检索结果-内蒙古大学图书馆

计算力学学报 2025年

作者：包英杰闫凯秀刘祥陈国海杨迪雄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福建理工大学土木工程学院

在桥梁上行驶的列车与轨道共同构成车-轨-桥耦合系统，会受到轨道不平顺和极端地震荷载等随机源的影响，引发列车脱轨风险。本文考虑轨道不平顺和地震动的随机不确定性，提出了车-轨-桥耦合系统随机动力学高效分析的直接概率积分法，实... 详细信息

在桥梁上行驶的列车与轨道共同构成车-轨-桥耦合系统，会受到轨道不平顺和极端地震荷载等随机源的影响，引发列车脱轨风险。本文考虑轨道不平顺和地震动的随机不确定性，提出了车-轨-桥耦合系统随机动力学高效分析的直接概率积分法，实现耦合系统随机动力响应和行车安全概率安全评定。首先，建立三维车-轨-桥耦合系统随机动力学模型，开展轨道不平顺和近断层随机地震动不确定性量化与表征。其次，基于概率守恒原理的积分表述，导出了刻画随机不确定性在耦合系统中传播的概率密度积分方程。通过联立耦合系统动力学方程和概率密度积分方程，发展了三维车-轨-桥耦合系统随机动力学高效分析的直接概率积分法。将脱轨系数作为行车安全评价准则，建立列车过桥安全极限状态函数，实现了列车过桥可靠性评定。最后，通过数值算例论证了提出方法的精度和效率，揭示了列车脱轨概率与地震动强度之前的非线性关系，并探究了近断层地震动速度脉冲对列车脱轨概率的影响规律。

关键词：车-轨-桥耦合系统多源随机性随机过程动力可靠度脱轨概率直接概率积分法

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熔体尖端锥角对气雾化制粉中雾化过程的影响

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粉末冶金技术 2024年第6期42卷 573-581页

作者：杨姝陈陟亓昌裴连政廖相巍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 大连理工大学宁波研究院宁波315016 鞍钢集团钢铁研究院鞍山114021

雾化喷嘴作为气雾化制粉的核心部件,其关键结构参数(导流管熔体尖端锥角)可显著影响雾化效果。与调节气体压力、温度等工艺参数相比,通过改变熔体尖端锥角提高气雾化性能更有效、更经济。本文基于计算流体动力学方法,利用商用计算流体... 详细信息

雾化喷嘴作为气雾化制粉的核心部件,其关键结构参数(导流管熔体尖端锥角)可显著影响雾化效果。与调节气体压力、温度等工艺参数相比,通过改变熔体尖端锥角提高气雾化性能更有效、更经济。本文基于计算流体动力学方法,利用商用计算流体动力学软件FLUENT对气雾化过程中高温高压密闭雾化室内复杂的多相流进行了可视化仿真计算,模拟了不同熔体尖端锥角下的雾化室内部流场,分析了单相流场中各因素对熔体破碎效果的影响,并采用VOF两相流模型模拟了一次雾化过程进。结果表明,改变熔体尖端锥角(16°、22°、28°、34°、40°和46°)可改变气体流动方向,且随着锥角的变化,单相流场中的滞点位置、滞点压力和抽吸压力呈现规律性特征。一次雾化后质量中径随熔体尖端锥角的变化而变化,通过改变熔体尖端锥角,可有效控制一次雾化后的液滴尺寸分布。当熔体尖端锥角为34°时,最小质量中径为304μm。

关键词：气体雾化一次雾化紧耦合喷嘴熔体

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三维动态应力强度因子的自适应虚拟节点法

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固体力学学报 2024年第4期45卷 466-476页

作者：冯泽洋段庆林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 大连理工大学白俄罗斯国立大学联合学院大连116024

采用自适应虚拟节点法计算三维动态应力强度因子,改善了标准虚拟节点法计算精度和效率的不足.通过无需裂尖加强函数(和相应的额外自由度)的虚拟节点技术模拟裂纹处的强间断.在裂纹处引入自适应网格加密技术以及契合裂纹问题的加密准则,... 详细信息

采用自适应虚拟节点法计算三维动态应力强度因子,改善了标准虚拟节点法计算精度和效率的不足.通过无需裂尖加强函数(和相应的额外自由度)的虚拟节点技术模拟裂纹处的强间断.在裂纹处引入自适应网格加密技术以及契合裂纹问题的加密准则,无需高计算消耗的全局稠密网格,从而提高计算精度和效率.采用简便的约束近似技术处理局部加密网格中的悬空节点,避免特殊单元和复杂形函数,便于数值实现.数值算例表明,相较于标准虚拟节点法,自适应虚拟节点法可有效提高计算精度,且在同样精度下具有更少的计算消耗和更高的效率.

