基于最小变形能原理的加固效果评价理论

对岩土体采取工程加固措施,来提高结构与地基系统的安全度是一种通常的做法。常用的加固措施有灌浆、混凝土置换、锚杆等。但由于缺乏科学衡量加固效果的物理指标,难以对不同加固方案进行技术上的比较。该文提出基于最小变形能原理的岩土体加固效果评价理论,指出加固效果最好的岩土体加固方案,其变形能最小。研究了变形能与加固岩土体弹性模量、抗剪强度、加固范围等因素之间的关系,表明加固参数在一定范围内,加固效果的增长十分明显,超过这个范围,效果增长的速度趋于平缓。研究还给出结构-地基系统破坏过程中系统变形能的变化规律,当系统趋于破坏前的临界状态时,系统的变形能趋于无穷大。该理论有利于确定最优的加固方案和支护参数,确保系统的加固更有效。

基于弹簧-悬臂梁模型最小变形能的气动载荷分配方法

在进行气动载荷到结构载荷转换时使用弹簧-悬臂梁模型来代替悬臂梁模型,解决了如果气动载荷点与部分结构节点重合则会导致难以求解的问题,载荷分配结果符合"近大远小"的规律,且分配前后完全符合等效性。研究了模型参数对载荷分配结果的影响,讨论了利用悬臂梁与弹簧刚度比,刚度与目标点距离的比来控制分配结果的方法。另外,讨论了使用构造函数代替物理模型的方法。

一种最小变形度全景视频映射方法

全景视频需要经过采样映射转换成平面矩形视频,以便后续的压缩编码。针对现有映射方法存在的内容变形和采样不均匀问题,提出一种最小变形度映射方法(Minimum Deformation Projection,MDP)。首先提出新的变形度计算公式求得最优解,其次结合像素排列为矩形的要求和人工边界等因素对最优解做近似,最后得到了最优的多边形映射形状和像素排列方案。实验数据表明,MDP的采样密度更均匀,结合使用x265,相对于ERP可以获得约14.47%的增益,优于其他映射方法。

深井巷道控制围岩最小变形时空耦合一体化支护

采用现场实测、数值模拟等综合研究方法对深井巷道围岩变形、应力及破坏规律进行了深入研究,揭示了深井巷道时空演化失稳机理,阐明了允许巷道一定变形的支护方法用于深井巷道时围岩破坏失稳的力学本质.提出了深井巷道控制围岩最小变形支护原理,并研发了深井巷道围岩稳定性控制的时空耦合一体化支护技术.其核心是突出不同时间、巷道不同部位,强调实施不同强度一体化主动支护,实现巷道支护在时间及空间上的最佳耦合,及时地尽可能把巷道围岩变形控制在最小范围内.

综合投影变形最小任意带高斯正形投影参数确定

对测区总体投影变形均匀度有较高要求的工程,应当以综合投影变形最小化为准则进行投影参数的科学选择,对于任意带高斯正形投影,将投影计算参考位置选择在测区中央并不能使投影变形在该准则下达到最优。文本研究了基于综合投影变形最小标准确定投影参考位置的方法、中央子午线至测区参考位置距离Y’m的确定方法,以及该方法在满足投影变形限差条件的最大可适用范围。

三维模型近刚性保体变形

为保持三维模型表面细节和模型体积,提高模型变形的真实感效果,提出一种基于能量最小化的近刚性保体变形方法.首先对模型进行Laplacian变形,在此基础上,通过极分解求解曲面局部区域三角形的旋转变形,构建模型刚性变形能;然后通过模型体积积分离散化将模型体积变形约束转化为模型曲面变形约束,构建体积变形能;再通过衡量约束点的位置变形误差构建约束变形能.在最小二乘意义下最小化上述加权变形能,获得模型变形结果.实例结果表明,文中方法能够在线性的算法效率下获得近刚性保体变形效果,为模型的真实感变形提供了一条有效的途径.

