检索结果-内蒙古大学图书馆

计算力学学报 2024年第6期41卷 1110-1115页

作者：冯泽洋段庆林陈嵩涛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

在有限元方法的框架下针对三维裂纹扩展问题发展了自适应虚拟节点法。该方法采用无需裂尖加强函数(和相应的额外自由度)的虚拟节点技术描述裂纹处的间断,并采用单元局部水平集方法对三维裂纹面进行几何描述和追踪。为加速计算,提出了随... 详细信息

在有限元方法的框架下针对三维裂纹扩展问题发展了自适应虚拟节点法。该方法采用无需裂尖加强函数(和相应的额外自由度)的虚拟节点技术描述裂纹处的间断,并采用单元局部水平集方法对三维裂纹面进行几何描述和追踪。为加速计算,提出了随裂纹面扩展的自适应网格加密方法。局部细化网格产生的悬空节点由简便的约束近似技术处理,无需引入额外自由度或特殊单元。发展的自适应虚拟节点法便于数值实现,具有与标准有限元方法相当的鲁棒性。数值结果表明,该方法可有效模拟三维裂纹扩展过程,且能方便地应用于复杂工程结构的多裂纹扩展问题。

关键词：裂纹扩展自适应网格加密虚拟节点法扩展有限元法三维裂纹

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深潜器钛合金耐压壳蠕变屈曲强度评估方法研究

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中国造船 2024年第2期65卷 25-36页

作者：郭育豪刘刚大连理工大学船舶工程学院大连116024 工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116024

深潜器钛合金耐压壳存在室温蠕变现象,会减弱耐压壳结构的屈曲极限强度,发生蠕变屈曲破坏。论文以钛合金圆柱形耐压壳为研究对象,考虑结构初始缺陷幅值、蠕变载荷和蠕变时间的影响,通过数值模拟研究蠕变变形对耐压壳非线性屈曲强度的影... 详细信息

深潜器钛合金耐压壳存在室温蠕变现象,会减弱耐压壳结构的屈曲极限强度,发生蠕变屈曲破坏。论文以钛合金圆柱形耐压壳为研究对象,考虑结构初始缺陷幅值、蠕变载荷和蠕变时间的影响,通过数值模拟研究蠕变变形对耐压壳非线性屈曲强度的影响。研究表明:蠕变变形会加剧结构初始缺陷的幅值,减弱耐压壳结构的非线性屈曲强度。另外,钛合金耐压壳存在蠕变屈曲现象,蠕变屈曲的临界时间对结构初始缺陷幅值极为敏感。建立了钛合金耐压壳室温蠕变屈曲临界时间与蠕变载荷之间指数关系的模型,可以快速评估深潜器在指定作业时间下的最大下潜深度。对于不同临界时间下的蠕变载荷,该模型拟合结果与数值计算结果的相对误差均在±2%以内。

关键词：钛合金耐压壳室温蠕变蠕变屈曲极限强度数值模拟

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“南海挑战号”半潜式平台移井优化方法研究

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哈尔滨工程大学学报 2023年第5期44卷 857-864页

作者：黄龚赛姚骥于思源武文华大连理工大学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

为了解决半潜式平台移井方案计算困难的问题,本文以“南海挑战号”半潜式平台为依托,开展移井优化方法研究。依据多段悬链线控制方程,考虑平台和各井口的位置关系,建立了系泊链长度与顶张力的关系集。采用非支配排序遗传算法,给出了最... 详细信息

为了解决半潜式平台移井方案计算困难的问题,本文以“南海挑战号”半潜式平台为依托,开展移井优化方法研究。依据多段悬链线控制方程,考虑平台和各井口的位置关系,建立了系泊链长度与顶张力的关系集。采用非支配排序遗传算法,给出了最佳移井路线方案。选取了4组现场移井方案进行对比分析,研究结果表明:所提出的计算方案有效地节约移井所需的时间成本和人力成本。以D_(3)-D_(2)移井操作为例,与现场采用方案相比,移井前后系泊链收放总量减少了40.17%,同时平台移井过程中的平稳程度降低了76.45%,大幅度的提高了移井作业平台的效率和安全性。

