三种非赫兹滚动接触模型的对比研究

在轮轨损伤计算中,为了提高轮轨滚动接触解的求解效率与精度,常采用简化的非赫兹滚动接触模型。然而,此类模型的精度及适用性仍未得到充分的验证。以我国高速铁路常见的两种标准车轮型面(LMA和S1002CN)与标准CHN60钢轨的匹配状态为例,采用三种典型的非赫兹滚动接触简化模型(KP、STRIPES和ANALYN)进行模拟,以CONTACT的结果作为参照,对比简化模型在预测具体轮轨接触斑形状、接触应力和黏滑分布等详细接触计算结果的准确性。采用统计的方法,使用UM动力学软件进行仿真输出接触参数,评估不同接触模型在实际车辆运行工况下的计算精度。计算结果表明:上述三种简化模型的计算精度在处理LMA-CHN60接触工况时最优。而S1002CN廓形存在明显的局部曲率突变,简化模型的计算精度在处理该种工况时较差。在三种模型中计算详细接触解时ANALYN模型精度最高;只计算接触参数时KP模型与ANALYN模型的结果差异不大,但KP模型的计算不依赖于局部曲率且效率更高。

一种快速求解点接触弹流问题的直接迭代算法

在复合直接迭代法基础上,通过将整个二维求解区域化为若干部分、降低方程组维数、分条求解,提出一种新的求解点接触弹流润滑问题的直接迭代算法。该算法保留了复合直接迭代法所有优点,但计算效率提高了10倍以上,同时具有更宽的载荷适用范围。

基于电场逆问题的非接触电荷感应式电压互感器研究

利用电荷感应和电磁计算方法,研究出一种新型电压互感器,通过测量高压导线附近固定点的电场,进行电场逆问题计算推断出线路的电压值;然后通过电磁仿真、计算与试验数据分析,进行数据处理和标定计算,获得电压值快速工程算法,实现电压的非接触测量;最后结合高压取能技术解决供电问题,并进行数字化接口设计。研制了电压互感器试验装置,搭建试验平台进行了电场与电压关系和交流电压波形测试试验,验证了理论方法的可行性。

一种边界元分析接触问题的快速迭代算法

弹性摩擦接触问题的接触状态和接触应力的分析需要进行迭代，迭代过程是很费机时的．采用一种快速迭代算法进行迭代计算，其迭代的计算机CPU时间约为常用迭代方法时间的1／10左右．

不同船艏类型破冰模式差异的数值预报分析

船艏形状是决定破冰船破冰性能的关键要素之一。为了探究不同船艏型线特征对破冰船破冰性能的影响,本文采用常规型近场动力学方法建立了平整冰层的无网格数值模型,提出了一种基于几何数学概念用于解决冰粒子与船体碰撞问题的接触检测算法,最后应用消息传递接口(MPI)并行技术搭建了破冰船破冰过程的数值预报方法,并在FORTRAN语言环境下编写了相关计算程序。基于该仿真程序,分别预报了传统型破冰船艏形状和非传统型破冰船艏形状连续冲破平整冰层的过程,并对传统型破冰船艏的计算结果与试验结果进行了比较,验证了本文所搭建的模型的准确性。对比了两种不同船艏破冰船的破冰模式和破冰载荷特征,分析了两种破冰船艏形状各自的优缺点。本文进行的研究对于破冰船的设计具有一定的工程参考价值。

弹塑性摩擦接触多极边界元法的规划-迭代型算法(英文)

提出一种基于多极边界元法(FM-BEM)的规划-迭代型不完全广义极小残值法(简称IGMRES(m)),并建立其收敛性理论.新求解算法采用截断技术,在迭代时仅使用前面计算出的部分向量构造新的递推式以计算后面的向量,矩阵和向量的乘积采用多极展开法(FMM)计算,使得计算量和存储量大为减少.通过数值试验证明,新算法可有效地处理弹塑性摩擦接触迭代的繁杂和费时问题,在确保数值计算精度的前提下,可大大减少迭代次数,显著提高计算效率.

边界元法应用的若干近期研究及国际新进展

边界元法是在有限元法等的推动和竞争下发展的。该文扼要介绍作者的若干近期研究 ,其中包括 :二维含缺陷弹性体移动接触 ,网络机群环境下边界元并行计算 ,二维三维边界元实用软件及应用等。近年来边界元快速算法的研究引起国际同行的关注 ,对某些大规模问题已达到比有限元法更高的效率 。