是数值求解偏微分方程边值问题的重要方法,采用不规则多边形单元网格,可以方便有效地模拟材料的力学性能,又使得区域网格剖分变得灵活方便．特别是对于复杂的几何形状,多边形单元网格具有更大的优势．本文对国内外有关多边形有... 有限元法是数值求解偏微分方程边值问题的重要方法,采用不规则多边形单元网格,可以方便有效地模拟材料的力学性能,又使得区域网格剖分变得灵活方便．特别是对于复杂的几何形状,多边形单元网格具有更大的优势．本文对国内外有关多边形有限元法的最新进展作了初步的总结和评述,主要以基于位移法的多边形有限元为主．论述了多边形有限元的发展历史,给出了多边形单元上的Wachspress插值、Laplace插值和重心坐标的一些最新研究成果．与经典有限元法形函数为多项式形式不同,多边形单元的形函数为有理函数或者无理函数形式．多边形单元插值形函数满足线性完备性,可以再现线性位移场,像经典有限元法一样直接施加本质边界条件;插值函数在多边形的边界上是线性的,确保不同单元间的自动协调．不同单元的插值形函数表达公式形式统一,方便混合单元网格计算的程序编写．提出了多边形有限元法今后需要研究的问题． 展开更多

关键词 有限元法 多边形单元 Wachspress插值 多边形Laplace插值 多边形重心坐标

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一种混合的非线性强化模型M-NH研究 被引量：1

4

作者 唐炳涛 鹿晓阳 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2012年第2期306-309,316,共5页

基于Lemaitre and Chaboche非线性随动强化和等向强化理论,提出了一种有效的背应力修正方法,采用Mises屈服准则,建立了复杂加载模式下非线性混合强化材料模型(M-NH)的弹塑性应力应变本构关系,采用高效的Backward Euler切向预测径向返回... 基于Lemaitre and Chaboche非线性随动强化和等向强化理论,提出了一种有效的背应力修正方法,采用Mises屈服准则,建立了复杂加载模式下非线性混合强化材料模型(M-NH)的弹塑性应力应变本构关系,采用高效的Backward Euler切向预测径向返回算法给出应力应变增量的计算,引入最小二乘法根据单轴拉伸实验数据点获得材料的硬化模型参数。为了计算背应力及弹塑性刚度矩阵开发了Fortran程序,编制了M-NH模型的实现代码。针对采用本模型获得的单轴拉伸应力应变曲线,分析了材料相关硬化参数对曲线变化趋势的影响。本模型及Chaboche1991、Basu&Voyiadjis强化模型分别与Chaboche的实验数据对比表明,基于M-NH获得的计算数据与实验结果更为接近。 展开更多

关键词 随动强化 本构关系 径向返回算法

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哥特式建筑风格与现代网壳结构设计的融合——角锥折板网壳参数化设计及形状优化 被引量：3

5

作者 赵忠佳 鹿少博 +2 位作者 鹿晓阳 赵晓伟 李龙 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第3期92-99,共8页

借鉴哥特式建筑风格和角锥折板网壳特点,采用APDL(ANSYS parametric design language)参数化设计语言,研制了五种不同网格类型的角锥折板网壳参数化设计宏程序,实现了给定跨度S、矢高F、环向对称区域份数Kn和径向节点圈数Nx等参数下,五... 借鉴哥特式建筑风格和角锥折板网壳特点,采用APDL(ANSYS parametric design language)参数化设计语言,研制了五种不同网格类型的角锥折板网壳参数化设计宏程序,实现了给定跨度S、矢高F、环向对称区域份数Kn和径向节点圈数Nx等参数下,五种类型角锥折板网壳参数化设计。对五种网壳进行了受力性能分析,探究了网壳结构最不利位移、最不利应力随矢高变化规律:并以结构耗钢量为目标函数,以Kn、Nx为设计变量进行了形状优化。建模实例表明该参数化设计宏程序方便、快捷,形状优化设计给出了在跨度、矢高不变时结构耗钢量随网格数变化规律及耗钢量最小的最优网格数。 展开更多

关键词 哥特式建筑 角锥折板网壳 参数化设计 受力性能分析 形状优化设计

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局部双层去顶网壳参数化设计与力学分析 被引量：2

6

作者 曹俊超 黄丽丽 +2 位作者 鹿晓阳 李大勇 种帅 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第2期664-670,共7页

