随机声载荷作用下的复杂薄壁结构Von Mises应力概率分布研究

随机声载荷作用下的某些复杂薄壁结构的振动疲劳属于多轴疲劳,Von Mises应力准则是多轴疲劳损伤分析的一条有效途径。通过对有限带宽高斯白噪声载荷作用下结构Von Mises应力概率分布研究,分析提出Von Mises应力服从双参数Weibull分布或Lognormal分布,并且给出了估算这两种概率分布参数的方法,进而得到了Von Mises,应力峰值概率密度函数,从而为结构的疲劳损伤寿命估算提供依据。在工程应用中采用耦合的有限元和边界元方法计算了某型航空发动机燃烧室火焰筒薄壁结构在随机声载荷作用下的振动应力响应功率谱密度,着重分析了Von Mises应力响应的概率分布特征,并对分析结果采用Kolmogorov-Smirnov(K-S)检验进行了比较验证。

随机振动载荷作用下结构Von Mises应力过程的研究

随机振动载荷作用下结构的多轴疲劳分析非常复杂 ,利用VonMises应力准则将多轴应力响应转换为单轴应力是一条简单而有效的途径 ,其关键问题是VonMises应力概率密度函数的确定。本文提出了VonMises应力过程近似服从Weibull分布的假设 ,同时给出了确定Weibull参数的方法 。

随机振动结构Von Mises应力过程峰值概率密度函数的研究

随机振动载荷作用下结构的多轴疲劳分析非常复杂,利用Von Mises应力准则将多轴应力转换为单轴应力是一条简单而有效的途径。在频域利用Von Mises应力对结构进行多轴疲劳分析的前提是必须获得Von Mises应力过程中应力循环的概率密度函数。本文利用平稳随机过程的穿越分析和极值的概率分析,给出了计算Von Mises应力过程峰值概率密度函数的公式,为进一步进行疲劳损伤及寿命分析打下了基础。

静力-随机振动复合工况下Von Mises应力的概率分布及强度评估

针对静力-高斯随机载荷复合作用下的线性结构,考察了结构Von Mises应力过程的概率分布,在此基础上,利用中心卡方分布近似研究了一定累积概率(99.73%)水平下Von Mises应力值的计算,提出了静力-随机振动复合条件下的强度评估方法。基于一个数值算例,比较了该方法与Monte Carlo模拟的结果和计算效率,结果表明,该方法具有较高的准确度和计算效率。最后,对目前常用的两种工程近似方法进行了考察,从数学上证明了工程近似方法总是偏于保守,为现有方法提供了理论依据。

一种随机振动Von Mises应力的计算方法研究

针对随机振动中应力的不确定性,采用模态叠加理论推出了线性系统随机振动von Mises应力均方根值和功率谱密度的计算方法;采用该计算方法对一算例结构进行了von Mises应力均方根值和功率谱密度计算,并针对应力计算结果进行了结构随机振动疲劳分析,通过与已有试验结果的对比,验证了方法的有效性。

Von Mises应力约束的连续结构的一种双向拓扑优化方法

本文依照双向进化结构拓扑优化方法(BESO)的基本思路,采用一种双区域技术,设计了一种双向进化拓扑优化方法,将设计区域划分为两个区域:用于显示结构拓扑构型的前台区域以及用于搜索单元可能生长方向的后台区域。根据结构有限元计算确定单元所在区域,并根据不同的区域,增加或删除结构单元,从而获得最优的拓扑构型。文章最后通过数值算例验证了该方法的可行性。

非均匀地应力下井壁Von Mises应力及稳定性分析

为分析非均匀地应力作用下井壁Von Mises(米塞斯)应力及其对井壁稳定性的影响,建立了非均匀地应力作用下井壁附近岩石的力学分析模型.根据弹性力学中应力与应力函数之间的关系,应用叠加原理,导出了非均匀地应力下井壁径向应力、环向应力和剪切应力计算公式,分析了非均匀地应力对井壁稳定性的影响,确定了以钻井液密度为自变量的井壁Von Mises应力的二次拟合公式.采用拟合公式计算的井壁Von Mises应力误差小于2.5%,利用该公式可以确定井壁岩石不会破裂的钻井液密度.

