关于系统整体局部法及其应用环境的营造和能力培养

文中阐述了系统整体局部法的基本思想,并结合教学指出了如何营造其应用环境,培养学生自学及独立解决问题的能力。

基于“局部-整体”映射法的焊接装配变形数值仿真

焊接的非平衡加热、冷却过程导致产生焊接应力与变形,而焊接残余变形是影响结构设计完整性、制造工艺合理性和结构使用可靠性的关键因素。本文基于"局部-整体"映射法,模拟了局部模型为T形接头角焊缝的局部塑性应变,并把结果用于薄壁箱形梁的焊接装配变形数值仿真,同时对不同焊接顺序产生的残余变形情况进行了分析和探讨,并将预测结果与焊接工艺试验结果进行了对比验证,二者吻合很好,从而为研究焊接顺序对大型焊接结构变形的影响提供了一种方法。

整体局部方法在结构形状优化中的应用

探讨了将整体局部方法应用在以有限元方法为基础的结构形状优化中的可行性。以无限大平面中心孔的应力集中问题为例,给出了应用该方法进行形状优化时出现的两类基本问题(定切割边界问题和不定切割边界问题)的解决方案。经分析发现,定切割边界优化方法有更高的通用性,但不定切割边界优化结果更接近真实解。由此可见设计边界形状的变化对切割边界位移插值的正确性影响较大。

基于“局部-整体”映射法的大型焊接构件装配变形数值分析

大型复杂薄板类焊接结构件焊道多、热输入大、焊接时间长,进行三维非线性瞬态焊接仿真计算周期长、效率低,无法应用于工程实践,本文应用"局部-整体"映射法对汽轮机低压缸子部套大型薄板结构件进行了装配变形数值分析。开发了基于Sysweld软件HSF模块的双侧角焊缝热源模型;建立了局部结构的有限元模型并进行了瞬态非线性塑性应力分析;将宏单元装配映射到整体的薄板焊接构件中,在Pam-assembly中对整体构件进行弹性变形计算;并对焊接工艺顺序进行了优化。计算结果为大型薄板类板筋焊接构件完整性设计、制造工艺方法的选择,以及运行中的安全评定提供技术指导和理论支持。

岩体工程中断层数值模拟分析方法研究

断层、软弱结构面等非连续结构面对岩体结构稳定的影响一直是工程界关心的热点问题,近年来,利用整体局部法(G/L方法)重点考虑局部区域应力应变以及位移分布在国内外许多领域中得到了广泛的应用。根据岩体工程的特点,提出了一种改进的整体局部法用于考虑断层、软弱结构面的影响,并编制相应的三维有限元程序。最后通过一个简单的三维边坡的实例验证了方法的正确性和可靠性。通过和一般有限单元法计算结果对比表明相差不大,该方法对于复杂岩体的变形与稳定分析具有一定的参考意义。

焊缝收缩法焊接变形技术研究

以船体甲板结构为研究对象,采用热弹塑性法和局部整体法计算分析甲板分段典型焊接接头应变大小,并将该计算结果与实验测量结果相对比控制和验证有限元计算精准度。以典型焊接接头计算结果为基础,采用Weld-Planner焊缝收缩法预测甲板分段结构的焊接变形。采用焊缝收缩法计算工程结构的焊接变形时,计算过程易于收敛,计算效率显著提高,是预测大型复杂结构焊接变形一种方便有效的方法。

基于网络架构的宿舍信息系统关键算法设计

系统的开发采用B/S和C/S相结合的混合方式,采用大型数据库Oracle10i作为后台,支持Intranet和Internet的协同操作。数据管理、系统配置等宿管科使用的管理功能使用C/S模式以提高数据处理效率,班主任在线查询、学校校风督导等大批量用户访问的模块采用B/S模式以提高系统的易用性与可操作性,发挥了这两种模式各自的长处。系统的核心自动宿舍安排算法采用整体分块局部随机法。文中对网上宿舍管理系统的关键算法、背景需求、业务需求分析、功能模块、数据库物理设计等方面进行了阐述。