关键词：半潜式平台移井操作系泊链遗传算法平稳程度优化方法井口路径规划

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基于实测数据的半潜式平台贝叶斯模型修正方法研究

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船舶力学 2024年第2期28卷 179-190页

作者：李松武文华姚伟岸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 大连理工大学宁波研究院浙江宁波315000

随着半潜式平台的长期海上服役,平台的基本设计参数会发生变化,如仍基于原始设计参数对平台进行分析将影响结果的准确性。本文以半潜式平台服役中易发生变化的基本参数(平台排水量、重心高度和三个自由度回转半径)作为修正参数,以平台... 详细信息

随着半潜式平台的长期海上服役,平台的基本设计参数会发生变化,如仍基于原始设计参数对平台进行分析将影响结果的准确性。本文以半潜式平台服役中易发生变化的基本参数(平台排水量、重心高度和三个自由度回转半径)作为修正参数,以平台横摇、纵摇和垂荡自由度的方差和波频功率谱密度构建目标函数,建立可依据实测数据的半潜式平台贝叶斯参数修正方法。以我国某半潜式平台实测数据为例,开展平台的参数修正研究,并基于修正后的参数对平台多年一遇环境荷载下的响应进行对比评估。

关键词：半潜式平台原型监测贝叶斯参数修正代理模型

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高置信水平结构逆可靠度分析与优化方法研究进展

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力学学报 2024年第2期56卷 310-326页

作者：郝鹏杨浩冯少军王博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 大连理工大学工程力学系辽宁大连116024

不确定性客观存在于工程结构生产制造以及服役等各环节之中并对结构的承载性能影响显著.特别是对于服役条件苛刻的航空航天承载装备,在设计阶段考虑多源不确定性的影响对于结构安全至关重要.在众多不确定性分析方法中,逆可靠度分析方法... 详细信息

不确定性客观存在于工程结构生产制造以及服役等各环节之中并对结构的承载性能影响显著.特别是对于服役条件苛刻的航空航天承载装备,在设计阶段考虑多源不确定性的影响对于结构安全至关重要.在众多不确定性分析方法中,逆可靠度分析方法在效率和稳健性方面具有一定优势.为此,国内外学者在高置信水平结构逆可靠度分析与优化方法方面开展了大量研究并取得了长足进步,包括自适应迭代控制算法、先进可靠度优化策略与非充分样本下的高置信水平设计方法等.本文首先对国内外逆可靠度分析与优化方法取得的进展进行了系统梳理与总结,特别是逆可靠度分析方法的发展历程以及面临的挑战问题,主要包括强非线性功能函数、多设计点以及低失效概率问题.进一步,针对长期困扰可靠度方法实际应用的小样本问题,重点从结构高置信水平可靠度分析与优化理论角度开展系统介绍,详细论述了小样本诱发的认知不确定性到可靠度置信水平的传播链条.最后,基于现有成果和国家重大前沿需求,重点围绕航天装备可重复使用需求对结构可靠度未来研究方向进行了思考与展望,期望相关研究成果能够进一步助力我国航空航天结构实现高可靠性与极致轻量化设计.

