ABAQUS前处理程序二次开发在蜂窝材料中的应用

蜂窝材料具有独特的力学性质,其工程应用日益广泛.使用ABAQUS脚本语言开发了一系列程序,用于建立蜂窝材料的几何模型,从而大大提高建模效率,解决了包含大量单元、几何模型很复杂的蜂窝材料建模时的繁琐重复的问题.

模型的随机平衡降阶

本文提出了系统在白噪声激励下的一种开环降阶方法—随机平衡降阶法。在系统的随机平衡坐标中，输出性能指标可以表示成一组与系统随机可控／可观格莱姆相关的贡献值的和。根据这组贡献值的大小，可以决定在随机平衡坐标下降阶模型所要保留的状态分量，并从输出误差指标的最优角度出发，对输出矩阵作个修正。最后给出了一个数值仿真例子。

随机过程在指定坐标下的最优截断

提出了随机激励下的一种模型降阶方法．在指定坐标下，选择使输出误差性能指标最小的分量，并对输出矩阵作最优修正，指出了这种最优截断法的几何正交性，为降阶控制器设计提供了基础．最后给出了一个可行算法和算例．

刚度悬殊结构振动的最优控制

讨论了刚度悬殊结构振动的最优控制问题，指出这类问题的困难在于矩阵Ｒｉｃａｔｉ方程的求解。先用摄动法求出系统的动力学响应，再求出最优控制的解，使得在实际应用上相当大一类带有上述奇异性的最优控制问题可化为非奇异性问题来求解。

动态冲击下峰窝材料的力学行为

运用理论分析和有限元数值分析两种方法,对六边形蜂窝材料单个胞体在动态冲击下的压缩变形情况进 行研究,发现对于规则蜂窝材料,其面内弹性性质将只取决于胞壁的厚度和边长的比率;同时还用有限元方法模拟了多 个胞体结构在动态冲击下的变形情况,对这类结构的能量吸收能力进行了研究。

应用随机共振进行海洋噪声背景下的信号检测

通过对海洋噪声特性的研究,将其理想化为一个Lorentz色噪声和若干拟周期干扰成分的混合,继而基于参数调节随机共振理论的结果对系统参数进行优化,对系统输出应用后处理方法,形成一套完整的信号处理方法.数值仿真表明,随机共振处理结果优于低通滤波器的处理结果,随机共振系统处理宽带随机干扰情况有优势.

密频系统振动控制的状态估计

首先在研究了重频系统中状态可观察的必要条件基础上，给出了设计重频系统状态估计器的方法，使得状态估计的误差能以事先指定的速率衰减．随后给出两种方法将上述重频系统的估计器用到密频系统上去；一种是直接用重频系统估计器来估计密频系统状态，另一种是用按重频系统设计得到的估计矩阵构造密频系统的观察器，并分析由此引起的误差．分析表明，第一种方法简单易行，并且在频率分散度比较小时可以得到理想的结果；第二种方法的精度较高，其误差与状态变量本身无直接关系．数值例子表明，用提出的状态估计器，并按相应的状态控制器，可以使密频系统的振动按事先给定的衰减速度趋向于零．

无网格法中边界畸变的控制与计算效率的提高

分析比较了常用的2种无网格法的形函数,即采用光滑粒子流体动力学(SPH)法与移动最小二乘(MLS)法构造的形函数,指出SPH形函数在特定情况下易在边界处产生畸变的原因,并提出了在边界外围设置虚节点以改善边界畸变的方法.分别通过配点法和无网格Galerkin(EFG)法计算了一维和二维算例,讨论了不同的边界条件处理方式对计算精度的影响,结果表明Lagrange乘子法处理边界条件的精度比点插值法高.在EFG法的一维悬臂梁算例分析中,讨论了节点支撑域半径和高斯积分阶次对计算量和计算精度的影响.分析表明,当使用单点高斯积分时,节点支撑域的变化易导致计算结果不稳定,提高高斯积分阶次能够降低计算结果对节点支撑域大小变化的敏感性并提高计算精度,但同时增加了计算量.

