检索结果-内蒙古大学图书馆

北京航空航天大学学报 2025年第3期51卷 943-952页

作者：陈乔安朝谢长川杨超北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191

大柔性飞行器在气动载荷作用下会产生较大的结构变形,动力学特性发生明显改变,准确的结构变形预测对大柔性飞行器设计及气动弹性仿真具有重要意义。几何非线性有限元等全阶结构模型仿真效率低,已有的非线性结构降阶模型(ROM)具有较高的... 详细信息

大柔性飞行器在气动载荷作用下会产生较大的结构变形,动力学特性发生明显改变,准确的结构变形预测对大柔性飞行器设计及气动弹性仿真具有重要意义。几何非线性有限元等全阶结构模型仿真效率低,已有的非线性结构降阶模型(ROM)具有较高的仿真效率,但建立降阶模型的过程中需要大量样本数据。基于学习算法建立考虑几何非线性因素的大柔性结构静变形预测模型,利用均方根误差(RMSE)对该预测模型进行性能评估,论证几类学习算法在结构大变形预测中的适用性。结合结构大变形预测模型与曲面涡格法(VLM)提出一种新的几何非线性静气动弹性分析方法,兼顾计算精度与效率。采用所提方法计算单梁式机翼静气动弹性变形,对比仿真结果与风洞试验结果,表明所提方法计算精度及效率高,实际应用价值较大。

关键词：几何非线性机器学习气动弹性涡格法结构大变形

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高地应力凝灰岩地层铁路隧道支护结构大变形的原因及其整治

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中国铁道科学 2014年第5期35卷 47-54页

作者：王树英阳军生李习平中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学高速铁路建造技术国家工程实验室湖南长沙410075

针对贵昆铁路三联隧道施工中出现多处支护结构大变形的现象,采用现场地应力测试、数值分析和现场监测的方法,研究高地应力强风化凝灰岩地层隧道支护结构大变形的原因及其整治方案。通过现场地应力测试得知:隧道围岩最大主应力为6.87MPa... 详细信息

针对贵昆铁路三联隧道施工中出现多处支护结构大变形的现象,采用现场地应力测试、数值分析和现场监测的方法,研究高地应力强风化凝灰岩地层隧道支护结构大变形的原因及其整治方案。通过现场地应力测试得知:隧道围岩最大主应力为6.87MPa,远大于岩体单轴抗压强度,高地应力状态是诱发强风化凝灰岩地层隧道支护结构大变形的主要因素。数值分析结果表明:隧道开挖对地应力的影响主要局限于1倍洞径范围之内,在隧道右下侧基底围岩上产生高达17.5%的剪应变,仰拱与边墙过渡段二衬的安全系数小于1.0;数值分析结果与现场地应力测试结果和破检揭露情况基本吻合。采用加深仰拱的方案整治仰拱破损段后,仰拱二衬结构安全系数的最小值达到1.9,监测显示隧道结构处于安全状态。该方案成功地应用于后续相似地层隧道区段的施工中。

关键词：铁路隧道高地应力凝灰岩地层,支护结构结构大变形围岩应力安全系数

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结构大变形的质点动力学模拟

结构大变形的质点动力学模拟

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作者：徐少娟同济大学航空航天与力学学院

学位级别：硕士

结构大变形问题是一个传统的难点问题，目前大多数分析结构变形的有限元软件的基本原理是基于结构的静力平衡和连续介质力学理论(结构的变形协调方程)，在求解时需要建立结构整体刚度矩阵。\n 当结构比较复杂时，需要求解大型的刚度... 详细信息

