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工业装备结构分析国家重点实验室
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作者 武金瑛 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期314-316,共3页
工业装备结构分析国家重点实验室,是世界银行贷款重点学科发展项目建设的第2批国家重点实验室.于1988年开始可行性论证,1989年6月经国家计委确认,1991年启动建设,1995年5月通过国家教委验收并正式对外开放.
关键词 国家重点实验室 结构分析 工业装备 世界银行贷款 项目建设 重点学科 国家计委 对外开放 国家教委
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拱形反手性四韧带蜂窝夹芯结构梯度设计与低速冲击响应
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作者 相双林 周霞 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第5期81-89,共9页
将反手性四韧带蜂窝应用于拱形夹芯板,基于密度梯度概念,设计了三种不同梯度的夹芯板,建立数值模型并将数值模拟结果与已有试验结果进行对比,验证了该模型的有效性。在此基础上,研究了冲击能对不同梯度拱形夹芯板峰值冲击力、抗冲击性... 将反手性四韧带蜂窝应用于拱形夹芯板,基于密度梯度概念,设计了三种不同梯度的夹芯板,建立数值模型并将数值模拟结果与已有试验结果进行对比,验证了该模型的有效性。在此基础上,研究了冲击能对不同梯度拱形夹芯板峰值冲击力、抗冲击性能、吸能和损伤的影响,同时进一步讨论了负梯度拱形夹芯板在重复冲击下的动态响应。结果表明:梯度因子由于改变芯层结构,对夹芯板的损伤破坏模式有重要影响。在低能冲击下,峰值冲击力随着梯度因子的增大而增大,同均匀夹芯板相比,梯度夹芯板具有较好的能量吸收,其吸收的能量比均匀夹芯板吸收的能量最高提升32.8%;在较高冲击能下,梯度因子对峰值冲击力和能量吸收没有显著影响。负梯度夹芯板在重复冲击下,前面板和芯层主导夹芯板的总吸能,其中芯层吸能平均占总吸能的66%,随着冲击次数的增加,夹芯板的变形破坏模式发生上面板局部变形到破坏、芯层变形致密化到整体坍塌以及夹芯板整体横向弯曲的转变。 展开更多
关键词 拱形夹芯板 梯度结构 能量吸收 重复冲击 数值仿真 复合材料
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大跨度结构抗震分析方法及近期进展 被引量:103
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作者 林家浩 张亚辉 赵岩 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2001年第3期350-360,共11页
对反应谱方法、随机振动方法和时间历程法应用于大跨度结构抗震分析时的特点作了分析和对比.研究表明,地震地面运动的空间变化效应(特别是行波效应)对大跨度结构的响应有相当大的影响.反应谱方法对多点激励地震分析显得相当困难,... 对反应谱方法、随机振动方法和时间历程法应用于大跨度结构抗震分析时的特点作了分析和对比.研究表明,地震地面运动的空间变化效应(特别是行波效应)对大跨度结构的响应有相当大的影响.反应谱方法对多点激励地震分析显得相当困难,而随机振动方法则有明显的优越性.对于强震作用下的大跨度结构非线性地震响应,时间历程法在现阶段仍应是主要的分析方法. 展开更多
关键词 地震 反应谱 功率谱 时间历程 随机 行波效应 大跨度结构 抗震分析
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热结构瞬态响应的耦合灵敏度分析方法与优化设计 被引量:12
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作者 顾元宪 刘涛 +1 位作者 亢战 赵国忠 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期37-42,共6页
