基于性能的重力坝-地基系统地震易损性分析

地震易损性分析是地震风险研究中的三个(地震危险性分析、地震易损性分析和地震灾害损失评估)主要方面之一,可以预测大坝-地基系统在不同等级地震荷载作用下发生各级破损的概率。采用拉丁超立方抽样法得到抽样组合样本,对重力坝-地基系统进行了非线性有限元计算,根据坝体-地基系统地震破损等级指标,给出了坝体破损、坝基交界面屈服和地震滑动的地震易损性曲线,提出了坝体-坝基系统整体的易损性评价方法,对坝体-地基系统的抗震设计、加固和维修决策提供了一个新的评价方法。

全光纤电流互感器温度特性建模分析与实验研究

建立了全光纤电流互感器（fiber-optical current transformer,FOCT）温度特性的数学模型。该模型充分考虑传感光纤的弯曲特性,结合光纤线性双折射的分布参数模型从本质上解释了温度对线性双折射的影响机理：由于传感环的弯曲性,温度变化会导致光纤横截面上的受力不对称,进而引起线性双折射;单位长度光纤的线性双折射相位差与温度变化量成正比,与光纤弯曲半径成反比。并结合光纤Verdet常数的温度特性综合量化了温度对FOCT的影响。采用COMSOL有限元分析方法实现光场、磁场、温度场、应力场的耦合并分析求解。仿真结果表明：双折射效应会使光波旋转角变小;光纤横截面上的应力差与温度变化量成正比,与光纤弯曲半径成反比;温度波动将引起线性双折射,进而使光波旋转角减小;结合Verdet常数得到了温度波动时FOCT的综合误差,与理论分析结果吻合。最后设计并搭建FOCT实验平台,进行线性度测试和温度循环测试。测试结果表明：实验误差与理论误差变化趋势基本一致;温度波动越大,FOCT误差漂移越严重,必须采取补偿措施,故提出一系列改善FOCT温度稳定性的方法。仿真与实验结果验证了理论分析的正确性。

精密伺服用无铁心永磁同步直线电动机研究综述

分析了无铁心永磁同步直线电动机结构特点,介绍其基本工作原理和应用领域,从电机的磁路结构分析与设计、伺服控制技术、无位置传感器控制技术与新型位置检测技术等方面阐述其研究现状与发展趋势。

黏滞阻尼器层间隔震结构振动台试验研究

层间隔震结构是基础隔震结构的发展与延伸,作为一种复杂结构体系,基础隔震结构的工作机理不一定完全适合,延长结构的周期可能无法同时降低上、下部结构的地震响应。此类体系以往的理论及试验研究,隔震层的阻尼多由铅芯橡胶支座提供,采用天然橡胶支座及黏滞阻尼器作为隔震层,进行了层间隔震结构振动台试验研究。设计了一个4层的钢框架模型,依次进行了基础固接、基础隔震、1层顶隔震、2层顶隔震及3层顶隔震的振动台试验研究,测定结构的加速度、层间位移及层剪力系数。试验结果表明:黏滞阻尼器层间隔震结构具有良好的减震效果。建立了层间隔震结构的有限元模型,将有限元分析结果与试验结果进行了对比。

GPU加速的支持交互式切割的柔性体实时变形算法

使用OpenGL和GLSL实现了GPU加速的柔性体实时变形算法。变形计算使用共旋线性有限元法,可以处理大尺度旋转情况。为了能够与交互式切割操作协同运作,GPU数据结构使用带激活标志的可变长线性数组。将切割过程中需要更新的单元分为"全肮脏"和"部分肮脏"两类,以此降低GPU数据的更新量。针对GPU不能完成发散操作的缺点,设计顶点相邻四面体信息数据结构和相应的切割更新算法,将力的发散操作变为聚合操作。使用四面体单元刚度矩阵高频模式过滤方法来提高稳定积分的时间步长,以此降低切割产生的退化单元对变形计算稳定性的负面影响。最后给出若干仿真测试的结果,对仿真效果和运行效率进行了分析。

层状地基非线性性态的数学模拟

基于Mohr-Coulomb破坏准则粘性时间步推导并建立了三维及平面应变条件下粘塑性非线性随机有限元的本构关系式,进而提出了基于全量理论的粘塑性非线性随机有限元列式。在Naylor孔隙水压理论基础上进一步提出了考虑各向同性及各向异性孔压条件下土体介质粘塑性非线性随机本构模型,分别就关联非关联流动法则两种工况对层状地基在增量加载条件下主要矢量场随机数字特征以及地基在各个加载时期的可靠度情况做了研究,形成了随机数学覆盖下完整的非线性数学模型。

基于FEA方法的车辆悬架试验台弹性力学模型求解

考虑到整车质量、轴荷转移以及动载冲击,引入等效载荷作为悬架试验台载荷边界条件设置的基本依据,基于线弹性力学理论建立车辆悬架试验台应力应变场分析模型;提出以13节点空间单元作为网格划分的基本单元,采用有限元分析(FEA)求解该模型的数值方法。又在CATIA软件中实现该系统三维虚拟装配建模,进而在ANSYS/Workbench软件平台上得到该系统装配体强刚度分析结果。为悬架理论的实验验证提供了技术基础。

钢筋混凝土简支梁集中力作用下的非线性分析

本文用ANSYS软件分析简支梁受集中力,通过分析钢筋和混凝土的应力变化情况,以及对混凝土开裂、开裂过程前和混凝土开裂后钢筋屈服进行分析,来分析受弯构件正截面破坏特征。

线性有限元方法中的非线性椭圆投影技术

以一类具有单调性质的拟线性抛物方程为模型，对相应的线性有限元格式，提出一种非线性椭圆投影以代替常规的线性椭圆投影，进而得到了该类问题的最优Ｌ￣２误差估计，这是用通常的线性投影难以做到的。

高力密度直线开关磁阻电机的最佳极宽比

双凸极作为直线开关磁阻电机（LSRM）的特征结构对于电机的出力性能有着较大的影响。由于极宽是双凸极结构的关键尺寸,因此该文从理论定性分析、有限元定量分析和实验测量3个方面探究了提升LSRM力密度的最佳定动子极宽比。利用磁链线性模型定性地分析了定动子极宽如何影响电机平均输出力,从机理上揭示了定子和动子极宽分别存在使得平均输出力最大的极值点。利用参数化建模方法建立了有限元分析模型,定量地验证了理论分析的推断并给出了最大平均输出力所对应的最佳定动子极宽比范围。通过实验测量了不同定动子极宽的力曲线,实验测量结果和有限元计算结果相一致,从而验证了有限元分析的准确性。有限元分析和实验结果表明：对于提升LSRM力密度的最佳定子极宽比范围为0.4~0.45,最佳动子极宽比范围为0.45~0.5,且最佳定动子极宽比范围基本不受气隙、槽深的影响。