为研究局部双层去顶球面网壳力学性能,进而选出适用于大跨度露天结构的网壳类型,应用ANSYS软件的程序设计语句APDL(ANSYS parametric design language),研制了6类局部双层去顶网壳的参数化模型设计程序,并对6类网壳的静力性能及影响要... 为研究局部双层去顶球面网壳力学性能,进而选出适用于大跨度露天结构的网壳类型,应用ANSYS软件的程序设计语句APDL(ANSYS parametric design language),研制了6类局部双层去顶网壳的参数化模型设计程序,并对6类网壳的静力性能及影响要素做出对比分析。研究结果表明:该模型设计程序简单实用,为结构在不同几何参数下的力学性能分析带来了极大便利;结构几何参数对其力学性能影响较复杂,且网壳最顶圈为结构薄弱部位;联方型在6类网壳中受力性能相对最好,可在大跨度露天结构中优先考虑。 展开更多

关键词 去顶球面网壳 局部加强结构 参数化设计 力学性能对比分析

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圆环变形及屈曲的重心插值配点法分析 被引量：19

7

作者 王兆清 李淑萍 唐炳涛 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期245-249,共5页

采用数值稳定性好、计算精度高的重心Lagrange插值近似未知函数,提出数值分析圆环变形和临界载荷的重心插值配点法。给出基于重心Lagrange插值微分矩阵的显式表达式,建立分析圆环在对径外力作用下变形的配点法公式和边界条件施加方法。... 采用数值稳定性好、计算精度高的重心Lagrange插值近似未知函数,提出数值分析圆环变形和临界载荷的重心插值配点法。给出基于重心Lagrange插值微分矩阵的显式表达式,建立分析圆环在对径外力作用下变形的配点法公式和边界条件施加方法。详细推导均布压力作用下圆环屈曲载荷的计算公式。给出圆环变形和屈曲载荷的数值计算算例。数值算例表明,重心插值配点法不但具有较高的计算精度,而且具有很好的数值稳定性。 展开更多

关键词 圆环 变形 屈曲 临界载荷 重心Lagrange插值 重心插值配点法

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极坐标系下弹性问题的重心插值配点法 被引量：9

8

作者 李树忱 王兆清 袁超 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期2031-2040,共10页

针对岩土工程中的孔洞及曲梁问题,提出一种在极坐标系下求解二维弹性问题的重心插值配点法。该方法分别在r和θ方向分别布置m和n个节点,生成求解区域上的节点。以一维重心Lagrange插值的张量积插值形式近似二维弹性问题的位移函数,代入... 针对岩土工程中的孔洞及曲梁问题,提出一种在极坐标系下求解二维弹性问题的重心插值配点法。该方法分别在r和θ方向分别布置m和n个节点,生成求解区域上的节点。以一维重心Lagrange插值的张量积插值形式近似二维弹性问题的位移函数,代入位移表达的平衡方程和边界条件,平衡方程和边界条件分别在所有的计算节点和边界节点上精确成立,得到极坐标下弹性力学平衡方程和边界条件的离散代数表达式。利用一维重心Lagrange插值微分矩阵,将离散的平衡方程和边界条件表达为矩阵形式。利用置换法施加边界条件,求得在计算节点处的位移,进而通过微分矩阵直接求得计算节点处的应力。数值算例表明:极坐标下重心插值配点法具有计算格式简单、程序实施容易和计算精度高的特点。 展开更多

关键词 弹性问题 极坐标系 重心Lagrange插值 微分矩阵 重心插值配点法 无网格方法

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不规则区域平面弹性问题的正则区域重心插值配点法 被引量：4

9

作者 王兆清 纪思源 +1 位作者 徐子康 李金 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期195-201,共7页

将不规则区域嵌入到规则的矩形区域,在矩形区域上将弹性平面问题的控制方程采用重心Lagrange插值离散,得到控制方程矩阵形式的离散表达式。在边界节点上利用重心插值离散边界条件,规则区域采用置换法施加边界条件,不规则区域采用附加法... 将不规则区域嵌入到规则的矩形区域,在矩形区域上将弹性平面问题的控制方程采用重心Lagrange插值离散,得到控制方程矩阵形式的离散表达式。在边界节点上利用重心插值离散边界条件,规则区域采用置换法施加边界条件,不规则区域采用附加法施加边界条件,得到求解平面弹性问题的过约束线性代数方程组,采用最小二乘法进行求解,得到整个规则区域上的位移数值解。利用重心插值计算得到不规则区域内任意节点的位移值,计算精度可到10-14以上。数值算例验证了所建立方法的有效性和计算精度。 展开更多