多能互补发电系统中抽水蓄能的优化配置

为了解决多能互补发电系统中根据经验进行容量配置而导致成本高、可靠性低的问题,对风力发电机和光伏阵列的容量利用粒子群优化方法进行配置,抽水蓄能的容量利用整体-局部法进行优化配置.通过年负荷、年风能资源和年太阳能资源等初步配置其容量;再根据月负荷、月风能资源和月太阳能资源等进行校核、调整;最后,根据典型日负荷及相应的风能资源和太阳能资源等对其容量做进一步完善.以一套海岛孤网风-光-抽蓄-海水淡化系统为例,利用整体-局部法对系统中的抽水蓄能进行了优化配置.结果表明:利用年数据进行初步配置后,配置抽水蓄能机组容量为120 kW;在月校核过程中,根据月负荷失电率的要求,需将容量调整至420 kW;由于日负荷及风能资源和太阳能资源的波动性,存在一定的失电率,则需在日校核过程中配置一定量的蓄电池.

海岛风/光/抽蓄/海水淡化复合系统的配置优化

为解决海岛用电用水问题,构建了风/光/抽蓄/海水淡化复合系统。为了降低系统成本,采用粒子群优化算法和整体-局部优化方法对系统进行配置优化。优化目标为系统初次投资,约束条件为供电可靠性,初次投资的评价指标用CE(cost of energy)表示,供电可靠性的评价指标用负荷失电率、电量累计盈亏量、保证连续阴雨天和无风天气的天数等。其最优配置结果为风力发电机总装机容量0.7 MW,光伏阵列容量0.8 MW,抽水蓄能机组容量0.42 MW,蓄电池容量1 050 k W·h,最优配置使系统的负荷失电率低于0.01,很好地保证了海岛的用电用水。

工程机械伸缩臂接触应力高效有限元分析

工程机械中存在大量的滑动伸缩机构接触问题,对此类问题进行分析的最有效方法是有限元法,但是对于大型复杂机械进行整机分析时面临着计算耗时过长和计算不易收敛等问题,为提高分析效率,采取先整体后局部的两步分析法,即从整体粗网格模型分析结果提取局部子模型位移边界条件,然后将其施加到细网格局部子模型上来分析详细局部接触部位应力的求解策略.以某一实际设计的高空作业车伸缩臂间滑动接触结构分析为例实施了两步法分析过程,在获得相近局部分析精度的条件下,采用整体-局部两步分析法比用细网格整体模型求解显著提高求解效率.

钢筋混凝土梁力学性能的有限元模拟与分析

利用整体—局部均质化法计算了钢筋混凝土材料的有效力学性质,并用经典Mori-Tanaka理论、蔡氏半经验半理论公式验证了该方法的可靠性,同时将钢筋混凝土材料等效成一种材料,用有限元法计算了原始材料与等效材料简支梁受集中荷载作用及对称弯曲作用的变形和应力。

桁架桥梁节点增强优化方法研究

针对下承式钢管混凝土桁架梁桥拆除过程节点强度不足问题,提出下弦杆翼缘栓接型钢、腹杆补焊槽钢、端部三角区焊接钢板、新增腹杆的综合节点加固方案。基于“整体-局部”分析方法,对比分析3种新增腹杆与原节点连接方案,对加固后的节点构造进行优化设计。结果表明:(1)加固后腹杆应力峰值减小47.6%,下弦杆应力峰值减小44.4%;(2)采用新增腹杆与原节点焊接的连接方案,节点最大应力值均远大于钢材设计强度值,不满足节点受力要求;(3)新增腹杆与原节点外贴节点板连接方案,屈曲荷载约为最大荷载工况对应荷载的5.5倍,但节点最大应力值较大,不满足节点受力要求;(4)采用新增腹杆与原节点焊接并在节点钢管混凝土内部灌浆方案,最大应力值相对较小,原有杆件外侧均采用槽钢加固,节点受力满足要求,推荐采用方案3的连接方式。

焊接顺序对大型厚板结构焊接变形的影响

大型厚板结构焊接变形影响其制造质量,预测和控制结构件的焊接变形具有重要的工程意义。以工程车车架为例,采用局部-整体映射法研究了焊接顺序对其焊接变形的影响。采用热弹塑性法分析了T形和角接接头的焊接过程,提取接头局部塑性应变,映射到整体模型,实现整体结构焊接变形的计算。现场焊接顺序下结构变形最大,最大变形量为2.852 mm,计算结果与试验结果基本一致,采用优化的焊接顺序,可有效控制整体焊接变形,变形最大值可减小43%。