检索结果-内蒙古大学图书馆

爆破 2023年第2期40卷 145-153页

作者：陈松李晓杰大连理工大学工程力学系大连116024 大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116024

爆炸焊接是一项以炸药为能源实现同种或异种材料固态连接的工艺,高效快捷、经济实用,能够实现大面积焊接及异种材料结合,在层状金属复合材料制备中得到广泛应用。为阐明异种金属材料爆炸焊接的相关研究与发展,回顾了爆炸焊接相关的概念... 详细信息

爆炸焊接是一项以炸药为能源实现同种或异种材料固态连接的工艺,高效快捷、经济实用,能够实现大面积焊接及异种材料结合,在层状金属复合材料制备中得到广泛应用。为阐明异种金属材料爆炸焊接的相关研究与发展,回顾了爆炸焊接相关的概念和基本原理。通过对焊接窗口理论的介绍,指出了在四个界限围成的焊接窗口内选择爆炸焊接参数,可获得较为优质的波纹。基于国内外研究现状,从爆炸焊接界面组织和力学性能、热处理对界面组织的影响、结合界面的影响因素三个方面,对爆炸焊接界面的相关研究进行了详细的论述。研究发现:界面结合处常出现裂纹、绝热剪切带及金属间化合物等缺陷,可通过热处理、中间层使用、气体保护爆炸焊接等方法改善,但其形成机理及控制途径仍需进一步深入研究。此外,现阶段的数值模拟以SPH方法为主,经对比分析,该法能够有效模拟结合界面以及射流,但也存在模拟过程单一的不足,而且关于界面波的形成机理尚不清晰,因此,需建立科学完善的界面成波机理以及系统全面的数值模拟流程。随着新材料的不断涌现,爆炸焊接技术将会在更多领域持续发挥重要作用。

关键词：爆炸焊接焊接参数金相组织成波机理数值模拟

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混合边界约束下矩形薄板自由振动问题的有限积分变换解

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应用数学和力学 2023年第9期44卷 1112-1121页

作者：李逸豪徐典陈一鸣安东琦李锐大连理工大学工程力学系工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室辽宁大连116024

解析解可以作为经验公式以及数值方法对比的基准、快速参数分析和优化的工具以及实验设计的理论依据,具有独特的研究价值,而传统解析方法(如Lévy解法)只能求解对边简支板壳的力学问题,对于复杂边界约束下的板壳力学问题难以获得解... 详细信息

解析解可以作为经验公式以及数值方法对比的基准、快速参数分析和优化的工具以及实验设计的理论依据,具有独特的研究价值,而传统解析方法(如Lévy解法)只能求解对边简支板壳的力学问题,对于复杂边界约束下的板壳力学问题难以获得解析解.笔者等近年来发展了板壳力学问题的有限积分变换法,实现了非Lévy型板壳力学问题的求解,但仍无法直接求解由混合边界约束引起的板壳高阶偏微分方程复杂边值问题.该文首次结合有限积分变换与子域分解方法,实现了混合边界约束下矩形薄板自由振动问题的解析求解.首先根据混合边界约束将矩形板拆分为两部分,然后通过有限积分变换法对两部分分别进行求解,最后引入连续性条件,获得了原问题的解析解.以工程中常见的边缘点焊悬臂板为背景,具体分析了一边固支-简支混合约束、其余三边自由的矩形薄板自由振动问题,获得的固有频率和振型结果均与有限元数值解及文献结果高度吻合,验证了该文推导和结果的准确性.有限积分变换法的求解从基本控制方程出发,无需预先假设解的形式,因此是一种严格的分析方法,可以广泛求解以板壳力学问题为代表的高阶偏微分方程复杂边值问题.

关键词：有限积分变换法混合边界约束矩形薄板自由振动解析解

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基于知识图谱和GPT模型的可靠性代码自动生成方法

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计算力学学报 2024年第2期41卷 217-225页

作者：向历霓李刚李海江大连理工大学工程力学系工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116024 卡迪夫大学工程学院卡迪夫CF243AA

工程结构服役中广泛使用可靠性分析进行结构安全评估,但可靠性分析方法种类多、分析程序代码自动化程度低且复用难,需要研究可靠性代码自动生成方法。生成式预训练转换器GPT(Generative Pre-trained Transformer)模型已经在大量替代编... 详细信息