结构大变形问题是一个传统的难点问题，目前大多数分析结构变形的有限元软件的基本原理是基于结构的静力平衡和连续介质力学理论(结构的变形协调方程)，在求解时需要建立结构整体刚度矩阵。\n 当结构比较复杂时，需要求解大型的刚度矩阵，给运算带来麻烦，且当结构受到荷载发生断裂破坏、变形协调条件不能满足时；或者结构在受到动力荷载、结构的静力平衡条件也不能满足时，求解非常麻烦，通常需要单独考虑。\n 质点动力学方法基于牛顿第二定律，它把结构划分为质点单元和与之相连的结构单元，以质点的运动定律建立方程，便于求解结构的大变形问题。\n 本文介绍了质点动力学模拟结构大变形的基本原理、计算公式推导以及详细的计算流程，并结合不同结构类型的具体实例，进行结构的大变形模拟，给出了数值结果。\n 质点动力学模拟结构大变形是一种全新的思路和方法，本文最后讨论了在使用该方法时需要注意的影响因素，例如阻尼大小、时间步长等，并还详细分析了质点在运动过程中出现的振动现象和梁在变形过程中的波动现象。

关键词：结构大变形质点动力学模拟刚度矩阵

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结构大变形形状优化及灵敏度分析的多尺度无网格方法

结构大变形形状优化及灵敏度分析的多尺度无网格方法

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将无网格再生核质点法应用于结构大变形分析与形状优化,并对再生核质点法进行了若干改进与发展。提出了将无网格法与遗传算法相结合进行弹性体形状优化的无梯度方法,对橡胶超弹性材料给出了一种消除大变形分析中体积闭锁的混合变分和缩... 详细信息

标准号: hg07037533

将无网格再生核质点法应用于结构大变形分析与形状优化,并对再生核质点法进行了若干改进与发展。提出了将无网格法与遗传算法相结合进行弹性体形状优化的无梯度方法,对橡胶超弹性材料给出了一种消除大变形分析中体积闭锁的混合变分和缩减积分方法。此外,还将无网格方法拓展应用于连续体结构拓扑优化。

关键词：结构大变形灵敏度无网格再生核质点法

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适用于结构大变形分析的应用单元法(AEM)基本原理与应用综述

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市政技术 2024年第7期42卷 175-182页

作者：杜红凯梁昱坤周洋卢肇钧北京建筑大学土木与交通工程学院北京100044

洪水、地震、爆炸等自然和人为灾害均会导致建筑结构损坏,甚至倒塌,为解决有限单元法(Finite Element Method,FEM)和离散单元法(Discrete Element Method,DEM)等常用模拟仿真方法难以准确高效地模拟结构大变形及倒塌全过程的问题,采用... 详细信息

洪水、地震、爆炸等自然和人为灾害均会导致建筑结构损坏,甚至倒塌,为解决有限单元法(Finite Element Method,FEM)和离散单元法(Discrete Element Method,DEM)等常用模拟仿真方法难以准确高效地模拟结构大变形及倒塌全过程的问题,采用应用单元法(Applied Element Method,AEM)构建模型,并与FEM、DEM进行了对比,分析了3种方法的适用范围及AEM在洪水、地震、爆炸等灾害中的应用情况。研究结果表明,AEM能够高效且可靠地模拟结构从小变形到倒塌的全过程,具有广阔的应用前景。

关键词：结构大变形结构分析方法应用单元法倒塌模拟

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索杆张力结构的大变形非线性有限元分析

索杆张力结构的大变形非线性有限元分析

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作者：张建云重庆大学

学位级别：硕士

索杆张力结构是由受拉索和受压杆组成的、具有自平衡预应力的一种现代大跨空间结构体系。由于其结构形式优美，空间大，满足了人们生活的需要，越来越受到人们的青睐。目前，国内外对索杆张力结构的研究在理论和实践上均取得了一定的成... 详细信息

