非刚性圆盘颗粒不连续变形分析

将颗粒当作可变形的圆盘,利用最小势能原理推导了圆形颗粒系统的初始应力矩阵、惯性力子矩阵。用精确的位移公式修正了原一阶近似位移公式。编写了非刚性圆盘颗粒的不连续变形分析(DDA)程序,并以圆球在斜面上光滑下滑和有摩擦下滑的算例验证了程序的正确性。     

不连续变形分析理论的C#程序实现及改进

介绍了在C#平台下开发面向对象的不连续变形分析(DDA)程序的过程,以及块体的数据结构、DDA计算流程和动画显示方法。原DDA理论用最短距离法确定块体角角接触中的侵入边,该法在凸角侵入凹角时会出现误判。针对这一问题,提出了用角平分线法确定角角接触的侵入边。通过两个算例,验证了程序的正确性,并比较了有无开闭迭代的区别,以及罚函数法与增广拉格朗日(Lagrange)法对求解的不同影响。     

平面弯道势流的流速分布规律研究

为研究平面弯道水流的流速分布规律,将弯道简化成圆弧,假设水流为理想流体作恒定无旋流动,并假定流线为圆弧状,根据理想流体平面势流理论,推导了弯道水流的流速分布公式和内外弯超高公式。得到的结论为:内弯流速大于外弯;内弯水面低于外弯。然后基于Galerkin(迦辽金)加权余量法的有限单元法,编写了Matlab有限元程序,用3节点三角形单元模拟90°弯道水流中的流速分布,得到了与理论解一致的流速分布结果。最后通过弯道水流实验和文献中的实验数据对理论推导结果进行验证。结果表明,实际弯道水流是以平面势流为主导的。     

主动热激励式红外热成像管道缺陷深度检测

针对管道内壁缺陷深度检测的问题,建立了一种基于电涡流主动热激励的红外热成像管道缺陷深度检测方法。阐述了红外热成像管道缺陷深度检测的机理,针对埋地管道检测对热激励的特殊要求,设计了参数可调控的电涡流热激励实验装置,按照管道内壁形状制作了检测试件,通过基于电涡流的主动热激励实验,分析了谐振频率、提离高度、输入电功率这3个重要参数对热激励效率的影响,并得出它们的优化值。在此基础上,对预先设计带有不同深度缺陷的检测试件进行主动热激励,并获取其红外热图像,通过分析热图像数据发现,缺陷与非缺陷区域间灰度均值的差值随缺陷深度的变化而变化,一在定条件下二者呈单值对应关系,且具有较好的线性度。利用这一规律,通过实验数据拟合建立了槽形缺陷和圆形缺陷的深度检测模型,实验测试显示所建立的模型具有一定的检测精度。研究结果表明:在优化的电涡流主动热激励条件下,可以通过红外热图像计算出缺陷深度,所提出的基于电涡流主动热激励的红外热成像管道缺陷深度检测方法具有可行性。