工程结构服役中广泛使用可靠性分析进行结构安全评估,但可靠性分析方法种类多、分析程序代码自动化程度低且复用难,需要研究可靠性代码自动生成方法。生成式预训练转换器GPT(Generative Pre-trained Transformer)模型已经在大量替代编程手工作业,进行代码自动生成。但是,其在工程领域中的应用受限于可学习数据量小和问题匹配度不高。本文提出了一种结合多种类可靠性知识图谱、基于GPT的代码自动完成模型进行Matlab可靠性代码预测的方法,使用精心设计的源代码预处理降噪策略,以及知识图谱传播模拟密集型任务解释意图;采用条件代码生成训练,有效提升了小数据样本量的学习性能,实现高准确率、问题匹配的可靠性代码自动生成。最后通过三个可靠性知识图谱案例验证了所提方法的有效性。

关键词：知识图谱结构可靠性 GPT Transformer 代码生成

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基于动力学的张拉整体柔性臂数字孪生系统

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动力学与控制学报 2023年第12期21卷 70-78页

作者：王智文杨浩李飞彭海军大连理工大学工程力学系工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116024

连续型机器人因其具有柔顺大变形、灵巧运动等特点,已成为未来提升机器人安全性和交互性的发展趋势,而数字孪生是实现机器人-环境-人之间共融共存的重要技术保障.本文以张拉整体连续型柔性臂为研究对象,结合数字孪生和虚拟仿真等技术,... 详细信息

连续型机器人因其具有柔顺大变形、灵巧运动等特点,已成为未来提升机器人安全性和交互性的发展趋势,而数字孪生是实现机器人-环境-人之间共融共存的重要技术保障.本文以张拉整体连续型柔性臂为研究对象,结合数字孪生和虚拟仿真等技术,让张拉整体柔性臂在虚拟空间和实际物理空间中得以深度融合.搭建数据通讯架构实现数据实时传输和驱动,以提升柔性臂与人的协同工作效率,并可在复杂的环境中通过碰撞检测反馈实现动态避障.进一步,开发了一款基于动力学的张拉整体柔性臂数字孪生系统,并通过虚实双向操控验证了所建系统的有效性,为机器人远程智能监测与控制提供了参考.

关键词：张拉整体柔性臂数字孪生数据驱动远程监控

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加筋路径驱动的板壳自适应等几何屈曲分析

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力学学报 2023年第5期55卷 1151-1164页

作者：金灵智王禹郝鹏张越一王博大连理工大学工程力学系辽宁大连116024 工业装备结构分析优化与CAE软件国家重点实验室辽宁大连116024 辽宁省工业装备数字孪生重点实验室辽宁大连116024

加筋薄壁结构常被用于航空航天结构的轻量化设计.随着结构尺寸和几何特征的增加,需要更加精细的网格来满足分析精度的要求.传统的等几何方法采用NURBS张量积形式的拓扑结构,使得在分析过程中难以实现局部细化,而全局细化则会增加不必要... 详细信息

加筋薄壁结构常被用于航空航天结构的轻量化设计.随着结构尺寸和几何特征的增加,需要更加精细的网格来满足分析精度的要求.传统的等几何方法采用NURBS张量积形式的拓扑结构,使得在分析过程中难以实现局部细化,而全局细化则会增加不必要的自由度.为了提升加筋板壳结构的数值分析精度和效率,提出一种基于RPHT (rational polynomial splines over hierarchical T-meshes)样条的加筋板壳自适应等几何屈曲分析方法.样条网格可以沿着加筋路径进行自适应的局部细化,有效提升低自由度下加筋板壳结构等几何屈曲分析的精度.首先,蒙皮和筋条分别采用RPHT样条曲面和NURBS样条曲线进行建模,几何建模与数值仿真采用统一的几何语言,实现建模与分析的一体化.其次,采用几何投影算法和样条插值算法实现筋条与蒙皮之间的高效高精度强耦合,并建立基于加筋路径驱动自适应网格细化方法.最后,曲线加筋板和网格加筋壳两个算例验证本方法的高效性和鲁棒性,通过与基于NURBS的等几何分析进行对比,本方法能够明显降低分析模型的总自由度.

