基于有限单元柔度法和刚度法的几何非线性空间梁柱单元比较研究

分别基于有限单元柔度法和有限单元刚度法二阶分析理论,采用纤维模型梁柱单元编制了钢筋混凝土杆系结构二阶非线性分析程序;分别采用这两种方法对几个典型试验实例进行了计算机模拟分析,通过模拟分析结果的对比,对有限单元柔度法与有限单元刚度法处理几何非线性问题的效果与效率进行了比较研究。结果表明:对于几何非线性问题,尤其是对于处理下降段(非稳定阶段)问题,基于柔度法的梁柱单元无论从计算效率还是计算效果上都明显优于基于刚度法的梁柱单元,有限单元柔度法是目前处理杆系结构材料与几何双重非线性问题最为有效的分析方法。

基于有限单元柔度法和刚度法的非线性梁柱单元比较研究

分别基于有限单元柔度法和有限单元刚度法理论,采用纤维模型梁柱单元编制了钢筋混凝土杆系结构非弹性分析程序。基于柔度法的梁柱单元模型的特点在于以单元截面力插值函数作为出发点,在不考虑几何非线性的前提下,总能保证单元内部截面力场分布满足平衡条件。通过构造的数值算例及钢筋混凝土双向弯曲柱反复加载试验结果与两种方法模拟分析结果的对比,对柔度法与刚度法的分析效果进行了比较研究,并对纤维模型梁柱单元解决空间杆系结构非弹性分析的有效性进行了验证。结果表明:对于结构处于强非线性阶段,尤其是对于处理下降段(软化)问题,基于柔度法的梁柱单元无论从计算效率还是计算效果上都明显优于基于刚度法的梁柱单元;纤维模型梁柱单元是目前处理空间杆系双向弯曲与变轴力耦合问题最为实用有效的单元分析模型。

从学习进阶到内容重构:基于情境链的体育与健康课程大单元的内部构建

情境链是体育与健康课程大单元教学内容重构的重要支撑,能有效解决中小学体育教学实践中的教学内容低级重复、情境创设连贯性较弱和延展性不够等问题。基于情境链的体育与健康课程大单元教学重视链式整合的课程样态,依托递进的情境进行专项运动技能的有效学练,通过情境链串联目标、任务、内容等课程元素,整体规划体育与健康课程大单元的学习路径。情境认知理论、境脉学习理论与学习进阶理论为情境链的深入理解提供了理论基石与实操框架。结合三大理论的基本要素探讨基于情境链的体育与健康课程大单元的构建流程,聚焦核心素养的整体性,通过水平二“篮球保护和控制球能力的提升”大单元主题案例,从“精准分析学情,确立大单元学习目标”“提取关键概念,规划大单元学习路径”“串联进阶元素,重构大单元学习内容”“基于真实情境,评价学生的学习表现”展现完整的情境链研究。

把握主篇 带动次篇──议论文单元比较教学探微

把握主篇带动次篇──议论文单元比较教学探微贾爱媛现行中学语文新教材的编排，特别注意单元教学内容编排的科学性、综合性、实用性。一个单元几篇课文既有共性，又有其各自的特点。因此，我们在教学中，应当把本单元的教学内容视为一个有机的整体。既要探究其共性，也要...

大单元视阈下体育与健康教学模式的经验汲取与应用策略

核心素养导向的体育与健康大单元教学亟需从专家的理念引领转化为教师的课堂实践。体育与健康大单元教学组织形式与教学模式均顺应教学专业化的要求,试图找寻能够指导基层课堂教学的规律、原理,教学模式着眼于结构程序与操作框架,教学组织形式立足于作用机制与环境特征。围绕体育与健康大单元教学的关键内核:多课时的教学单位是大单元教学整体规划的载体;结构化的教学设计是大单元教学内容整合的抓手;运动项目完整的体验与理解是大单元教学情境设计的依据,研究汲取了运动教育模式、领会教学模式、个人与社会责任教学模式等的教学组织经验,提出大单元视阈下体育与健康教学模式的应用策略:基于学习体验、任务拆解规划教学单元;围绕学习主题、概念原理整合教学内容;依循认知规律、活动架构创设学习情境。