关键词：动力学裂纹应力强度因子自适应网格加密虚拟节点法扩展有限元

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电喷雾推力器单发射点电流模型及稳定性分析

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推进技术 2024年第5期45卷 250-258页

作者：陈冲夏广庆康会峰范益朋鹿畅孙斌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 大连理工大学辽宁省空天飞行器前沿技术重点实验室辽宁大连116024 北华航天工业学院河北省微纳卫星协同创新中心河北廊坊065000

为促进对纯离子模式下电喷雾推力器的深入理解,分析了电喷雾推力器单发射点受力、供液及离子蒸发行为,建立了发射电流理论模型,明确了电压、供液装置流阻等参数对发射电流的影响规律。所得结果与现有实验数据吻合良好。基于所得模型,进... 详细信息

为促进对纯离子模式下电喷雾推力器的深入理解,分析了电喷雾推力器单发射点受力、供液及离子蒸发行为,建立了发射电流理论模型,明确了电压、供液装置流阻等参数对发射电流的影响规律。所得结果与现有实验数据吻合良好。基于所得模型,进而对单发射点顶端用于发射离子的凸起结构进行了瑞利稳定性分析,得到了单发射点稳定发射的电流上限,并分析了流阻对电流上限的影响。结果表明:发射电流为外加电压的二次函数,与供液装置的流阻成反比关系;纯离子模式存在一个稳定发射电流上限,超过此上限,凸起结构便会破碎;流阻越大,发射电流上限越大。

关键词：电推进电喷雾推力器纯离子模式电流模型稳定性分析

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异种金属爆炸焊接的研究与发展

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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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爆炸冲击测试信号的滤波算法研究

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爆破 2023年第3期40卷 191-198页

作者：周德政李晓杰王宇新王健闫鸿浩王小红大连理工大学工程力学系大连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

爆炸试验采集的冲击载荷测试信号总是叠加不同程度的噪声干扰,为了精确分析这些试验测试数据传递的爆炸冲击载荷变化规律,在真空爆炸容器内针对不同装药量和不同真空环境设计了四组爆炸冲击载荷测试实验,并将采集到的冲击载荷数据同时... 详细信息

爆炸试验采集的冲击载荷测试信号总是叠加不同程度的噪声干扰,为了精确分析这些试验测试数据传递的爆炸冲击载荷变化规律,在真空爆炸容器内针对不同装药量和不同真空环境设计了四组爆炸冲击载荷测试实验,并将采集到的冲击载荷数据同时应用傅里叶滤波算法和中位值平均滤波算法处理处理分析。通过将两种滤波算法处理的冲击载荷P-t曲线与原始冲击载荷P-t曲线对比发现:傅里叶滤波算法是对信号的一种全局分析,可提取函数在整个频率轴上的频率信息,却不能反映信号在局部时间范围内的特征,虽然处理速度较快,但对于特征参数的保留误差较大,直接应用于爆炸冲击载荷测试信号的滤波处理的效果不太理想。中位值平均滤波算法处理的爆炸冲击载荷信号与原始冲击载荷时程曲线的契合度更高,能清晰地反映出爆炸容器内的冲击载荷随时间的变化细节,且提取的特征参数误差较小,展现出对于爆炸冲击载荷信号的处理分析更高的可靠性,可以为爆炸试验的深入研究提供更直观的参考。

关键词：滤波处理爆炸试验傅里叶算法中位值平均滤波算法冲击载荷

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海洋工程典型装备智能化研究进展

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科技导报 2024年第13期42卷 16-26页

作者：阎军苏琦许琦杨建业陈金龙卢海龙武文华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力学与航空航天学院大连116024 大连理工大学宁波研究院宁波315016

为了推动海洋工程装备智能化发展、加快智慧海洋工程装备建设,综述了海洋油气资源开发中关键装备的实践创新,包括海洋柔性立管及脐带缆、海洋浮体结构以及海洋结构监测技术3个研究领域。首先,通过对现阶段的海洋柔性立管及脐带缆发展现... 详细信息

为了推动海洋工程装备智能化发展、加快智慧海洋工程装备建设,综述了海洋油气资源开发中关键装备的实践创新,包括海洋柔性立管及脐带缆、海洋浮体结构以及海洋结构监测技术3个研究领域。首先,通过对现阶段的海洋柔性立管及脐带缆发展现状进行系统阐述,总结了智能算法在结构分析与设计中的探索尝试;其次,介绍了海洋浮体结构的理论模型、数值模拟和模型实验在智能化方向的发展历程,指出了现阶段分析技术的局限性及未来的重点研究方向;最后,梳理了海洋装备结构智能化监测技术的应用研究,强调了监测技术作为智能感知的重要途径,在未来的发展中将逐渐标准化与智能化。随着信息技术高速发展,传统自动化手段难以解决海洋装备运维过程中面临的新挑战。全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测以及协同控制等多种智能化技术综合应用于海洋工程装备,已经是未来发展的必然趋势。