动态冲击下能量吸收结构的惯性敏感性的数值模拟分析

采用有限元计算编码ABAQUS ,模拟了两类典型的能量吸收结构 (分别称为Ⅰ、Ⅱ类结构 )在铁锤动态冲击下的力学行为 ,计算中充分利用了结构的对称性 ,采用了三维对称模型 ,结构应用的金属材料的本构方程采用理想弹塑性模型。计算中铁锤带有相同的动能 ,其质量和速度分别取不同值的组合 ,得到两类试件结构的反力和变形关系曲线图 ,并且发现同类结构的最终变形的大小也有差别 ,其中Ⅱ类结构的变形大小差别较大 ,即惯性敏感性较显著。

200 MW电厂再热器小径管焊口应力集中的研究

简述了200 MW电站锅炉再热器集箱小径管焊口的质量和安全的重要性。介绍了再热器焊区渗漏的3种原因,即设计不当、材料性能欠佳和运行工况恶劣,指出最重要的原因———结构设计不当。结合某电厂锅炉再热器集箱小径管的焊口,将实际问题理想化为符合实际的力学模型,分析了采用有限元法来求解该力学模型的必要性。给出了有限元法计算模型,研究了焊口倾角和焊缝厚度对焊口应力集中系数的影响。取尽可能小的焊口倾角和大的焊缝厚度,可减小应力集中系数。

RP-HPLC法测定红毛丹中三氟氯氰菊酯的含量

建立了用反相高效液相色谱法测定红毛丹(Nephelium lappaceum L.)中三氟氯氰菊酯杀菌剂残留量的方法。色谱条件:Shim-pack VP-ODS(150 mm×4.6 mm,5μm)色谱柱,甲醇∶水=75∶25(V/V)为流动相,等度洗脱,流速为0.5 mL/min,检测波长223 nm。结果表明,三氟氯氰菊酯与杂质能较好的分离,三氟氯氰菊酯在0.068～7.201μg/mL(R2=0.999 8)浓度范围内线性关系良好,平均回收率为97.85%～100.42%,相对标准偏差为2.43%～3.82%,检测限(S/N=3)为0.002μg/mL。该方法灵敏度高、操作简便、结果准确、重复性好,可用于红毛丹中三氟氯氰菊酯的测定。

柔性结构控制矩阵的最佳配置

本文从子空间可控度的概念出发，研究了两类控制矩阵的最佳配置问题：第一类称为极值问题，也就是如何选择控制矩阵的参数，使得结构在最“坏”的干扰下，具有最佳的控制效果；第二类称为均值问题，即在初始干扰分布的统计特性已知条件下。

参数调节随机共振与信号处理的研究——在四进制基带PAM信号传输中的应用

依据非线性双稳态系统的性质,提出了系统参数调节应满足的条件.给出了当输入信号为等概率的四进制脉冲幅值调制(PAM)时,系统输出理论渐近误码率计算公式.为使误码率最小,根据系统输入输出的非线性关系,给出了输入信号幅值的选取方法.数字仿真实验证实,参数调节随机共振系统可以有效传输四进制PAM信号.对系统输出非稳态概率密度的表达式的研究可以使理论分析结果更符合实际情况.

周期结构后屈曲新算法及其应用

提出了周期结构后屈曲分析的一种新算法。在屈曲点附近,通过加载模型和诱导后屈曲边值问题之间的相互切换,避开屈曲点附近刚度矩阵的奇异性,并诱导结构产生预期的后屈曲变形,避免了以往后屈曲算法中引入几何初始缺陷后对系统带来的可能影响。通过对三种由超弹性材料所构成的周期孔隙结构的后屈曲分析,验证了本文所提出的后屈曲算法的有效性和灵活性。分析了周期孔隙材料多向加载对屈曲模式转换的影响,以及后屈曲变形对弹性波传播带隙的影响,为周期结构中弹性波传播的调控提供良好的基础。

指数可调双稳态系统的参数调节随机共振

在指数可调双稳态系统的基础上,利用参数调节随机共振方法,研究了可调指数变化对二进制脉冲幅值调制(PAM)信号传输系统性能的影响.算例中利用一个系统输出概率分布的近似表达式,给出了系统误码率随可调指数的变化曲线.数值仿真试验结果表明,适当选择指数可以大大提高系统从噪声中分辨出有用信息的能力.理论误码率和仿真试验中实际误比特率的对比结果表明,该近似处理方法是有效的.