关键词：航空航天结构逆可靠度分析可靠度优化设计置信水平优化设计小样本

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含铝过氧化氢凝胶推进剂的点火过程

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火炸药学报 2024年第12期47卷 1155-1162,I0004页

作者：宋培荣孙得川大连理工大学力学与航空航天学院辽宁大连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

为探索含铝过氧化氢凝胶在火箭发动机中的点火可行性,开展了含铝过氧化氢凝胶的点火过程研究。通过点火试验确定其点火方式,根据理论分析构建了含铝过氧化氢凝胶推进剂的点火模型,提出了该推进剂的点火延迟时间计算方法,探究了点火延迟... 详细信息

为探索含铝过氧化氢凝胶在火箭发动机中的点火可行性,开展了含铝过氧化氢凝胶的点火过程研究。通过点火试验确定其点火方式,根据理论分析构建了含铝过氧化氢凝胶推进剂的点火模型,提出了该推进剂的点火延迟时间计算方法,探究了点火延迟时间的影响因素,并对推进剂的点火延迟时间进行了预测。结果表明,火焰点火是可行的点火方式;液滴直径、铝颗粒直径、环境温度、铝含量及过氧化氢质量分数均对点火延迟时间有一定影响,其中液滴直径和铝颗粒直径对其影响最为显著;点火延迟时间与液滴、铝颗粒直径成正比,经过雾化后的液滴直径在0.5 mm以下、铝颗粒直径小于10μm的推进剂,适用于火箭发动机。

关键词：物理化学铝颗粒过氧化氢凝胶推进剂点火延迟时间点火模型

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钛合金室温受压蠕变损伤本构模型

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哈尔滨工程大学学报 2024年第4期45卷 642-650页

作者：郭育豪刘刚宋育泽大连理工大学船舶工程学院辽宁大连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

为了解决工程上在评估深潜器耐压壳体安全可靠性时不考虑拉压蠕变破坏机理产生的差异,会导致较大计算误差问题,本文提出了适用于室温蠕变的蠕变损伤本构模型。通过分析钛合金材料蠕变特性,考虑了室温环境下位错堆积造成的蠕变阻力,并且... 详细信息

为了解决工程上在评估深潜器耐压壳体安全可靠性时不考虑拉压蠕变破坏机理产生的差异,会导致较大计算误差问题,本文提出了适用于室温蠕变的蠕变损伤本构模型。通过分析钛合金材料蠕变特性,考虑了室温环境下位错堆积造成的蠕变阻力,并且位错堆积的现象与时间有关。基于微分自洽法提出了适用于室温环境下的钛合金蠕变本构模型,得到受压情况下TC4ELI的相关材料参数,并将该模型用USDFLD和CREEP子程序进行定义。研究表明:对于受压结构而言,使用通过拉伸蠕变实验得到的本构模型的计算结果会过于保守,对于含V型缺口平板受压时等效蠕变应变的相对误差为168.20%。本文所提出的模型适用于环肋耐压壳结构的蠕变损伤分析。

关键词：钛合金室温蠕变蠕变损伤本构模型拉压不同连续损伤力学有限元法耐压壳

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覆土真空爆炸容器内部载荷及动态响应分析

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爆炸与冲击 2024年第10期44卷 111-122页

作者：周德政李晓杰王小红王宇新闫鸿浩大连理工大学力学与航空航天学院辽宁大连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

为了研制超大型真空爆炸焊接容器,探索覆土真空爆炸容器内的冲击载荷及结构动态响应,设计了一座可以满足实验需要的0.55 m^(3)小型真空爆炸容器,在其内部开展了一系列真空爆炸实验;应用AUTODYN有限元应用程序,对真空爆炸实验进行了数值... 详细信息

为了研制超大型真空爆炸焊接容器,探索覆土真空爆炸容器内的冲击载荷及结构动态响应,设计了一座可以满足实验需要的0.55 m^(3)小型真空爆炸容器,在其内部开展了一系列真空爆炸实验;应用AUTODYN有限元应用程序,对真空爆炸实验进行了数值模拟分析,深入探索了冲击波在容器内部的传播规律、冲击载荷分布状态、结构动态响应以及覆土厚度对平板结构消振作用的影响等问题。实验和数值模拟结果表明:爆炸容器内冲击载荷时程曲线的第2次脉冲峰值明显高于第1次脉冲峰值,且冲击波的叠加和反射总是发生在封盖内壁;随着容器内部真空度的不断下降,冲击载荷的峰值也被明显削弱;容器封盖的动态响应分为阶跃上升、脉冲随动、惯性滞后和静压稳定4个发展阶段;随着真空度的下降以及覆土厚度的增加,爆炸容器的动态响应逐渐被削弱。降低容器内部环境压力和增加覆土厚度均可削减爆炸容器的受迫振动,可为超大型真空爆炸容器的结构设计提供参考。