一种高效星载功率调节与配电单元设计与实现

文章结合深空探测供配电分系统任务特点,提出功率调节、配电、火工控制等多功能模块轻小型一体化设计的必要性。介绍了国外功率调节与配电单元的研究现状、国产功率调节与配电单元研制的意义,功率调节与配电单元组成及功能设计,并通过多母线融合设计、多路放电均流设计、单元集成化设计等关键技术,解决了深空探测器高可靠轻小型化功率调节与配电单元设计难题。在轨飞行结果表明:功率调节与配电单元功能正常,工作可靠,性能优良。功率调节与配电单元的国产化设计实现,可为其它航天器的设计提供参考和借鉴。

降阶单元的新进展:内置了最大模误差估计器的自适应有限元法初探

该文基于初值问题中降阶单元的成功实践,进一步对一般边值问题提出无需超收敛计算、无需结构化网格、无需结点位移修正的降阶单元;进而提出以降阶单元作为最终解,且内置了最大模误差估计器的自适应有限元算法。该文对这一研究进展做简要介绍,并给出一维和二维边值问题的初步算例,以展示本法的可行性、有效性和可靠性。

单元比较阅读教学实践探索

单元比较阅读教学是指以教材单元为教学单位，运用比较法异中求同、同中辨异，并结合其他常用的阅读方法引导学生把握语文学习的规律．提高学生语文素养的一种整体教学活动。单元比较阅读教学的主要特色是：整体、比较、积淀、高效。它打破了单篇教学的局限，将单篇教学的内容在统一的主题下重组，着眼于单元整体教学的构建。

单元教学设计的程序探讨

依据当代教学设计与学习科学研究,可以将单元教学设计程序确定为6+1步骤,这就是明类型、划水平、定任务、写目标、编量规、优结构和配评估。“明类型”明确学生要学到什么,“划水平”规定学生要学到什么程度,“定任务”则指导教师如何开展教学帮助学生学到要学的东西,达到预期的掌握水平。“写目标”要求教师按照内部心理模式和外部行为表现相统一的方式来编写教学目标,“编量规”是依据教学目标来细化具体的评估要求。“优结构”是指通过教师创设学习环境、优化教学结构和运用教学方法来帮助学生达成学习目标。“配评估”则要依据类型、水平、任务、目标、量规和结构的要求,具体确定评估的方式和特征,以评促教,以评促学。单元教学设计程序有利于教学取得减负增效赋能的效果。

具身认知理论视域下语文大单元教学策略研究

大单元教学是《义务教育语文课程标准(2022年版)》和学习任务群的必然要求,但在教学开展过程中存在着困境。具身认知理论主张认知不仅仅依赖于大脑,更是身体和环境互动的产物,强调教学过程中“身心一体”与“主客融合”的教学范式。基于具身认知理论的大单元教学是在新课标背景下,以具身认知为指导,以大单元教学为依托,促进学生问题解决与迁移,思维提升与创造。为此,从学习目标、学习情境、学习任务、学习评价四个方面进行设计,发挥身体在学习中的作用,以更好地实现学生核心素养发展。

基于二次分解双向门控单元新型电力系统超短期负荷预测

在新型电力系统中,电力负荷随机性和波动性较强,现有预测方法难以对其实现高精度预测。为此,提出一种基于二次分解和双向门控循环单元的超短期负荷预测模型。首先,针对电力负荷的强随机性和强波动性,利用自适应噪声完备经验模态分解对电力负荷历史序列进行初步分解,使负荷序列更加平稳。随后,对初步分解得到的强非平稳分量运用连续变分模态分解进行二次分解,降低其预测难度。最后,为充分学习电力负荷的时序特征,在预测过程构建基于双向门控循环单元的超短期电力负荷预测模型。实验结果表明,该模型相较于现有优秀预测模型有更高的预测精度。