关键词 不规则区域 平面弹性问题 正则区域法 重心Lagrange插值 微分矩阵 配点法

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无压渗流问题分析的多节点有限元方法 被引量：5

10

作者 王兆清 李术才 李树忱 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期2647-2650,共4页

采用基于平均值插值的多节点有限元方法分析有自由面渗流问题。在自由面附近采用多节点单元逼近自由面,利用平均值插值建立多节点单元的形函数,在远离自由面的区域采用四边形/三角形单元剖分。给定一个初始自由面位置,通过对渗流控制方... 采用基于平均值插值的多节点有限元方法分析有自由面渗流问题。在自由面附近采用多节点单元逼近自由面,利用平均值插值建立多节点单元的形函数,在远离自由面的区域采用四边形/三角形单元剖分。给定一个初始自由面位置,通过对渗流控制方程的多节点有限元求解,根据自由面上节点水头值判断自由面节点的调整方向和大小,最终迭代求出自由面的位置。土坝渗流问题的数值分析表明了所提方法的有效性和足够的计算精度。 展开更多

关键词 多节点单元 有限元方法 自由边界 平均值插值 渗流问题

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岩土体渗流自由面问题的重心插值无网格方法 被引量：4

11

作者 李树忱 王兆清 袁超 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1867-1873,共7页

岩土体的渗透破坏、地下工程的防渗设计等无不与渗流计算有关。针对渗流自由面问题,提出一种重心拉格朗日插值的配点型无网格方法。由于渗流自由面问题的求解区域是不规则区域,该方法通过将不规则求解区域嵌入一个正则矩形区域,在正则... 岩土体的渗透破坏、地下工程的防渗设计等无不与渗流计算有关。针对渗流自由面问题,提出一种重心拉格朗日插值的配点型无网格方法。由于渗流自由面问题的求解区域是不规则区域,该方法通过将不规则求解区域嵌入一个正则矩形区域,在正则区域上采用重心拉格朗日插值近似未知函数,利用配点法离散渗流问题的控制方程,将重心拉格朗日插值的微分矩阵离散成代数方程表达的矩阵形式。将自由面上的边界条件通过重心拉格朗日插值离散,通过置换方程法和附加方程法施加边界条件,利用正则区域上的重心插值配点法,通过迭代确定最终自由面的位置。数值算例表明所提出的无网格方法对于求解渗流自由面问题的正确性和高精度。 展开更多

关键词 渗流自由面问题 无网格方法 重心拉格朗日插值 微分矩阵 配点法 正则区域法

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非线性振动分析的重心插值配点法 被引量：10

12

作者 李淑萍 王兆清 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2008年第4期49-52,共4页

将计算区间采用第二类Chebyshev点离散,利用数值稳定性好、计算精度高的重心Lagrange插值近似未知函数,建立未知函数各阶导数在计算节点上的微分矩阵。利用重心Lagrange插值公式离散非线性振动微分方程为非线性代数方程,采用Newton法求... 将计算区间采用第二类Chebyshev点离散,利用数值稳定性好、计算精度高的重心Lagrange插值近似未知函数,建立未知函数各阶导数在计算节点上的微分矩阵。利用重心Lagrange插值公式离散非线性振动微分方程为非线性代数方程,采用Newton法求解非线性代数方程。计算得到振动位移后,采用微分矩阵和重心Lagrange插值计算非线性振动的速度、加速度和振动周期。采用重心插值配点法计算了Duffing型非线性振动方程和非线性单摆振动方程。数值算例表明本文方法具有计算公式简单、程序实施方便和计算精度高的优点。 展开更多

关键词 振动与波 重心Lagrange插值 非线性振动 重心插值配点法 微分矩阵

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硼钢B1500HS奥氏体状态下Arrhenius本构模型 被引量：3

13

作者 王巧玲 唐炳涛 郑伟 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2016年第6期122-126,共5页