研究结构瞬态热变形和热应力的灵敏度分析方法及其优化设计,灵敏度计算给出了直接法和伴随法两种算法.考虑了温度场的耦合作用,在直接法中需要计算温度场对设计变量的导数,在伴随法中需要计算热载荷对温度场的导数.数值算例验证了该方... 研究结构瞬态热变形和热应力的灵敏度分析方法及其优化设计,灵敏度计算给出了直接法和伴随法两种算法.考虑了温度场的耦合作用,在直接法中需要计算温度场对设计变量的导数,在伴随法中需要计算热载荷对温度场的导数.数值算例验证了该方法的精度.伴随法在应用程序中的实现,为大型结构优化提供了高效率的灵敏度计算方法. 展开更多
关键词 瞬态响应 耦合灵敏度 热应力 直接法 伴随法 温度场 结构耦合系统 热传导 临界点约束处理
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热-应力耦合结构灵敏度分析方法 被引量:16
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作者 顾元宪 赵红兵 +1 位作者 陈飚松 亢战 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第5期685-691,共7页
研究稳态/瞬态热传导灵敏度分析、以及热与机械荷载同时作用的热结构应力灵敏度分析问题.考虑了温度场随设计变量的变化及其对热应力的影响,提出温度场与结构热应力耦合问题的灵敏度计算方法.特别指出了热-应力耦合灵敏度分析中温... 研究稳态/瞬态热传导灵敏度分析、以及热与机械荷载同时作用的热结构应力灵敏度分析问题.考虑了温度场随设计变量的变化及其对热应力的影响,提出温度场与结构热应力耦合问题的灵敏度计算方法.特别指出了热-应力耦合灵敏度分析中温度场导数的影响;说明了在热-应力耦合结构灵敏度分析中必须考虑耦合灵敏度.在应用软件系统JIFEX中实现了所提出的方法,数值算例验证了灵敏度算法的精度. 展开更多
关键词 灵敏度 热传导 热应力 热结构 耦合系统
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基于灵敏度分析的结构动态载荷识别研究 被引量:17
6
作者 毛玉明 郭杏林 +1 位作者 赵岩 吕洪彬 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第10期1-3,共3页
对结构动态载荷反演问题进行深入研究,提出了一种基于灵敏度分析法的结构动态载荷识别时域分析技术。将结构输入动态载荷表示为一系列参数的形式,通过灵敏度迭代分析来确定相应的载荷参数,从而确定结构的动态输入载荷。在灵敏度迭代求... 对结构动态载荷反演问题进行深入研究,提出了一种基于灵敏度分析法的结构动态载荷识别时域分析技术。将结构输入动态载荷表示为一系列参数的形式,通过灵敏度迭代分析来确定相应的载荷参数,从而确定结构的动态输入载荷。在灵敏度迭代求解过程中,为减少响应测量噪声引起的影响,引入正则化求解技术来寻求满足工程要求的稳定近似解。最后提出的方法成功应用于正弦级数迭加形式的输入载荷识别,仿真结果表明灵敏度分析法在载荷识别中是有效的。 展开更多
关键词 结构动力学 灵敏度分析 载荷识别 反演问题
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加筋薄壳结构分析与优化设计研究进展 被引量:31
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作者 王博 郝鹏 田阔 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期1-12,共12页
伴随装备大型化和承载重型化等发展趋势,装备中加筋薄壳结构尺寸越来越大,成型工艺与结构细节也越来越复杂,对结构优化设计的精细程度、新型轻质结构发现和力学性能数值预测精度提出了更高的要求,给复杂板壳非线性分析模型、优化问题的... 伴随装备大型化和承载重型化等发展趋势,装备中加筋薄壳结构尺寸越来越大,成型工艺与结构细节也越来越复杂,对结构优化设计的精细程度、新型轻质结构发现和力学性能数值预测精度提出了更高的要求,给复杂板壳非线性分析模型、优化问题的数学建模和求解算法带来新的挑战。本文从加筋壳稳定性分析方法、折减因子确定方法以及考虑几何缺陷的加筋壳设计方法三个方面进行综述,介绍国内外相关研究进展。 展开更多