基于SVM的套管最大von Mises应力预测方法

为了预测非均匀地应力条件下不居中套管的最大应力,提高套管安全性,研究了基于支持向量机(SVM)的套管最大von Mises应力预测方法.首先确定了影响套管最大应力的关键因素,包括非均匀地应力、水泥环的弹性模量及泊松比、套管偏心距等8个因素;然后利用ANSYS软件构建了套管应力实验样本;最后建立了ε-SVR模型,实现了套管最大应力的预测.通过自学习,基于径向基核函数的SVM回归方法对于训练样本达到了很好的精度,5个测试样本的平均相对误差仅为1.32%,具有较好的预测精度,满足工程需求,且可以实现非均匀地应力条件下不居中套管最大应力的快速求解.研究结果为现场安全施工提供了理论依据.

基于Von Mises应力的预应力钢结构拓扑优化设计

为预应力钢结构设计获得最优拓扑构型和索力值,以结构拓扑和索力值为设计变量,以Von Mises应力为约束条件,建立了以结构质量最小为目标函数的数学优化模型.在求解方法上,首先以结构储存应变能最小(刚度最大)确定施加在结构上的索力值,然后采用渐进结构优化法删除低Von Mises应力单元实现结构的拓扑优化以减轻结构质量.算例结果与相应体系受力性能相吻合.

基于经典Von Mises应力的多轴等效应力修正方法研究

基于经典Von Mises应力的等效准则在静力学中具有较好的适用性,但推广到动力学中会出现新的问题,机械的应用该经典等效方法进行多轴振动疲劳损伤计算可能会导致错误的结果。总结给出了几种经典Von Mises应力等效的修正方法,使之适用于噪声载荷产生的多轴振动疲劳问题。算例表明,修正后的Von Mises应力响应功率谱的峰值和各应力分量响应功率谱的峰值均在同一频段范围,且均位于结构基频附近,这和结构自身动特性及实际受载情况是相符的,使得修正后的等效应力具有实际的物理意义,且修正后的等效应力满足高斯分布,可在频域范围内应用现有模型解决多轴应力状态下的振动疲劳寿命预估问题。

考虑三向应力效应的最大Mises应力复合断裂判据

通过对脆性断裂过程中开裂扩展机理的分析,提出了径向平面最大Mises应力(RPMS)概念。在平面应变条件下考虑泊松比的影响,对不同应力复合比的I-II复合型载荷作用下裂尖处应力分布进行了分析,以此为基础,考虑裂尖处三向应力状态对断裂过程的影响,将径向平面上的最大Mises应力作为裂纹开裂扩展的控制因素。据此,针对复合型载荷模式,提出了裂尖复合脆性断裂判据及裂纹开裂方向表达式。将计算结果与现有试验或其他理论进行了对比分析,以此验证了该径向平面上最大Mises应力断裂判据的合理性。

基于Von-Mises屈服准则的结构安定性研究

基于静力安定定理提出了一种服从Von-mises屈服准则的静力安定分析方法。该方法将经典的安定理论与有限元方法相结合,通过构造自平衡的残余应力场,并利用有限元程序求解弹性应力场,避免了线性规划方法的维度障碍。将车辆与路面的接触应力简化为三种荷载分布形式:Hertz荷载、均布荷载和梯形荷载,研究了荷载形式和路面材料参数对结构安定行为的影响。研究结果表明,路面摩擦系数和材料屈服应力对结构安定极限的影响较大,摩擦系数越大,安定极限值越小;安定极限随着材料的屈服应力基本呈线性增长。当摩擦系数相对较小时,Hertz荷载下的安定极限值最大,而梯形分布荷载下的安定极限值最小。研究结果可为路面结构的设计提供一定的参考价值。