索杆张力结构是由受拉索和受压杆组成的、具有自平衡预应力的一种现代大跨空间结构体系。由于其结构形式优美，空间大，满足了人们生活的需要，越来越受到人们的青睐。目前，国内外对索杆张力结构的研究在理论和实践上均取得了一定的成果。我国在这方面的研究时间还不长，虽然已经取得了一些阶段性成果，但总体来讲，理论还不够全面深入，特别是索穹顶结构在我国还没有工程实例。\n 首先，本文在查阅大量国内外相关文献的基础上，详细的叙述了索杆张力结构的定义、发展、特点以及国内外的研究现状，同时提出了本文的主要研究工作和研究的技术路线。\n 其次，分析了几何非线性有限元的基本理论。分析了目前主要的索单元模型，并比较了它们的优缺点。本文在此基础上将四节点的等参索单元和两节点的空间杆单元结合，其中杆单元的切线刚度矩阵是基于共旋坐标法推导的，其目的是将四节点索单元理论与两节点空间直线杆单元结合进行索杆张力结构的非线性有限元分析，并选择了求解非线性有限元方程的迭代方法和收敛准则。\n 结构的几何稳定性分析是形态分析的首要工作。本文采用平衡矩阵的奇异值分解方法求解索杆的结构位移模态和自应力模态，用几何力法判定了具有一阶无穷小体系的几何稳定性，通过编制结构几何稳定性判定的计算机程序，对多种类型结构的几何稳定性进行了判定。\n 作为一种柔性结构，索杆张力结构只有在施加预应力之后才具有刚度，因此索杆张力结构的找形分析是结构设计的关键。本文采用有限元单元法求解索杆张力结构已知预应力分布求解几何的找形分析，并用MATLAB语言编制了计算机找形程序。对于已知几何形状求解预应力分布的找形分析，采用基于平衡方程的奇异值分解法求解结构的预应力分布。通过具有代表性的索杆张力结构的算例分析，结果与理论值非常吻合。\n 最后，本文采用非线性有限元方法对索杆张力结构进行了静力荷载分析。选取多种形式的结构算例，研究工作是基于四节点等参索单元和共旋坐标法推导切线刚度矩阵的杆单元进行的，通过算例同现有的等参索单元算例进行比较，结果表明：四节点等参索单元和基于共旋坐标法推导的杆单元结合能够适用于索杆张力结构的找形分析和荷载分析。

关键词：索杆张力结构结构大变形几何稳定性静力性能四节点等参索单元

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鱼骨柔性翼段线性/非线性静气动弹性对比分析

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北京航空航天大学学报 2021年第6期47卷 1299-1310页

作者：冒森杨超谢长川陈智盈北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100083

鱼骨柔性翼作为一种性能优越的主动变弯度机翼机构形式,具有弦向抗弯刚度低、翼型厚度方向刚度高的特点,其在进行大弯度主动变形时结构存在较强的几何非线性且气动弹性效应显著。针对传统线性静气动弹性分析方法并不适用于鱼骨柔性翼段... 详细信息

鱼骨柔性翼作为一种性能优越的主动变弯度机翼机构形式,具有弦向抗弯刚度低、翼型厚度方向刚度高的特点,其在进行大弯度主动变形时结构存在较强的几何非线性且气动弹性效应显著。针对传统线性静气动弹性分析方法并不适用于鱼骨柔性翼段的气动弹性分析问题,以Bristol大学的公开鱼骨柔性翼段模型为研究对象,采用曲面涡格法(VLM)和非线性有限元耦合的非线性静气动弹性方法,以及传统气动弹性分析中常用的平面涡格法和线性有限元耦合的线性静气动弹性方法,分别对鱼骨柔性翼段进行大变形下的静气动弹性分析,并进行结果对比。对比验证了所用曲面涡格法与XFOIL软件气动计算结果。算例结果表明:鱼骨柔性翼段大变形下气动弹性效应显著,相比传统线性静气动弹性分析方法,非线性静气动弹性分析方法得到的鱼骨柔性翼段在大变形状态下升力系数最多减少8.28%,力矩系数最多减少6.86%,且能准确快速得到真实变形结果,更具有实际工程应用价值。

关键词：鱼骨柔性翼段几何非线性曲面涡格法(VLM) 结构大变形静气动弹性分析

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