关键词 加筋壳 结构稳定性 缺陷敏感性 结构设计
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基于缺陷敏感性分析的加筋圆柱壳结构设计 被引量:18
8
作者 郝鹏 王博 +3 位作者 李刚 杜凯繁 曾杜娟 张希 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期344-349,473,共6页
为了对加筋圆柱壳进行面向低缺陷敏感度的结构设计,针对一个直径为3m的正置正交加筋圆柱壳,基于显式后屈曲数值分析,研究了预制不同幅度的内凹、外凸双曲母线形状设计的加筋圆柱壳轴压临界荷载对初始模态缺陷的敏感性。结果表明:外凸双... 为了对加筋圆柱壳进行面向低缺陷敏感度的结构设计,针对一个直径为3m的正置正交加筋圆柱壳,基于显式后屈曲数值分析,研究了预制不同幅度的内凹、外凸双曲母线形状设计的加筋圆柱壳轴压临界荷载对初始模态缺陷的敏感性。结果表明:外凸双曲母线形状可在幅度为20mm时提高含缺陷结构的轴压临界荷载,可达6.6%,表现为对缺陷的低敏感性;内凹双曲母线则可在幅度为-10mm时小幅提高完善结构的轴压临界荷载,可达1.7%;当加筋圆柱壳应用于运载火箭的燃料贮箱时,燃料加注会升高贮箱内压,因此可通过内压控制形成外凸形状来降低结构的缺陷敏感性。 展开更多
关键词 加筋圆柱壳 屈曲 临界荷载 缺陷敏感性 结构设计
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碎冰区海冰与船舶结构相互作用的离散元分析 被引量:24
9
作者 季顺迎 李紫麟 +1 位作者 李春花 张林 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期520-526,645,共7页
采用离散元模型对碎冰区海冰与船舶结构的相互作用进行了数值模拟。碎冰由三维圆盘单元构成,并考虑了其在海流作用下的浮力、拖曳力、附加质量;采用单元组合的方式构造了船体的简易模型。通过海冰与船体单元间的接触判断和接触力计算确... 采用离散元模型对碎冰区海冰与船舶结构的相互作用进行了数值模拟。碎冰由三维圆盘单元构成,并考虑了其在海流作用下的浮力、拖曳力、附加质量;采用单元组合的方式构造了船体的简易模型。通过海冰与船体单元间的接触判断和接触力计算确定海冰与船体结构之间的相互作用。采用以上离散单元模型对不同冰速、冰厚、冰块尺寸、密集度条件下海冰与船体的动力作用过程进行了数值计算,并对比分析了不同海冰参数下冰对船体作用力的幅值。结果表明:冰对船体的作用力随冰厚、流速、密集度、冰块尺寸的增加而增大。本文工作可为冰区船舶的安全运行和结构设计提供参考。 展开更多
关键词 离散元方法 碎冰区 船体 冰力
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含铰接杆系结构几何非线性分析子结构方法 被引量:11
10
作者 王刚 齐朝晖 汪菁 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第2期273-283,共11页
将细长杆系结构按长度方向划分为多个子结构,由于在子结构坐标系下的节点位移均是小位移,可以将子结构内部自由度凝聚到边界.考虑到子结构端面在变形过程中保持为刚性截面,将端面节点自由度进一步凝聚到端面形心点,这样每一个子结构就... 将细长杆系结构按长度方向划分为多个子结构,由于在子结构坐标系下的节点位移均是小位移,可以将子结构内部自由度凝聚到边界.考虑到子结构端面在变形过程中保持为刚性截面,将端面节点自由度进一步凝聚到端面形心点,这样每一个子结构就减缩成形式上只有两个节点的广义梁单元,大大减缩了自由度.大位移大转动是细长杆系结构产生几何非线性效应的一个重要原因,基于共旋坐标法,建立了随单元一起运动的随动坐标系,推导了子结构单元的节点力平衡方程及其切线刚度阵.同时,考虑到工程机械中细长杆系结构含有相互铰接的刚体加强块,给出了非独立自由度节点力转换到独立参数下的广义节点力及其导数.最后,通过履带式起重机的副臂工况算例,给出了其在不同载荷下的臂架结构位移,验证了方法的正确性. 展开更多