关键词：海洋工程装备智慧海洋海洋柔性立管海洋浮体结构海洋结构监测

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基于直接概率积分法的水下航行器随机动力响应高效分析

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力学学报 2024年第6期56卷 1796-1806页

作者：陈翰澍陈国海杨迪雄傅卓佳河海大学力学与工程科学学院工程与科学数值模拟软件中心南京211100 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

海洋是人类的资源宝库,随着海洋资源的不断发掘,海洋资源的探测与合理开发成为了当今世界各国广泛关注的热点,水下航行器的勘测活动也随之逐渐增多.然而,海洋环境具有极强的随机不确定性,给水下航行器的操作及轨迹规划带来了巨大影响.因... 详细信息

海洋是人类的资源宝库,随着海洋资源的不断发掘,海洋资源的探测与合理开发成为了当今世界各国广泛关注的热点,水下航行器的勘测活动也随之逐渐增多.然而,海洋环境具有极强的随机不确定性,给水下航行器的操作及轨迹规划带来了巨大影响.因此,准确预测随机海洋环境中水下航行器的随机响应特性具有重要意义.以无舵桨的新型水下航行器为研究对象,基于概率守恒原理,从随机积分的全新视角,建立了随机海洋环境中水下航行器的概率密度积分方程.在此基础上,提出了一种基于分块并行计算的直接概率积分法,该方法将水下航行器系统的控制方程与概率密度积分方程解耦,通过分块并行计算,实现了随机波浪激励下新型水下航行器的随机动力响应高效分析.此外,还将提出方法的计算结果与原直接概率积分法及蒙特卡洛模拟方法的计算结果进行了比较,进一步验证了提出方法的精确性和高效性.最终研究结果表明,海浪的有义波高和流动速度是影响水下航行器响应的主要随机因素.海浪有义波高和流动速度的增加会造成水下航行器偏离预定轨迹的概率显著提高.此外,较大的海浪流动速度还会引发随机跳跃现象,从而降低水下航行器的航行安全性.

关键词：水下航行器随机响应分析分块并行计算概率密度积分方程直接概率积分法

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概率守恒原理的历史起源与发展现状

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力学与实践 2025年第2期47卷 456-465页

作者：杨迪雄陈国海李辉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软件全国重点实验室辽宁大连116024

随机事件的不确定性传播与演化都遵循概率守恒原理,它是与能量守恒原理和质量守恒原理一样基本的、自然界遵守的普遍规律。随机力学涵盖随机结构分析、随机振动、可靠性评价、可靠性优化设计和随机最优控制等内容,而概率守恒原理在其中... 详细信息

随机事件的不确定性传播与演化都遵循概率守恒原理,它是与能量守恒原理和质量守恒原理一样基本的、自然界遵守的普遍规律。随机力学涵盖随机结构分析、随机振动、可靠性评价、可靠性优化设计和随机最优控制等内容,而概率守恒原理在其中起着根本性、决定性的作用。随机静、动力系统的一对概率密度积分方程是刻画随机性传播与演化的统一基本方程。本文论述概率守恒原理的历史起源和发展现状,追溯其在统计物理中的起源,阐述其在概率论、随机力学中的发展状况。而且,从概率守恒原理推导建立时间-空间域的概率密度积分方程,并介绍概率密度积分理论和直接概率积分法的基本思想,及其在静动力系统随机响应与结构可靠度分析和可靠性优化设计方面的研究进展,旨在推动随机力学的科研和教学。

关键词：随机力学概率守恒原理直接概率积分法历史起源研究进展

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航空结构低速冲击监测技术研究进展

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航空学报 2024年第23期45卷 94-121页

作者：曾旭邓德双杨红娟杨正岩马书义杨雷武湛君大连理工大学力学与航空航天学院工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116024 江南大学纤维工程与装备技术学院无锡214122 大连科技学院交通与电气工程学院大连116052 大连理工大学材料科学与工程学院大连116024

低速冲击对航空结构造成的潜在损伤严重威胁飞行器的飞行安全。冲击监测技术能够实时定位冲击源、重构载荷历程并估计冲击能量,是结构健康状态评估的关键技术,对于保障飞行器的服役安全具有重要意义。概述了冲击监测的一般流程;归纳了... 详细信息

低速冲击对航空结构造成的潜在损伤严重威胁飞行器的飞行安全。冲击监测技术能够实时定位冲击源、重构载荷历程并估计冲击能量,是结构健康状态评估的关键技术,对于保障飞行器的服役安全具有重要意义。概述了冲击监测的一般流程;归纳了具有代表性的冲击定位方法,包括基于稀疏传感器阵列的时差法、时间反转聚焦法、参考数据库法和机器学习法,基于密集传感器阵列的波束成形法、传感器簇法、多重信号分类法和空间波数滤波器法,以及基于非波动信号的其他方法;总结了基于模型和机器学习的2种冲击载荷重构方法,以及冲击能量识别方法;结合冲击监测技术的现状,讨论了其面临的技术挑战并展望其发展趋势。

关键词：航空结构冲击监测冲击定位载荷重构能量识别

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