基于参数变分原理的含夹杂Voronoi单元法及非均质材料弹塑性计算

含夹杂Voronoi单元通过在基体单元中引入一任意夹杂,可以更好地反映非均质材料中微结构特性。基于参数势能和余能原理,推导了无夹杂和含夹杂Voronoi单元有限元列式,并在此基础上形成二次规划求解模型。将含夹杂Voronoi单元应用于非均质材料宏观弹塑性性能预测计算中,分析了非均质材料中夹杂对其宏观等效弹塑性力学性能的影响。数值结果与其它方法所得结果的比较证明了本文中所给出模型的正确性和工程可适用性。

颗粒增强复合材料Voronoi单元法整体应力场的研究分析

颗粒增强复合材料是一种新型的复合材料,因其优越的力学性能,与原组成材料相比有显著的提高,具有良好的抗疲劳性能,因此被广泛应用于建筑、国防和军事等多个重要领域。通过建立颗粒增强复合材料数值分析模型,对颗粒增强复合材料进行数值模拟计算,采用Voronoi单元法和普通有限元法Marc软件对比分析,该算法的数值模拟计算结果具有较好的准确性,Voronoi网格能够体现颗粒的细观形态以及颗粒的分布情况,每一个夹杂即为一个Voronoi单元,从而得到颗粒增强复合材料Voronoi单元法数值模拟和夹杂空间随机分布对整体应力场的影响。

VORONOI离散方式节理参数对岩石宏观强度的影响

为得到VORONOI离散法节理参数与岩石宏观强度之间的关系。开展以节理内聚力、节理摩擦角、节理抗拉强度为自变量,岩石宏观单轴抗压强度、抗拉强度、弹性模量等为因变量的正交试验。对试验结果进行敏感性分析,并对节理参数和岩石宏观参数进行多元非线性拟合,得到VORONOI离散法节理参数与岩石宏观强度的修正关系式。该结论对于提高基于VORONOI离散法的数值模拟试验精度具有指导作用。

由三维散乱点重建三角网格曲面方法的分类与评价

介绍了三维散乱点重建网格曲面的有关知识及发展现状，对现有的由三维散乱点重建三角网格曲面的典型算法分为三大类型，对这三类算法的特点加以深入地分析和比较，指出了各个算法的适用范围．最后分析了由散乱点生成三角网格曲面中需要进一步研究和解决的问题．

基于Voronoi序列采样的加筋壁板优化设计

为提高加筋壁板结构轻质优化效率,提出一种基于Voronoi序列采样的加筋壁板优化设计方法。建立了该结构的参数化模型,分析了加筋壁板蒙皮与桁条腹板的网格规模对结构承载能力及失稳模式的影响规律,并依据桁条腹板高厚比进行了网格划分,进而平衡后屈曲分析精度与效率;然后,提出了基于探索策略和开发策略的序列近似优化方法,其中Voronoi加点侧重全空间探索,近似最优解侧重局部开发,通过动态加点迭代至收敛,实现综合探索和开发性能的并行采样,提高了算法的收敛精度和计算效率;最后,应用该算法进行加筋壁板轻量化设计,并与传统序列近似优化方法进行对比。结果表明,本文方法利用更少的初始样本点,通过更少的迭代次数达到更高的优化精度,并获得了相对初始设计减重32.6%的优化结构。

地震预警中的单台综合定位方法

基于日本基盘强震观测网中某个地震事件首个地震台记录的震级在4级以上、震中距为30100 km的强震数据,运用B-Δ法和Voronoi多边形法相结合的方法计算震中距。结果表明,B-Δ法和Voronoi多边形法相结合计算出的震中距与单用B-Δ法的计算结果相比,单台定位所用时间相同,但其定位精度明显提高。

空间数据处理中的Voroni方法

空间数据的内插，误差估计，动态多边形构成和编辑是ＧＩＳ中比较复杂的问题，其中大部分与空间邻接这一拓扑性质有关，现有的栅格结构与矢量结构采取取完全不同的处理方式，为了达成观察两种基础数据结构统一的认训。加拿大测绘学者们发展了空间数据结构的Ｖｏｒｏｎｏｉ方法。

白鹤滩柱状节理玄武岩几何结构特征分析及其几何模型构建

柱状节理岩体具有独特的几何和地质构造特征,其源于基岩冷凝收缩而形成的横截面为不规则多边形的柱体结构,是自然界存在的独特几何构造奇观。在白鹤滩水电站左岸坝基开挖过程中,出露了大面积的不规则柱状节理玄武岩,给大坝基础安全建设带来不均匀沉降变形破坏等隐患,为此本文对其几何结构特征进行了大量的现场调查研究并开展相应的力学机理分析。现场调查表明,白鹤滩柱状节理玄武岩主要由5边、6边和7边柱组成,柱状节理截面呈不规则的多边形裂隙形式。在总结柱状节理岩体横截面多边形的尺寸和形状的定量测量方法基础上,提出了柱状节理截面多边形的不规则程度的评定方法,进而针对柱状节理的不规则多边形节理模式并基于随机Voronoi算法,提出了一种改进的Voronoi多边形(MVP)生成方式。用MVP方法得到的多边形模式包含大量不规则多边形,可以实现随着不规则程度的增加,多边形模式从初始理想的正六边形到最终实际存在的不规则多边形模式的快速演化过程,不同规则度下柱状节理岩体的压缩试验表明,几何不规则性对其力学特性产生较大的影响。该数值重构方法可为构造具有特定多边形特征的柱状节理岩体提供了一种可靠的几何建模方法。

颗粒增强复合材料夹杂因素对应力的影响分析

Voronoi单元的结构包含两种材料,在一个单元内就可以计算出材料界面的复杂应力情况,和需要细密网格才能捕捉到微结构附近应力情况的普通位移有限元相比,提高了计算效率,并且能够反映夹杂分布的随机性。本文利用Voronoi单元法对多个模型进行数值模拟,分析了夹杂的体积分数以及形状对VCFEM模型整体应力场的影响。结果表明:在其他条件不变的情况下,随着体积分数和较大长细比夹杂数量的增加,模型中基体和夹杂的界面处应力集中现象愈加明显,整体应力呈增长趋势。