在550~850℃内(温度间隔50℃),应变速率0.1、1.0、10 s^(-1)时使用Gleeble-1500D热模拟试验机对硼钢B1500HS试样进行了等温单向拉伸试验,并用试验得到的真应力-真应变数据研究Arrhenius方程,引入Zener-Hollomon参数建立流动应力模型。... 在550~850℃内(温度间隔50℃),应变速率0.1、1.0、10 s^(-1)时使用Gleeble-1500D热模拟试验机对硼钢B1500HS试样进行了等温单向拉伸试验,并用试验得到的真应力-真应变数据研究Arrhenius方程,引入Zener-Hollomon参数建立流动应力模型。结果表明:该模型的计算结果与试验数据吻合度较好。 展开更多

关键词 硼钢 高温变形 本构方程 流动应力 拉伸试验

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非均质材料有效模量的数值模拟方法 被引量：3

14

作者 张景涛 王兆清 李淑萍 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期53-56,共4页

用数值方法模拟非均质材料成为近20多年来细观力学的主要手段之一。本文综述非均质材料有效模量的数值模拟的研究进展,介绍了模拟非均质材料的主要的数值方法与所采用的计算模型,评述了数值方法的特点,最后对非均质材料有效模量数值模... 用数值方法模拟非均质材料成为近20多年来细观力学的主要手段之一。本文综述非均质材料有效模量的数值模拟的研究进展,介绍了模拟非均质材料的主要的数值方法与所采用的计算模型,评述了数值方法的特点,最后对非均质材料有效模量数值模拟的前景做了展望。 展开更多

关键词 非均质材料 数值模拟 计算模型 计算方法 有效模量

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一种快速有效的板料成形拉延筋优化设计方法 被引量：2

15

作者 唐炳涛 王兆清 鹿晓阳 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期155-159,共5页

将变形前后各个单元相对厚度变化之和作为目标函数,来衡量成形零件的变形均匀性,以单位长度拉延筋阻力为优化设计变量,采用灵敏度分析的方法,对拉延筋阻力的布置优化进行研究。推导了目标函数对设计变量、节点位移和节点残余力(包括外力... 将变形前后各个单元相对厚度变化之和作为目标函数,来衡量成形零件的变形均匀性,以单位长度拉延筋阻力为优化设计变量,采用灵敏度分析的方法,对拉延筋阻力的布置优化进行研究。推导了目标函数对设计变量、节点位移和节点残余力(包括外力)对设计变量、目标函数对节点位移等的灵敏度。将这些灵敏度信息以及反向模拟法计算的应力应变信息,提供给优化算法—非线性规划算法FSQP,通过优化算法,更新设计变量,实现目标函数最小化,直至迭代平衡,输出优化结果。通过NUMISHEET93实例中与增量模拟软件eta/DYNAFORM计算结果的比较,验证了反向模拟法可以快速获取优化的成形工艺参数及优化后的冲压件成形性能。 展开更多

关键词 反向模拟法 灵敏度分析 板料成形 拉延筋设计

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多边形有限单元形函数的几何构造方法 被引量：1

16

作者 王兆清 李术才 +1 位作者 李树忱 王明斌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第S1期65-68,共4页

根据非均质材料的细观结构,划分多边形的计算网格,采用多边形单元进行有限元分析,实现了基于材料真实结构的数值模拟。给出了多边形有限单元形函数的几何构造方法,构造了一个辅助多边形,采用散度定理推导出多边形单元形函数的表达式。... 根据非均质材料的细观结构,划分多边形的计算网格,采用多边形单元进行有限元分析,实现了基于材料真实结构的数值模拟。给出了多边形有限单元形函数的几何构造方法,构造了一个辅助多边形,采用散度定理推导出多边形单元形函数的表达式。分析总结了多边形 Wachspress 插值、Laplace 插值和平均值插值的构造方法和性质。 展开更多

关键词 多边形单元 几何构造法 平均值插值 Wachspress插值 Laplace插值

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用于板料成形反向模拟的特殊应力更新算法 被引量：1

17

作者 唐炳涛 孙德明 +1 位作者 王兆清 赵震 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期376-382,共7页