一种基于改进门控循环单元的叠前时变子波提取方法

子波的精确提取是地震勘探后续反演与成像的前提,针对传统时变子波提取方法受到的各类假设限制,且需分别提取子波振幅谱与相位谱的问题,本文提出了一种基于改进门控循环单元(GRU)网络的叠前时变地震子波提取方法.根据实际叠前地震数据分布特征与非平稳性质,本方法首先建立非平稳地震记录与添加随机噪声的时变子波训练数据集;为对提取出的时序特征进行拓展,提升传统GRU网络对长时序列的处理能力,本方法搭建起含多层GRU模块与全连接神经网络的改进门控循环单元网络模型;利用建立的训练数据集对网络模型进行训练使网络具备提取时变子波的能力;为提高训练效率与提取精度,本方法在训练的反向传播过程中应用自定义WaveLoss损失函数衡量误差,最终实现叠前时变子波的估计.经合成数据仿真实验与不同方法对比验证,本文提出的叠前时变子波提取方法具有更高的准确度;经对中国西部不同地区实际叠前地震资料处理与反褶积验证分析,该方法可有效提高目标区叠前地震剖面分辨率.

共同结构规范中舭部曲板作为硬角单元的适用条件研究

按照共同结构规范要求,对于船舶舭部板的船体梁极限强度和残存强度计算,规定在一般情况下应将其视为硬角单元,但未明确可以将其视为硬角单元的具体条件。本文利用共同结构规范对于曲板屈曲能力的评估方法和非线性屈曲有限元分析方法,对船舯区域和船舯以外区域的典型几何形状的舭部曲板进行了研究,得到了在共同结构规范要求的船体梁极限强度和残存强度计算中,舭部板可以被视为硬角单元的简要条件。

镗杆切削力感知单元结构设计与优化

为满足测量镗杆切削力的需求,采用ANSYSWorkbench有限元分析软件对镗杆等效应力与等效应变分析,确定感知单元安装位置。提出两种镗杆感知单元结构,运用响应曲面优化法确定感知单元最佳优化方案,通过计算、分析相关参数,来确定最佳的优化方案,并与优化前的感知单元结构方案进行比较。结果表明:当未超过应变式微力传感器最大等效应变时,均布式感知单元结构中镗杆最大测量值为329N;以附加支撑感知单元最大测量值为1000N为设计目标,获得5种最优结构参数,在实际设计制造中,可根据实际情况从中进行选择。

三维可变形圆化多面体离散单元法

为真实模拟岩体的变形特性与运动形态,将圆化多面体离散元法与有限单元法结合,提出一种三维可变形圆化多面体离散单元法。该方法既能真实表征块体的不规则特征,又降低了接触判断的难度,同时能准确反映块体的变形特性。在求解切向接触力时,将接触判断对象从接触对简化为单元整体,显著提高了计算效率。为分析块体变形特性,在块体离散单元内部划分有限元网格,将最外层有限元网格作为最小接触单元。采用直接平均法,将接触力转化为等效节点力,并采用非线性有限单元法实现对单元变形特性的精确模拟,克服了圆化多面体无法反映单元变形的缺陷。通过5个算例论证了新方法在捕捉单元变形、运动形态以及其力学特征等方面的准确性和高效性。

基于多分辨率-多边形单元建模策略的多材料结构动刚度拓扑优化方法

利用多边形有限单元的高精度求解优势,融合多分辨率拓扑优化方法,实现粗糙位移网格条件下的高分辨率构型设计,由此提出多材料结构动刚度问题的拓扑优化方法。将多边形单元(位移场求解单元)劈分为精细的小单元,构造设计变量与密度变量的重叠网格,形成多分辨率-多边形单元的优化建模策略;以平均动柔度最小化为目标和多材料的体积占比为约束,建立多材料结构的动力学拓扑优化模型,通过HHT-α方法求解结构动响应,采用伴随变量法推导目标函数和约束的灵敏度表达式,利用基于敏度分离技术的ZPR设计变量更新方案构建多区域体积约束问题的优化迭代格式;通过典型数值算例分析优化方法的可行性和动态载荷作用时间对优化结果的影响机制。