套管径向变形可修复界限研究

由于缩径变形套管的最小可修复内径没有明确值,导致采用胀管器整形时容易造成套管二次伤害。在分析胀管器冲击整形作用机理的基础上,根据缩径变形套管的整形工艺,利用ANSYS/LS-DYNA动力有限元程序编制了确定缩径变形套管可修复最小内径的计算程序。以钢级P110、139.7mm不同壁厚套管为例,计算了不同缩径量下的最小修复内径,并根据计算结果绘制了缩径套管内径与胀管器规格对应图版。对计算结果进行了评价分析,结果表明,采用高效胀管器修复缩径套管时,最小修复内径取决于套管的屈服强度和需要达到的最小通径,为了达到所需的最小通径,需要在最小修复内径基础上换3～4种规格的胀管器。在中原油田文95-86井的应用表明,根据计算出的最小修复内径修复缩径套管,可以在保证不伤害套管的前提下提高修复缩径套管的成功率。

对弹性力学势能原理等价性提法的商榷

从热力学第一定律出发可得到功能原理、平衡条件、几何方程。从热力学第二定律出发可得到最小变形能原理、最小势能原理。热力学第一定律和热力学第二定律是两类物理性质不同的弹性变形条件,二者相互独立,前者可确定弹性变形大小,后者可确定弹性变形分布规律。弹性力学中最小势能原理等价于平衡条件、广义势能原理等价于弹性力学基本方程的提法并不正确。

基于材料特性的飞刀铣削加工表面粗糙度模型的研究

为了更好的预测飞刀铣削加工的表面质量,针对工件材料自身性能进行研究。通过对切屑形成机理和材料力学性能的分析,并引入最小未变形切屑厚度。得出材料特性对表面的影响形式为回弹和侧流。基于以上两种形式,结合微观切削模型中,各加工中相关参数的关系,建立了新的表面粗糙度模型。通过验证实验,该模型具有良好的预测精度,误差范围控制在8.382%以内,同时最高精度为1.582%。

模版特征线匹配的牙齿形状修复

牙齿形状修复是牙科修复CAD系统的核心问题,其中结构特征线,如颈缘线、修复边缘线是决定修复体制造精度的关键要素.针对现有牙齿形状自动修复算法未考虑结构特征线附近的咬合面形状约束以及仅能处理部分缺失情况的问题,提出了结合模版特征线匹配与移动最小二乘变形的修复体曲面重建算法.该算法采用智能剪刀算法半自动指定牙齿预备体上的结构特征线,并采用曲面拟合技术将该结构特征线投影至模版牙齿模型以建立曲线约束;再用近似刚性的移动最小二乘变形算法将模版牙齿模型匹配到牙齿预备体上;最后将移动最小二乘变形算法并行化,实现了以特征线为控制句柄的修复体形状交互设计.实验结果表明,由于引入了曲线约束,文中算法重建的修复体在结构特征线附近可获得更自然的咬合面形态.

A NOTE ON 2_(IV)^(m-p) DESIGNS WITH THE MAXIMUM NUMBER OF CLEAR TWO-FACTOR INTERACTIONS

In this article, the authors obtain some theoretical results for 2_(IV)^(m-p) designs to have the maximum number of clear two-factor interactions by considering the number of two-factor interactions that are not clear. Several 2_(IV)^(m-p) designs with the maximum number of clear two-factor interactions, judged using these results, are provided for illustration.

DP780钢焊接接头温度场及粗晶区相含量数值模拟

应用均匀试验设计方法设计12组焊接工艺参数(焊接电流分别为60,70,80,90,100,110 A;焊接速度分别为1.96,2.88 mm·s^(-1)),建立DP780双相钢焊接有限元模型,通过模拟和试验,以接头变形量最小为指标确定了最佳焊接电流和焊接速度;采用焊接有限元模型模拟了最佳参数焊接时接头的温度场和热影响区粗晶区(CGHAZ)马氏体含量,并通过热模拟试验进行验证。结果表明:当焊接电流为100 A、焊接速度为1.96 mm·s^(-1)时,焊接接头的变形量最小,该变形量有限元模拟结果与试验值的相对误差为3.528%,说明模型较准确;有限元模拟得到距焊缝中心距离在2.44~6.97 mm的区域为CGHAZ,该区域中的马氏体面积分数为43%,与热模拟试验制备粗晶区试样中的马氏体面积分数(44%)相近,说明建立的模型可以用于模拟CGHAZ组织。