关键词 细长杆系结构 子结构凝聚 刚体铰接 几何非线性 共旋坐标法 履带式起重机
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复合材料缠绕壳体结构成型和使用过程多场分析的研究进展 被引量:12
11
作者 陈浩然 任明法 赵伟 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期233-245,共13页
综述了复合材料缠绕壳体结构成型和使用过程的多场分析的国内外近代研究进展,其中包括:缠绕成型工艺,固化工艺,超压工艺,使用过程中的应力分析,低速冲击损伤等相关问题.在此基础上,着重介绍了倍受航天界所关注的含薄壁金属内衬的复合... 综述了复合材料缠绕壳体结构成型和使用过程的多场分析的国内外近代研究进展,其中包括:缠绕成型工艺,固化工艺,超压工艺,使用过程中的应力分析,低速冲击损伤等相关问题.在此基础上,着重介绍了倍受航天界所关注的含薄壁金属内衬的复合材料缠绕容器的成型工艺和低速冲击损伤一体化研究工作,并提出了该领域今后还需进一步研究的内容. 展开更多
关键词 多场分析 成型和使用过程 复合材料缠绕容器 金属内衬 一体化分析策略
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结构可靠度FORM方法的混沌动力学分析 被引量:9
12
作者 杨迪雄 许林 李刚 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第6期799-804,共6页
引入混沌动力学理论讨论了FORM收敛失败的非线性动力学根源.给出了几个典型函数在参数区间上的可靠指标分岔图,展示了极限状态函数经过FORM迭代成为非线性映射后计算结果的周期振荡、分岔和混沌等复杂动力学现象,计算了非线性映射的Lyap... 引入混沌动力学理论讨论了FORM收敛失败的非线性动力学根源.给出了几个典型函数在参数区间上的可靠指标分岔图,展示了极限状态函数经过FORM迭代成为非线性映射后计算结果的周期振荡、分岔和混沌等复杂动力学现象,计算了非线性映射的Lyapunov指数.结果表明,极限状态函数设计点的曲率大小与FORM的收敛性没有简单的联系,判别FORM迭代计算收敛性的指标是非线性映射的Lyapunov指数. 展开更多
关键词 可靠度 FORM 混沌动力学 收敛失败 非线性映射 LYAPUNOV指数
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鼻腔结构矫正手术对OSAHS患者上气道流场影响的数值分析 被引量:12
13
作者 王莹 王杰 +2 位作者 于申 王吉喆 刘迎曦 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 2010年第4期266-272,共7页
目的研究伴鼻腔结构异常的OSAHS患者经鼻腔结构矫正手术后,气道结构形态的改变对患者整个上气道流场分布以及软腭运动姿态的影响。方法基于患者手术前后CT影像学数据,建立上气道及软腭三维有限元模型,采用流固耦合的方法模拟手术前后上... 目的研究伴鼻腔结构异常的OSAHS患者经鼻腔结构矫正手术后,气道结构形态的改变对患者整个上气道流场分布以及软腭运动姿态的影响。方法基于患者手术前后CT影像学数据,建立上气道及软腭三维有限元模型,采用流固耦合的方法模拟手术前后上气道流场特性及软腭的运动情况。结果手术矫正了异常的鼻腔结构形态,鼻腔及整个上气道阻力明显下降。术后软腭的肥厚水肿明显缓解,其游离缘的运动幅度减小。软腭运动幅度随弹性模量的减小而增大。术后的模拟结果与文献报道的正常人实验与模拟结果接近。结论鼻腔结构矫正手术改变了上气道结构,影响了气流流场的分布和软腭的运动姿态;不同病理生理状态下,软腭弹性模量的变化对其运动姿态有影响。 展开更多
关键词 鼻腔结构 上气道 流固耦合 有限元方法 数值分析
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基于首次超越理论的高层隔震结构基础提离易损性分析 被引量:4
14
作者 马长飞 张亚辉 +2 位作者 谭平 周福霖 朱丹阳 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期633-638,共6页