利用熵权TOPSIS和遗传算法的焊接单元划分方法

在充分分析焊接工艺特性的基础上,以降低焊接序列规划和焊接工位分配难度为目标,综合考虑单元间的平衡问题和单元复杂度问题,提出一种利用熵权TOPSIS法和遗传算法实现焊接单元合理划分的方法。首先,根据最佳单元划分公式确定基础件数量范围;其次,以零件的质量、体积、表面积、零件连接数量、焊缝数量、焊缝体积为评价指标,通过熵权TOPSIS法确定基础件;然后,以单元稳定性、单元平衡性和单元复杂度为优化目标,利用遗传算法得到不同单元数量时的最佳单元划分方案,通过对比分析确定最佳单元划分方案,实现焊接单元的科学合理划分;最后,以某车型前副车架为例进行验证,结果表明该方法快速、合理、有效,能够满足实际的工程需求。

基于门控循环单元网络的钻井井漏智能监测方法

井漏是钻井过程中常见的钻井风险,若对该风险发现、处理不及时,极易导致井塌事故,轻则延长施工周期,重则危害现场人员人身安全。为了提高油气井钻井过程中井漏风险识别的准确性,降低风险识别对人为经验的依赖,结合钻井参数的非线性以及长时依赖特征,提出了一种基于门控循环单元(Gated Recurrent Unit,GRU)网络的井漏风险智能识别方法。该模型以池体积、出口流量和立管压力作为监测参数构建GRU网络,能够提取监测参数的时间序列特征,以实现对井漏风险的准确识别。利用现场实测钻井数据对模型进行了实验测试,结果表明,该方法对井漏风险的识别准确率达到了90.1%,优于长短期记忆网络的识别结果。

Pasternak地基中H(t)-V受荷桩水平响应有限杆单元法分析

为探讨桩顶水平动荷载H(t)与竖向荷载V联合作用下桩基的水平响应,基于Pasternak地基和Euler梁理论,建立了桩-土相互作用水平振动分析模型,采用改进的有限杆单元方法求解考虑P-Δ效应、土体剪切效应影响的综合刚度矩阵方程,结合桩土连续边界条件得到桩身内力与位移解答.通过与已有解析解、有限元解和模型试验的结果比较,验证了计算方法的合理性.最后,对影响桩身内力与位移的主要因素进行分析.结果表明:1)传统Win⁃kler地基相较于Pasternak地基模型,忽略了地基土体的剪切效应,将夸大桩体结构的实际受力,使得计算得到的桩身水平位移和弯矩均大于Pasternak地基所得结果,且随着桩土弹模比Ep/Es的降低,两种地基模型计算的桩身最大水平位移和弯矩的差异性呈现出增强趋势;2)随着桩顶竖向荷载的增加,桩身水平位移和弯矩受P-Δ效应的影响显著.当桩顶竖向荷载特征参数λ由0增至2时,桩身最大水平位移和弯矩分别提高40.85%和78.57%;3)相较无限长桩(L>20d_(p)),有限长桩的水平位移和弯矩的动力响应受桩身长径比L/d_(p)影响更大;桩身最大水平位移和弯矩随着水平简谐荷载幅值H_(0)的增加而增大,随着无量纲频率a_(0)的增大而减小.

基于单元生死技术的埋地管道塌陷过程力学分析

为解决埋地管道塌陷发育过程中管周土动态流失的非线性问题,首先,采用数值分析方法构建穿越塌陷区的管-土非线性耦合模型,并应用单元生死技术模拟土体流失过程;其次,依托试验实测数据及规范验证模型,分析不同塌陷阶段埋地管道的应力变形特征;然后,研究埋地管道遭受土体塌陷作用下的破坏机制,确定埋地管道的控制应力及危险截面;最后,通过分析管土接触,探讨管土相互作用揭示埋地管道塌陷动态演化过程及力学特征。结果表明:轴向应力为控制应力,跨中管底为控制点,跨中截面为危险截面,过度的拉应力是埋地管道失效的主要原因;证实管土分离现象的存在,且在塌陷深度达到48 mm时管土分离;随着塌陷过程的进展,管-土结构从开始变形到埋地管道受拉破坏的全过程分为3个阶段,即顶部受压阶段、过渡阶段和底部受拉阶段,塌陷深度80与160 mm为分界点;塌陷深度达到59 mm时,管顶应力在跨中位置处实现谷值到峰值的转变;塌陷深度达到80 mm时,摩擦应力出现。