关键词：等几何分析 PHT样条自适应网格细化加筋板壳屈曲分析

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多样性基准构型驱动的网格变形方法

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应用力学学报 2023年

作者：郑凯伟黄蕾孙志勇李红庆毕祥军田阔大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室工程力学系

因无需网格重剖分、操作简便等优势，网格变形方法被广泛应用于形状优化领域。但针对紧凑设计空间下的形状优化设计，传统单一基准构型驱动的网格变形方法易出现网格单元畸形、边界网格干涉等现象，进而导致网格变形失败，造成形状优化... 详细信息

因无需网格重剖分、操作简便等优势，网格变形方法被广泛应用于形状优化领域。但针对紧凑设计空间下的形状优化设计，传统单一基准构型驱动的网格变形方法易出现网格单元畸形、边界网格干涉等现象，进而导致网格变形失败，造成形状优化设计中断。针对上述挑战，提出了一种多样性基准构型驱动的网格变形方法。首先，在设计空间中构造多个基准构型，获得各自对应的网格模型；然后，选择网格模型边界节点作为控制点，基于径向基函数插值方法使各个基准构型向着同一目标形状进行独立地网格变形；此外，通过制定网格单元质量指标对各个基准构型变形后的网格模型进行网格质量检查；选择网格变形后网格质量最优的网格模型进行分析，并开展后续的形状优化设计，其中控制点位移为输入，分析得到的结构应力为输出。最后，通过二维轴对称涡轮盘算例开展方法验证，结果表明，相比传统网格变形方法，新方法的网格变形失败率降低了59%，减重幅度提高了46%，验证了新方法有助于降低网格变形失败率，保障结构在紧凑设计空间下的形状优化顺利实施。

关键词：网格变形多样性基准构型形状优化紧凑设计空间径向基函数

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局部减薄缺陷圆柱壳受迫振动分析的辛方法

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计算力学学报 2025年第2期42卷 316-321页

作者：贾菊芳温保岗渠广众张全全孙家斌大连工业大学机械工程与自动化学院大连116034 大连理工大学工程力学系工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116024

由于腐蚀等因素的作用,常会使压力容器和管道等圆柱壳结构的局部厚度有所减薄。局部减薄型缺陷是一种常见的体积型缺陷,此类结构不可避免地会受到外界激励而产生共振、失稳等现象,因此,含局部减薄缺陷圆柱壳的动力学响应解析分析对该类... 详细信息

由于腐蚀等因素的作用,常会使压力容器和管道等圆柱壳结构的局部厚度有所减薄。局部减薄型缺陷是一种常见的体积型缺陷,此类结构不可避免地会受到外界激励而产生共振、失稳等现象,因此,含局部减薄缺陷圆柱壳的动力学响应解析分析对该类结构的安全评估具有重要理论意义。现有的解析方法多为半逆法,需要事先假定试函数,而对于局部减薄圆柱壳模型,该试函数难以构造。为解决上述问题,本文将辛方法引入含局部减薄缺陷的圆柱壳模型的受迫振动分析中,基于Reissner壳体理论建立了该类结构在哈密顿体系下的理论模型,将拉格朗日体系下的高阶偏微分方程简化为哈密顿体系下的低阶常微分方程组。随后,借助于辛共轭正交关系和辛本征解叠加法,进一步将该微分方程组转化为代数方程组进行求解,从而获得原问题的解析解。数值算例验证了本文提出方法的有效性和精确性,并揭示了缺陷几何参数、阻尼因子等关键因素对圆柱壳受迫振动稳态位移响应的影响。

关键词：圆柱壳局部减薄缺陷受迫振动稳态响应辛方法

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钨铜粉末爆炸压实的颗粒间细观运动数值模拟

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工程爆破 2024年第6期30卷 145-154页

作者：赵帅李晓杰闫鸿浩王小红大连理工大学工程力学系辽宁大连116024 大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室辽宁大连116024

爆炸压实粉末体为致密体并产生结合的过程,主要就是多孔材料中颗粒之间孔隙的塌缩与闭合的细观运动过程。由于光滑颗粒动力学(SPH)不依赖网格,可以在拉格朗日坐标下计算结构大变形流动问题,故采用SPH方法对钨铜粉末爆炸压实中的典型微... 详细信息