构造法在机翼气动载荷转换中的应用

针对机翼气动压力分布数据的离散性,构造任意点附近区域3种形式的压力场曲面函数,以有限元单元为积分区域积分得到该单元内的集中气动载荷,并将其按照最小变形能原理分配到有限元的节点之上.结合某型飞机的测压试验数据比较3种构造函数法求得的气动累积内力,结果表明构造连续的压力曲面函数求得的气动累积内力符合实际气动力的分布特性,满足实际工程需求.

底刃钝圆半径对微细铣削加工的影响研究

在微细铣削过程中,刀具大多数为径向进给,侧刃为主要切削刃,针对侧刃进行的研究较多,但是缺少对底刃的研究,因此本文对仅有底刃参与切削的情况进行了仿真与试验研究。通过对仿真中切屑形貌与试验中表面粗糙度的分析,分别确定了仿真与切削试验的最小未变形切屑厚度值。仿真与切削试验结果表明,最小未变形切屑厚度的仿真值与试验值没有明显差异,最小未变形切屑厚度为0.61~0.70倍的铣刀钝圆半径。根据仿真结果,发现切屑的形成受切削速度的影响。本研究可以用于指导微细铣削加工中对于不同刀具钝圆半径及工件材料加工参数的选择和量化,对于减少刀具磨损,提高微小工件加工质量,有较为重要的指导意义。

微细切削中侧刃的切削影响研究

尺度效应是微切削工艺中的一种特殊现象,通常用最小未变形切屑厚度来判定尺度效应发生的临界点。为了更好地理解微细铣削的切削机理,对铣刀钝圆半径与尺度效应之间的关系进行深入研究是有必要的。由于在铣削加工过程中,刀具大多数为径向进给,侧刃为主要切削刃,因此这里对仅有侧刃参与切削的情况进行了仿真与试验研究。通过对仿真中切屑形貌与试验中表面粗糙度的分析,分别确定了仿真与试验的最小未变形切屑厚度值。仿真与试验结果表明,微细铣削的两种工艺方式对最小未变形切屑厚度的影响有限,最小未变形切屑厚度为(0.28~0.40)倍的铣刀钝圆半径。同时,工件的材料属性对刀具侧刃的最小未变形切屑厚度有一定的影响。本研究可以用于指导微细铣削加工中对于不同刀具钝圆半径及工件材料加工参数的选择和量化,提高工件加工质量具有重要参考价值。

不等跨连续刚构桥体外预应力加固法结构受力分析

体外预应力加固技术通常用于桥梁结构的加固补强,作为提高桥梁结构整体抗弯、抗剪承载能力并提高结构刚度的一种手段,属于主动加固的一种。以某不等跨连续刚构桥进行体外预应力加固改造为研究背景,进行加固后桥梁受力性能的分析和相关极限承载力的分析研究,根据最小弹性变形理论计算体外筋加固方法的应力增量,采用等效荷载法计算加固桥梁次弯矩内容以及介绍锚固块局部构造承压能力计算原理,为后续体外预应力加固项目提供经验参考。

A morphing machining strategy for artificial bonet

研究目的:研究人工骨骼等细长工件的无弯折加工方法。创新要点:1.提出了一种基于曲面变形的渐进式加工方法,该方法保证加工余量在全曲面均匀分布,防止工件弯折;2.利用能量最小化实现T样条曲面的渐进变形;3.将该方法应用于以T样条曲面表示的人工指骨加工中。研究方法:1.算法总体分为生成多层变形曲面和层内刀具路径规划两部分(见图5);2.对T样条曲面采用基于能量最小化的变形方法,以加工切深作为变形约束条件,生成多层变形曲面作为每刀的加工目标形状(见图10);3.每层变形曲面内按限残高标准生成刀具路径(见图12)。重要结论:采用该加工方法可以提高细长形工件的加工质量,保证加工后形状误差不超限。