关键词：真空爆炸容器冲击载荷动态应变冲击波真空度覆土作用

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非规则颗粒与滚筒球磨机相互作用的离散元–有限元耦合分析

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上海理工大学学报 2023年第6期45卷 543-551,601页

作者：李天泽王嗣强杨冬宝季顺迎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

非规则颗粒形态显著影响球磨机中颗粒材料的运动行为,同时对球磨机结构产生不同的力学响应。采用超二次曲面方程描述非规则颗粒材料,并发展了离散元(discrete element method,DEM)–有限元(finite element method,FEM)耦合算法以分析非... 详细信息

非规则颗粒形态显著影响球磨机中颗粒材料的运动行为,同时对球磨机结构产生不同的力学响应。采用超二次曲面方程描述非规则颗粒材料,并发展了离散元(discrete element method,DEM)–有限元(finite element method,FEM)耦合算法以分析非规则颗粒材料与滚筒球磨机间的相互作用。在该算法中,滚筒球磨机被划分为一系列四边形单元,并且超二次曲面颗粒与球磨机间的接触判断可转化为超二次曲面颗粒与四边形单元间的接触判断。将计算得到的碰撞力向节点插值,该节点力作为载荷条件在有限元中进行隐式动力学求解,并通过求解颗粒运动方程和有限元动力方程实现颗粒运动更新和结构力学响应分析。进一步分析了滚筒球磨机中球体、圆柱体和立方体颗粒材料的运动行为以及滚筒球磨机的变形及应力分布规律。研究结果表明:颗粒形状显著影响球磨机研磨效果和球磨机结构位移;立方体颗粒具有最好的研磨效果,而圆柱体颗粒比球体颗粒具有更好的研磨效果;在结构位移上,立方体颗粒有最大的峰值位移,其次是圆柱体和球体颗粒;相比于规则的球体颗粒,超二次曲面颗粒有不规则的表面形状,这会导致更好的研磨效果和更大的结构位移。

关键词：离散元方法有限元方法耦合算法超二次曲面单元非规则颗粒

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基于加速度表征目标函数的主动反射器最优动态变形控制

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机械工程学报 2024年第19期60卷 32-39页

作者：李鸿濠卢志荣王晓明谭述君周文雅广州大学机械与电气工程学院广州510006 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

基于智能材料的航空航天柔性结构主动变形控制技术,可以有效提升形面精度、控制性能和任务适应性。然而,变形控制过程易产生非期望的瞬态动力学响应和残余振动现象,严重降低控制效果。以压电驱动的抛物线型天线反射器为例,设计了基于传... 详细信息

基于智能材料的航空航天柔性结构主动变形控制技术,可以有效提升形面精度、控制性能和任务适应性。然而,变形控制过程易产生非期望的瞬态动力学响应和残余振动现象,严重降低控制效果。以压电驱动的抛物线型天线反射器为例,设计了基于传统有限时间最优终端控制算法的动态变形控制律,分析了终端时刻出现输入跳变和残余振动现象的原因,并针对性提出一种基于加速度性能指标和双段优化策略的最优动态变形控制策略和求解算法。结果表明,采用基于加速度的二次型性能指标,可有效保证终端时刻的动态平衡,在实现平滑的状态转移前提下有效避免了输入跳变和残余振动现象,实现整个时间域内连续、平滑变形效果。

关键词：主动反射器压电驱动振动抑制二次规划加速度

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