提出了一种改进的反向模拟法,以最终构型为研究对象,采用Euler坐标系,基于虚功原理获得有限元列式.改进的反向模拟法采用了一种基于塑性流动理论的本构方程,可以充分考虑应变历史对塑性变形的影响.为了避免流动理论应力更新算法过程中... 提出了一种改进的反向模拟法,以最终构型为研究对象,采用Euler坐标系,基于虚功原理获得有限元列式.改进的反向模拟法采用了一种基于塑性流动理论的本构方程,可以充分考虑应变历史对塑性变形的影响.为了避免流动理论应力更新算法过程中关于未知量△λ的非线性方程的求解,引入等效应力思想,无需Newton-Raphson迭代直接计算未知量△λ.盒形件的拉深实例中,传统的基于塑性形变本构方程的反向模拟法和改进的基于塑性流动本构方程的反向模拟法计算结果,分别与基于增量有限元法的正向数值模拟求解器LS-DYNA计算结果进行对比.通过获得的坯料轮廓、成形极限图、等效应变分布、计算效率等的比较,验证了所提出的基于塑性流动理论本构模型的应力更新算法的有效性. 展开更多

关键词 板料成形 反向模拟法 本构方程 塑性形变理论 塑性流动理论

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重心插值配点法计算碳纳米管的振动频率 被引量：2

18

作者 李淑萍 王兆清 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期33-36,共4页

以碳纳米管的Euler-Bernoulli梁理论建立的四阶偏微分方程为计算模型,通过简谐振动假设得到碳纳米管的模态分析方程。采用重心Lagrange插值近似未知模态函数,将模态分析方程和边界条件离散为代数方程,施加边界条件求解代数特征值方程,... 以碳纳米管的Euler-Bernoulli梁理论建立的四阶偏微分方程为计算模型,通过简谐振动假设得到碳纳米管的模态分析方程。采用重心Lagrange插值近似未知模态函数,将模态分析方程和边界条件离散为代数方程,施加边界条件求解代数特征值方程,得到碳纳米管在不同边界条件下的自由振动频率。数值计算结果与文献报道结果比较表明所提方法的有效性和计算精度。 展开更多

关键词 碳纳米管 重心插值配点法 振动分析 固有频率 梁模型

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板料成形多步反向模拟法的中间构型与运动约束 被引量：1

19

作者 唐炳涛 赵震 王兆清 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期58-63,共6页

考虑到一步反向模拟法无法考虑变形历史的影响、无法计算各中间步之间的应变等信息,文章提出一种新型的多步反向模拟法。根据当前工步凸凹模信息,采用最小面积法,并结合可行域二次序列规划算法(FSQP)快速获取当前工步零件的构型。提出... 考虑到一步反向模拟法无法考虑变形历史的影响、无法计算各中间步之间的应变等信息,文章提出一种新型的多步反向模拟法。根据当前工步凸凹模信息,采用最小面积法,并结合可行域二次序列规划算法(FSQP)快速获取当前工步零件的构型。提出一种基于重心坐标的穿越搜索策略来提高接触搜索速度,计算复杂度仅为O(n1/d)(d为网格所在空间的维数)。提出的快速接触搜索算法来实现中间构型各个节点在约束滑移面上的移动,其理论成果成功地在自行开发的板料成形反向模拟法软件InverStamp/Multi-step模块中实现。在圆筒形件多步拉深实例中,通过中间工序及最终成形零件厚度分布与基于增量理论的LS-DYNA求解器计算结果的比较,验证了多步反向模拟法的有效性。 展开更多

关键词 板料成形 反向模拟法 多步成形 中间构型

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复合材料细观几何结构对有效模量的影响 被引量：1

20

作者 张景涛 王兆清 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期437-442,共6页

基于平均值坐标插值的多边形有限元方法——重心有限元,以代表性单胞为计算模型,讨论增强相的细观几何特征对纤维增强复合材料有效模量的影响。通过改变增强相的尺寸、形状和方位等几何特征后得到的计算结果表明,增强相尺寸是影响有效... 基于平均值坐标插值的多边形有限元方法——重心有限元,以代表性单胞为计算模型,讨论增强相的细观几何特征对纤维增强复合材料有效模量的影响。通过改变增强相的尺寸、形状和方位等几何特征后得到的计算结果表明,增强相尺寸是影响有效模量的最基本的因素。除此之外,方位的影响较之形状的影响要更加显著。 展开更多

关键词 重心有限元 有效模量 复合材料 代表性单胞 数值计算

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