针对基础隔震的高层建筑,基于首次超越理论,计算了各个隔震支座在非平稳随机激励下发生基础提离破坏的易损性曲线。隔震结构采用三维有限元建模,隔震支座采用Bouc-Wen模型,经过等效线性化后,应用虚拟激励法求得结构的随机响应。讨论了... 针对基础隔震的高层建筑,基于首次超越理论,计算了各个隔震支座在非平稳随机激励下发生基础提离破坏的易损性曲线。隔震结构采用三维有限元建模,隔震支座采用Bouc-Wen模型,经过等效线性化后,应用虚拟激励法求得结构的随机响应。讨论了隔震支座的阻尼比、屈服力以及地震动输入方向对隔震支座易损性曲线的影响。研究发现:增加隔震支座的阻尼比或是增加隔震支座的屈服力都会使得隔震支座发生基础提离的破坏概率增加,地震动的输入方向对隔震支座基础提离易损性曲线影响十分显著。 展开更多
关键词 基础提离 易损性分析 高层隔震 随机振动 等效线性化
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飞机结构螺栓连接细节疲劳断裂失效机制与寿命分析 被引量:8
15
作者 樊俊铃 张伟 +1 位作者 焦婷 赵延广 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1459-1464,共6页
针对随机块谱作用下飞机典型螺栓连接接头的疲劳失效,利用显微观测技术分析宏观和微观断口形貌特征,揭示螺栓连接结构细节的失效模式和微观失效机制。结合连接结构细节的疲劳载荷谱和微观疲劳条带特征,基于Paris公式定量反推接头的疲劳... 针对随机块谱作用下飞机典型螺栓连接接头的疲劳失效,利用显微观测技术分析宏观和微观断口形貌特征,揭示螺栓连接结构细节的失效模式和微观失效机制。结合连接结构细节的疲劳载荷谱和微观疲劳条带特征,基于Paris公式定量反推接头的疲劳裂纹扩展和萌生寿命,建立载荷循环数、飞行小时数与疲劳裂纹长度之间的演化规律。研究表明,螺栓接头的疲劳裂纹萌生于螺栓孔下部表面应力集中处,呈多源模式,断面包括裂纹源区、扩展区和瞬断区等典型疲劳特征;寿命反推表明,两段函数式能够合理表征全寿命周期内疲劳裂纹扩展长度与载荷循环次数和飞行时间之间的演化规律;疲劳裂纹扩展和萌生寿命分别为3147.7 h、615.4 h,连接接头的设计方案与工艺尚需改进以满足安全寿命设计要求。 展开更多
关键词 螺栓连接接头 疲劳失效 随机块谱 断口形貌 失效分析
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周期性结构热动力时间-空间多尺度分析 被引量:5
16
作者 张洪武 张盛 毕金英 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期226-235,共10页
研究一种时间-空间多尺度渐近均匀化分析方法,模拟不同的极端热和动力载荷下微尺度多相周期性结构中热动力响应问题,并建立一个广义的波动函数场控制方程描述热动力响应.通过引入一个放大空间尺度和两个缩小时间尺度,在不同时间尺度上... 研究一种时间-空间多尺度渐近均匀化分析方法,模拟不同的极端热和动力载荷下微尺度多相周期性结构中热动力响应问题,并建立一个广义的波动函数场控制方程描述热动力响应.通过引入一个放大空间尺度和两个缩小时间尺度,在不同时间尺度上获得由空间非均匀性引起的波动效应和非局部效应.根据高阶均匀化理论在空间和时间上进行均匀化,获得高阶非局部函数场波动方程.并进一步用C0连续修正了高阶非局部函数场波动方程的有限元近似解,使问题的求解避免了对有限元离散的C1连续性要求.并与经典的空间均匀化方法相比较,指出了经典的空间均匀化方法的局限性,进一步以一维非傅立叶热传导和热动力问题为例,讨论了各种情况下方法的正确性与有效性. 展开更多
关键词 多尺度方法 均匀化方法 热动力 非傅立叶热传导 高阶非局部模型
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声场-结构耦合系统灵敏度分析及优化设计研究 被引量:9
17
作者 陈钢 赵国忠 顾元宪 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期86-89,共4页