Von-Mises半无限空间结构安定理论研究

进行了Hertz载荷作用下Von-Mises半无限空间的安定性研究。基于静力安定定理,通过寻找最佳残余应力场建立了平面应变条件下严格的安定极限解析方法。避免了以往安定分析方法的大型数学规划的困难,摆脱了计算中的维数障碍。研究结果表明:严格的安定极限值随着材料屈服应力的提高而增大,但随着摩擦系数的增大而减小;临界残余应力场全部位于两个界限以内,并且相交于临界点。当摩擦系数较小时,临界点发生在表面以下,随着摩擦系数逐渐增大到0.3,临界点从下层逐渐上移到表面。研究成果对安定理论应用于高速铁路设计具有参考意义。

δ修正Cramr-von Mises检验的非无偏性(英文)

在简单假设下,证明了对任意给定水平α∈(0,1)和样本容量n,δ修正Cramr-von Mises检验的非无偏性.

IV模型中变点检测的Cramer-Von Mises方法

目的研究IV模型中变点检测问题。方法基于加权残差部分和(Weighted-CUSUM)的Cramer-Von Mises检验统计量。结果证明了其在原假设和备择假设下的极限性质。结论该检验方法在特征量与跃度非正交性条件下,当δ=1/2具有非平凡势,而当0≤δ<1/2时,则是相合的。

基于Von Mises分布的PPP宽巷相位偏差计算方法

针对相位偏差小数对精密单点定位(PPP)模糊度固定的影响,给出宽巷相位偏差小数的估计方法;采用统计假设检验理论对其分布特性进行验证,结果表明其更好地服从Von Mises分布;进一步基于Von Mises分布给出相位偏差小数的计算公式,最后以IGS跟踪站双频GPS观测值为数据来源进行算例分析,结果表明单站相位偏差小数估计的最大标准差为0.060周,并且具有较好的空间一致性,可用于PPP模糊度的相位偏差改正。

试论最大偏应力屈服准则与Mises、Tresca屈服条件的关系

利用π平面与主应力空间的关系及最大偏应力屈服准则在π平面上的表达式,推导验证最大偏应力屈服准则在π平面上图形的形状、方位及其与Mises圆和纯拉伸Tresca六边形的关系。

Von Mises分布在陕西省保费收入中的应用

保费收入的季节波动对保险业的增长具有重要的影响。应用方向数据统计对2005~2009年陕西省保费收入进行了季节波动分析,通过假设检验及统计推断得出陕西省保费收入服从双峰Von Mises分布,具有明显的季节波动性。

一种基于Gauss von Mises分布模型的非线性量测更新方法

基于状态空间模型的许多传统滤波算法都基于Rn空间中的高斯分布模型,但当状态向量中包含角变量或方向变量时,难以达到理想的效果。针对J.T.Horwood等提出的nS?R流形上的Gauss Von Mises(GVM)多变量概率密度分布,扩展了狄拉克混合逼近方法,给出了联合分布的GVM逼近方法,推导了后验分布的GVM参数计算公式,设计了量测更新状态估计算法。将J.T.Horwood等的时间更新算法与所提出的量测更新算法相结合,可实现基于GVM分布的递推贝叶斯滤波器(GVMF)。仿真结果表明,当状态向量符合GVM概率分布模型时,GVMF对角变量的估计明显优于传统的扩展卡尔曼滤波器。

LNG储罐在地震作用下弹性罐壁Mises应力理论解

以典型弹性壁LNG储罐结构为研究对象,探讨了该类结构在地震作用下的结构响应。对比分析了反应谱理论与欧洲规范《EN1998-4》关于弹性壁储罐结构的地震动动水压力,提出并应用曲面拟合方法将该动水压力拟合为三角函数的组合形式。从薄壳结构理论出发,应用拟合的动水压力与静水压力的叠加,给出了在地震作用下该类结构的Mises应力解。通过比较本文提出的罐壁Mises应力理论解与ABAQUS耦合欧拉—拉格朗日(CEL)的算法结果,验证并表明了本文理论简化解具有较高的计算精度。