薄壁圆环与刚性壁的碰撞和回弹

利用有限元方法研究了铝合金薄壁圆环与刚性壁的碰撞和回弹行为。根据文献中的试验结果,建立了薄壁圆环与Hopkinson杆进行正向碰撞的有限元模型,对于Hopkinson杆上特定位置的应变历程,圆环的变形过程与残余应变,以及圆环的回弹速度和恢复系数等,有限元计算得到的结果与试验测量和记录到的值都十分接近,充分验证了用有限元方法研究该问题的准确性和适用性。在此基础上,系统分析了初始速度对回弹速度和恢复系数的影响,比较了显式算法和隐式算法在计算碰撞载荷峰值时的差别,并讨论了用一维弹性波理论来测量碰撞载荷的有效性。此外,还讨论了内部加筋对圆环回弹特性的影响;研究结果有助于加深对恢复系数的认识。

二维十字排列椭圆孔声子晶体带隙研究

采用有限元及实验方法,研究二维十字排列椭圆孔声子晶体中弹性波传播的带隙以及人为引入的夹杂对带隙的调控.当声子晶体薄板沿板厚方向均匀施加面内激励时,将激发面内的动力响应,对应于平面应力状态.基于逆向思维,针对二维十字排列椭圆孔声子晶体薄板,建立平面有限元模型,计算该模型沿晶格ΓX方向的波动传输特性,分析孔洞长短轴之比、孔隙率和线缺陷等因素对带隙及弹性波传播特性的影响.制作与计算模型同尺寸的声子晶体试样进行传输特性实验,测试结果与有限元仿真结果吻合.结果表明,带隙的宽度随着椭圆孔长短轴比例的增加而增大,可以通过引入合适的线缺陷来反向调控声子晶体的带隙.

弹性空间结构的最优直接反馈控制设计

弹性空间结构动力学建模的不确定性及分布参数等特点，使得空间结构的振动控制变得很复杂，这导致人们采取传感器和激励器同位置配置的直接反馈控制。针对弹性空间振动的特点，本文讨论了在具有已知概率分布的初始条件和二次型指标下最优直接反馈设计的必要条件，给出了计算机实现算法和设计实例。

基于立体打印自然通风冷却塔模型稳定性试验研究

为研究自然通风冷却塔在风载荷下的屈曲模式及临界风速,用立体打印技术打印了三个不同壁厚的缩尺模型,在风洞中完成了稳定性试验,并将实验结果与有限元计算结果进行对比分析.研究表明,模型失稳发生在弹性阶段,其壁厚与喉部半径之比是确定临界载荷的一个关键参数.实验得到的临界风压值同现有规范的设计相接近,约为有限元计算的1/4,说明我国现有规范中基于冷却塔整体稳定性得到的最小壁厚是偏保守的.

粗糙峰接触研究成果及最新进展

工程材料的接触过程中,微观上真正的接触并不是在物体表面上,而是存在于一些称为粗糙峰的不连续区域中。粗糙峰的性质决定了工程材料接触性质。传统的粗糙峰的研究由于手段的单一,有着五个基本假设,而近年来随着研究方法的丰富,特别有限元方法的引入使得粗糙峰的研究能够考虑更多的因素,传统的假设也被研究者考虑。文章在回顾了传统粗糙峰模型的同时综述了现在粗糙表面接触中研究中最新的热点:粗糙峰相互影响和圆柱形粗糙峰的研究。