给出了低频声-结构耦合系统的有限元方程,并在此基础上提出声-结构耦合系统的包含尺寸和形状设计变量的优化设计模型,建立基于灵敏度分析求解的优化设计方法,重点推导了耦合系统的特征频率和声压级响应关于设计变量的灵敏度方程。在JIFE... 给出了低频声-结构耦合系统的有限元方程,并在此基础上提出声-结构耦合系统的包含尺寸和形状设计变量的优化设计模型,建立基于灵敏度分析求解的优化设计方法,重点推导了耦合系统的特征频率和声压级响应关于设计变量的灵敏度方程。在JIFEX软件中实现上述理论和算法,并通过灵敏度比较和优化设计的数值算例,进一步说明该研究方法对声结构耦合系统的工程设计具有实用意义。 展开更多
关键词 灵敏度分析 优化 声-结构耦合系统
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复合材料格栅结构稳定性分析 被引量:6
18
作者 何景轩 何国强 +1 位作者 任明法 侯晓 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期331-335,347,共6页
推导了复合材料层合壳单元和层合梁单元的切线刚度阵,并给出用于复合材料格栅结构分析的梁壳刚度阵,建立了相应的复合材料格栅壳体结构有限元模型,并对其特征值稳定性的计算进行了研究。考虑了单元剖分大小对结构屈曲临界力和模态波形... 推导了复合材料层合壳单元和层合梁单元的切线刚度阵,并给出用于复合材料格栅结构分析的梁壳刚度阵,建立了相应的复合材料格栅壳体结构有限元模型,并对其特征值稳定性的计算进行了研究。考虑了单元剖分大小对结构屈曲临界力和模态波形图的影响,并结合实际情况分析了边界条件变化对结构屈曲稳定性的影响,为工程中复合材料格栅结构的设计提供了有益结论。 展开更多
关键词 格栅结构 复合材料壳体 稳定性 有限元
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航天器舱体热密封结构多物理场耦合数值分析方法研究 被引量:4
19
作者 白瑜光 夏广庆 +1 位作者 孙得川 高效伟 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期756-762,共7页
综合考虑航天器舱体外围高超声速流动、密封带及舱体结构传热以及密封结构内部的空腔流动传热,提出航天器高温热密封结构的瞬态多物理场耦合分析方法。利用改进型Van Driest变换方法进行高超声速流动环境预测,基于高斯-赛德尔分块迭代... 综合考虑航天器舱体外围高超声速流动、密封带及舱体结构传热以及密封结构内部的空腔流动传热,提出航天器高温热密封结构的瞬态多物理场耦合分析方法。利用改进型Van Driest变换方法进行高超声速流动环境预测,基于高斯-赛德尔分块迭代耦合方法完成一体化耦合计算方法。采用包含不同材料结构部件的复合结构,计算了0-200 s内有无密封塞两种情况下的各部分结构的瞬态热传导过程。结果表明,密封塞的使用可显著降低空腔内的最高温度,瞬态变化情况的考虑更加准确地反映了各部分结构部件及内部空腔的温度变化情况。该文的计算方法可广泛应用于航天器热密封结构的传热特性分析,可为火箭等航天器上的高温密封部件设计提供有效的数值分析工具。 展开更多
关键词 多物理场耦合 热密封结构 瞬态热传导 VAN Driest变换
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海底管道铺设分析的子结构方法 被引量:3
20
作者 张向锋 张文首 +1 位作者 李欣 岳前进 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期279-282,共4页
深水S型铺管涉及三维空间的大变形和接触分析,由于收敛速度慢而导致求解困难。为克服这个问题,本文提出了一种子结构方法;通过凝聚托管架内部结点自由度,铺管问题可在二维空间表述和求解。本文方法具有快速收敛的特点,可对铺管问题进行... 深水S型铺管涉及三维空间的大变形和接触分析,由于收敛速度慢而导致求解困难。为克服这个问题,本文提出了一种子结构方法;通过凝聚托管架内部结点自由度,铺管问题可在二维空间表述和求解。本文方法具有快速收敛的特点,可对铺管问题进行广泛的参数研究。 展开更多
关键词 管道 托管架 子结构 托辊
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