爆炸压实粉末体为致密体并产生结合的过程,主要就是多孔材料中颗粒之间孔隙的塌缩与闭合的细观运动过程。由于光滑颗粒动力学(SPH)不依赖网格,可以在拉格朗日坐标下计算结构大变形流动问题,故采用SPH方法对钨铜粉末爆炸压实中的典型微孔隙的闭合过程进行数值建模与模拟,结合已有理论对粉末爆炸压实沉能机制进行理论分析。首先,对粉末密排球模型中的正三角孔隙和倒三角孔隙的闭合运动给予固定冲击速度边界进行加载。根据模拟得到的孔隙闭合变形运动图和温度云图,可以得出在孔隙闭合过程中发生了微爆炸焊接、大塑性变形、微孔隙闭合、超声速碰撞、微摩擦焊接、射流侵彻以及液相烧结等过程。通过对比W-Cu颗粒不同排列方式下射流形态和孔隙闭合状态可得,正三角孔隙闭合时,当钨铜颗粒的锥顶发生碰撞射流时,钨铜射流向钨侧偏移,铜侧为表现为连续射流,而钨侧喷射则为断续的,可见微爆炸焊对铜颗粒表面的自清理作用比钨侧要大。当铜粒在下方时,三角孔隙闭合后,下部铜明显被挤压上突。钨粒在下方时,同样的区域的变形要相对小的多。倒三角孔隙闭合时,上方为钨颗粒时,孔隙闭合形貌较为规整,上端钨颗粒下表面塑性变形较小;上方为铜颗粒时,孔隙闭合的最终形貌呈现不规则状态,孔隙闭合处偏向于钨颗粒且铜颗粒有较大的塑性变形。不同排列方式下,孔隙的最终闭合状态和颗粒形态有所不同。不同的孔隙闭合方式下所产生的沉能机制与理论分析得出的相符合。

关键词：爆炸压实数值模拟钨铜合金 SPH 孔隙塌缩沉能机制

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计算最优控制辛数值方法

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计算力学学报 2024年第1期41卷 47-57页

作者：彭海军王磊王昕炜吴志刚易雪玲大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室工程力学系大连116024 大连理工大学数学科学学院大连116024 中山大学航空航天学院深圳518000

针对最优控制问题(OCP)的辛数值方法研究及应用进行综述。主要涉及内容包括,动力学系统为常微分方程描述的一般无约束、含不等式约束和状态时滞的最优控制问题,微分代数方程描述的一般无约束、含不等式约束和含切换系统的最优控制问题,... 详细信息

针对最优控制问题(OCP)的辛数值方法研究及应用进行综述。主要涉及内容包括,动力学系统为常微分方程描述的一般无约束、含不等式约束和状态时滞的最优控制问题,微分代数方程描述的一般无约束、含不等式约束和含切换系统的最优控制问题,以及闭环最优控制问题。从间接法和直接法两个求解框架出发,重点介绍本课题组在保辛算法方面的研究工作。在间接法框架下,首先基于生成函数和变分原理,将OCP保辛离散为非线性方程组,再数值求解方程组。在直接法框架下,将OCP保辛离散为有限维的非线性规划问题(NLP),再数值求解。针对闭环最优控制问题,提出了保辛模型预测控制、滚动时域估计和瞬时最优控制算法。研究表明,保辛算法具有高精度和高效率的特点,在航空航天和机器人等领域有着广泛应用前景和价值。

关键词：非线性最优控制哈密顿系统保辛方法常微分方程微分代数方程

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基于物理信息神经网络的功能梯度材料稳态/瞬态热传导分析

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计算力学学报 2023年第4期40卷 594-601页

作者：余波许梦强高强合肥工业大学土木与水利工程学院工程力学系合肥230009 大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116024

采用物理信息神经网络PINN(Physics-informed Neural Networks)求解稳态和瞬态功能梯度材料(FGMs)热传导问题。该方法利用控制方程、边界及初始条件的残差构造损失函数,在无任何响应数据的情况下得到了更具泛化能力的神经网络模型,同时... 详细信息

采用物理信息神经网络PINN(Physics-informed Neural Networks)求解稳态和瞬态功能梯度材料(FGMs)热传导问题。该方法利用控制方程、边界及初始条件的残差构造损失函数,在无任何响应数据的情况下得到了更具泛化能力的神经网络模型,同时避免了传统数值方法在求解计算力学问题时所需的微分、积分公式推导以及繁重的建模和划分网格等前处理工作。本文探究了PINN及其域分解的扩展物理信息神经网络XPINN(eXtended Physics-informed Neural Networks)在求解稳态和瞬态FGMs热传导问题时的适用性,讨论了网络结构对预测结果的影响。研究结果表明,PINN/XPINN在解决几何复杂的稳态和瞬态FGMs热传导问题时仍具有较高的可靠性和简洁的求解流程,同时,为极端环境下求解复杂多场耦合和夹杂等问题提供了新思路。

关键词：物理信息神经网络扩展物理信息神经网络功能梯度材料热传导分析

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