变形模式对多孔金属材料SHPB实验结果的影响
利用两种改进后的Hopkinson杆实验分别测得多孔金属材料冲击端和支撑端的应力.实验结果及高速摄影表明,随着撞击速度的增加,试件两端的应力均匀性变差,分别对应着泡沫材料的3种变形模式:准静态模式、过渡模式、冲击模式.实验得出在冲击模式下,冲击端与支撑端的应力与试件的厚度无关,但是与试件的密度有关.在多孔金属的高应变率实验中,变形模式对SHPB实验有很大的影响,轴向惯性(波动)效应会导致试件两端的应力不均匀,此时利用SHPB得出的实验结果将会是应变率效应和惯性效应的耦合,不能真实反映材料的动态力学性能(应变率效应).
二维系统传递矩阵法
以薄板横向振动的振动特性问题为例提出了二维系统传递矩阵法。从质点和无质量梁的传递矩阵出发,建立了按列排列的薄板子结构的传递矩阵,用二维系统传递矩阵法获得了整个板的总体传递方程,从而可得到板在任意一种边界条件下的特征方程,数值求解了两种情况下薄板横向振动的固有振动特性。计算结果表明,用该方法可用于研究类似薄板的二维系统的动力学问题,且无需建立系统的总体动力学方程。
基于非递推公式的机械臂正动力学的并行计算策略1)
利用Jourdain原理来消除约束反力,并通过引入Lagrange乘子释放约束,得到了机械臂正动力学非递推形式的计算模型。在这种模型中引进了一些冗余计算,因此减弱了方程中各计算量之间的依赖性,从而提高了模型的内在并行性。为了尽量减少并行计算所需处理器的数目,本文采用了求解规模缩减技术,并基于这个模型提出了一生活上面向O个处理器的机械臂正动力学的并行计算策略。
柔性机械臂两点边值逆动力学方法——-理论分析和实验结果
基于最优控制模拟思想提出了柔性机械的两点边值逆动力学方法,应用柔性机械臂原两种动力学模型可实现机械臂的点-点位置运动或轨迹追踪,同时显著降低或消除了结构柔性对其精确确定位的影响。数值仿真和实验结果同理论分析完全一致。
复合材料旋转壳自由振动分析的新方法
提出了一种半解析区域分解法来分析任意边界条件的复合材料层合旋转壳自由振动.沿壳体旋转轴线将壳体分解为一些自由的层合壳段,视位移边界界面为一种特殊的分区界面;采用分区广义变分和最小二乘加权残值法将壳体所有分区界面上的位移协调方程引入到壳体的能量泛函中,使层合壳的振动分析问题归结为无约束泛函变分问题.层合壳段位移变量采用Fourier级数和Chebyshev多项式展开.以不同边界条件的层合圆柱壳、圆锥壳及球壳为例,采用区域分解法分析了其自由振动,并将计算结果与其他文献值进行了对比.算例表明,该方法具有高效率、高精度和收敛性好等优点.
定床弯道内水沙两相运动的数值模拟
在适体同位网格中采用非正交曲线坐标系下的三维κ-ε-κp,固液两相双流体湍流模型研究弯道内水流和悬浮泥沙运动,主要计算了试验室S型水槽内清水流动的三维流场、120°弯道内水沙两相流动中底沙与底流的运动轨迹以及S型水槽内水沙两相流动的两相流场和泥沙浓度场。对于S型水槽内清水流动,数值结果与试验结果吻合良好。120°弯道内水沙两相流动中固液两相的运动轨迹在弯道直线段基本重合,在弯道内泥沙轨迹逐步偏离水体轨迹,其偏离程度随泥沙粒径增大而增大。从S型水槽内水沙两相流动计算结果中发现泥沙纵向流速在壁面附近比水流纵向速度大,在远离壁面区域比水流纵向速度小;弯道内泥沙横向流速比水流横向流速小;垂向流速在直线段和泥沙沉速相当,在弯道内受螺旋水流影响而变化;两相流速差别随泥沙粒径增大而变大;泥沙...
地下结构多尺度动力分析方法
近年地下结构震害频发,针对目前地下结构抗震研究中实际存在的多尺度动力问题,提出了地下结构多尺度动力分析方法,该方法不需要任何附加的过滤和阻尼就能有效地消除高频波的虚假反射.以桥域耦合理论为基础,引入拉格朗日乘子将不同尺度区域之间的约束关系,通过能量势函数隐含到动力方程中,推导出不同尺度域的动力控制方程;基于中心差分法,提出了用于地下结构多尺度分析的动力显式算法,以求解所建立的多尺度动力耦合体系.以实际工程为应用实例,通过与传统的位移耦合方法的对比分析,说明了该多尺度方法用于地下结构动力分析的可行性以及对消除高频波虚假反射的有效性.
两层液体Bénard-Marangoni对流的实验研究
采用粒子图像测速技术(PIV)对两层流体Bénard-Marangoni对流进行了实验研究.研究了各种不同厚度比下的临界对流模式,同时研究了在温差变大时向超临界对流模式转化过程.实验结果表明,界面张力对各种对流模式的形成和转变具有重要的作用.
星形裂纹的应力分析
利用复变函数的方法,通过构造适当的保角映射研究了星形裂纹的平面弹性问题,给出了裂纹尖端Ⅰ型与Ⅱ型问题应力强度因子的解析解.并由此模拟出了经典的Griffith裂纹,共点均匀分布三裂纹,十字裂纹,对称八裂纹问题.
考虑介质微观非均质特征的乳状液渗流模型
油水乳化渗流是三元复合驱和热力采油过程中常见的现象,地层介质的微观孔隙结构特征对乳状液流动有着重要影响。现有描述乳状液渗流的理论模型都属于确定性方法,只能反映出介质孔隙结构的体积平均效果。当介质内部微观非均质性相比其尺寸不能被忽略时,采用确定性方法描述会与实验结果存在偏差。基于连续时间随机游走理论建立了描述乳状液渗流的随机理论模型。该模型引入反映液滴微观运动特征的跃迁时间和跃迁位移两个概率分布函数来反映多孔介质微观非均质特征。研究结果表明该模型能很好地刻画实验曲线中出现的与介质尺度相关的拖尾现象,可作为更一般的过滤模型。