黏接界面各本构模型之间形状参数的关系研究

指数型、多项式、三线型及双线性内聚力模型广泛用于表征黏接结构的界面性能,建立不同模型形状参数间的关系,可以为界面问题研究中参数的选取提供参考。首先,保持黏接界面的临界应力和断裂能相等,推导四4种模型形状参数之间的关系,任意2种模型的形状参数可相互表示。其次,基于改进的遗传算法反演识别率相关的铝合金黏接界面4种模型的形状参数,以指数型模型为基准,多项式、三线型及双线性模型形状参数反演识别与预测值的相对误差分别为1.76%、1.54%、3.13%。最后,根据各模型形状参数之间的关系给定4种模型界面参数,对比分析有限元仿真结果,4种模型表征的界面性能相同,验证了推导结果的准确性。

复合固体推进剂细观结构建模及脱黏过程数值模拟

为研究复合固体推进剂损伤演化规律,基于分子动力学颗粒填充算法构建了HTPB(hydroxylterminated polybutadiene)推进剂细观结构模型,通过在AP(ammonium perchlorate)颗粒/HTPB基体界面处引入黏接接触替代传统的黏接单元,并基于Hooke-Jeeves的参数优化算法反演得到颗粒/基体界面处内聚力模型参数,利用双线性和自定义指数型损伤内聚力模型模拟了AP颗粒和HTPB基体黏接界面处损伤的萌生、发展、聚合直至宏观裂纹破坏的过程。通过数值仿真与实验结果对比发现,指数型损伤内聚力模型比双线性模型能更准确描述推进剂单轴拉伸过程中颗粒与HTPB基体界面间脱黏过程。最后对比了多阶段加载实验结果与仿真结果曲线,发现两者变化趋势基本一致,最大偏差仅为10%,验证了所建细观模型的可靠性及反演所得界面参数的准确性。

基于差异进化算法的基坑变形与坑外地表沉降关系分析

根据已有研究,基坑围护结构变形基本上可以分解成正向转动、反向转动及绕曲三种变形。它们与坑外地面沉降分布有较明显的对应关系,可采用指数形式的公式进行描述。但是,其中的系数与不同地质条件和围护水平有密切关系,难以精确计算。实际工程分析中通常采用监测参数反演识别方法获取其系数值。目的在于可以通过坑外土体沉降监测获得维护变形情况,预测未来阶段变形。以某市地铁2号线湾家车站基坑为背景,基于差异进化算法中缩放因子F和交叉概率Cr的合理选择,研究指数公式系数反演问题。首先,通过对算法中F和Cr不同取值对指数公式计算结果的影响分析,得到收敛条件最好时的F和Cr值;然后,根据F和Cr值反演系数参数。使用对角线交叉的最小二乘法作为差异选择函数,对原始数据进行处理。工程实践应用表明,基于差异进化算法反演识别参数是效,可用于坑外地面沉降与围护变形对应关系的预测研究。

推进剂/包覆层界面脱粘率相关特性研究

固体火箭发动机(SRM)装药包覆界面性能对发动机安全工作意义重大。为研究改性双基(CMDB)推进剂/三元乙丙(EPDM)包覆层界面在不同受载速率下的脱粘情况,采用双悬臂梁(DCB)试件对包覆粘接界面进行了界面脱粘性能试验研究,获取了脱粘界面扩展过程中的加载点载荷-位移曲线。同时,构建了界面率相关内聚力模型(CZM),并采用Hooke_Jeeves优化算法反演识别出相关模型参数。通过对比多阶段加载实验及仿真结果曲线验证了模型的可靠性,结果表明,二者变化趋势基本一致,最大误差小于15%,所得结论对固体火箭发动机装药界面脱粘研究具有一定参考价值。