基于区间分析的工程结构不确定性研究现状与展望

随机分析方法、模糊分析方法是已经广泛使用的工程结构不确定性分析方法, 近年来区间分析方法逐渐为人们所熟知并成为是一种新的工程结构不确定性分析方法,它主要用来研究具有区间特性的工程结构. 区间分析方法在统计信息不足以描述不确定参数的概率分布或隶属函数、工程单位仅提供不确定参数的区间范围而想获得结构响应的区间范围时就发挥了其优点. 综述了区间分析方法及其在工程结构不确定性分析中的应用状况, 将基于区间分析的工程结构不确定性问题研究归结为以下4个方面: 不确定性结构系统的区间有限元分析; 基于区间的非概率可靠性分析; 工程结构区间反演分析; 基于区间参数的结构优化设计. 分析评价了国内外在这几个方面的研究成果及其最新进展, 同时指出目前研究中存在的问题和研究的方向.      

多速度计测量的拉格朗日分析方法研究

拉格朗日分析方法已广泛应用于爆炸力学中的小隔板试验分析以及混凝土和紫铜等惰性材料的气体炮试验分析。然而,现有的拉格朗日分析方法在分析过程中需要进行多次积分,导致误差逐次增大。为了解决这个问题,提出多速度计测量的拉格朗日分析方法,该方法由粒子速度计算得到所研究的压力、相对比容及比内能等时程曲线。对比了现有的拉格朗日分析方法和多速度计测量的拉格朗日分析方法的计算精度,结果显示本文方法计算精度较高,是现有的拉格朗日分析方法在应用中的有效改进。     

地下开采过程损伤场演化与地表变形的时变分析

以形状随时间变化的物体——时变体为研究对象，将损伤理论与时变力学结合，引入与时变过程相关的损伤参数，形成损伤时变力学分析方法。针对岩石介质特性给出了弹性损伤时变力学本构方程，并利用虚功原理建立相应数值化方法和分析过程。利用损伤时变力学分析方法对某地下煤层开采过程进行计算机仿真分析，给出形状时变引起的损伤场与地表移动的动态演化过程，并对比了非时变以及施工分析结果。研究表明，损伤时变分析可得到连续变化的位移及损伤演化图，相比非时变的常规分析和施工分析能更好地模拟连续施工，为工程施工分析与预测提供更加科学和有效的手段。为实现开采过程的经济和安全，应该采用损伤时变力学的分析方法。     

基于反应谱法的核级承压容器应力分析与评定

核级承压容器力学分析是核设备分析法设计的重要组成部分.核级承压起动空气瓶,作为核电站应急柴油机厂房中的重要设备,它的工作状况直接影响到应急柴油机厂房中柴油机的正常运行.本文对核级承压起动空气瓶进行自重、设计压力、安全阀设定压力下的静态分析、结构屈曲分析、模态分析及地震载荷下的反应谱动态分析,并对结构在各使用限制条件下的...     

考虑双向地震动作用的非对称结构多维Pushover分析

目前的Pushover分析多集中于平面单向分析,考虑到非对称结构反应的多维性,在单向地震动作用振型Pushover分析研究基础上,提出了考虑双向地震动作用的结构多维Pushover分析程序。采用弹性振型分解的思路,将非线性结构反应近似为结构多振型弹塑性反应的叠加,进而将结构按振型等效为多个等效方程,将每一等效方程转化为以双向实际地震记录的组合为地震输入的等效单自由度体系。在此基础上给出了考虑双向地震作用的非对称结构多维Pushover分析程序,并阐述了该方法与传统Pushover分析方法的区别,最后通过算例将该方法结果与非线性时程分析结果进行比较,证明了该方法具有一定的准确性。     

一种新的磨粒图像特征参数

探讨了小波分析在磨粒图像处理中的应用 ,提出了基于磨粒图像统计特征的粒度参数概念 .利用小波分解对磨粒图像进行分解 ,然后对分解的图像进行统计分析 ,实现磨粒图像的特征提取 .结果表明 ,粒度参数可以作为磨粒图像的综合特征参数     

地震载荷对反应堆压力容器疲劳分析的影响

本文以某核电厂为例,分别依据ASME规范和RCC-M规范,采用有限元软件ANSYS对反应堆压力容器的疲劳行为进行分析计算．在两类规范中,疲劳分析的一个重要差异体现在地震载荷与其他瞬态载荷的组合方式上,因此,本文着重关注地震载荷在压力容器疲劳分析中的影响．疲劳评定主要包括以下步骤：压力容器模型的建立、瞬态计算和疲劳分析．RCC-M规范对地震载荷的处理方式相对保守．但由于地震载荷对压力容器疲劳分析的影响有限,所以两种规范的疲劳评定结果十分相似．最终的疲劳评定结果显示,压力容器的一次加二次应力辐值和累计疲劳使用系数都满足ASME和RCC-M规范中的要求．     

等效分析法在分析老龄化船舶抗碰撞性能中的应用

为了简化评估结构疲劳损伤后的抗碰撞性能,仿照结构蠕变分析中的等时应力-应变曲线的思想,提出了一种基于应变等效的等效分析法,并与通常的一般分析方法进行了比较。对比分析结果表明:等效分析法与通常的一般分析方法模拟的结构最大抗破坏作用力几乎相同,并且两者模拟的结构破坏能相对误差较小。这验证了等效分析法的有效性,说明等效分析法可用于船舶全寿命期内抗碰撞性能的快速评估。     

预应力杂交结构的屈曲分析

含有预应力索的半刚性大跨度空间结构是一种非常有生命力的杂交钢结构形式,对应用日益广泛的空间杂交结构的正确分析是保证结构安全设计的前提,屈曲分析通常是这类结构分析的主要内容之一,结构的屈曲分析可分为特征值屈曲分析和非线性屈曲分析。论文首先阐述了结构特征值屈曲分析和非线性屈曲分析中的分枝屈曲分析的基本理论,提出了含有恒定荷载的预应力结构特征值的求解方法,明确正确应用屈曲理论对保证工程安全设计的重要性,然后应用有限元软件ANSYS对待建的安徽大学体育馆新型弦支网壳屋盖结构进行了特征值屈曲分析和分枝屈曲分析,提出应用通用有限元程序跟踪结构分枝屈曲路径的方法,本文结论对预应力杂交结构的屈曲分析具有指导意义。     

岩质边坡稳定性及预应力锚固分析现状

本文首先对目前常用的各类边坡稳定性分析方法的主要特点进行了评述,包括定性方法类的历史分析法、工程地质类比法、图解法、专家系统法,定量分析方法类的确定性模型法,如极限平衡法,应力应变分析法;非确定性模型法,如可靠性分析法、灰色系统理论法及模糊综合评判法等;及两类方法结合而成的随机有限元法。其次,对预应力锚固边坡的设计及稳定性分析作了阐述。     

大型渡槽动力设计方法研究

根据大型渡槽结构的特点,在缺乏适用的抗震分析模型前提下,提出支撑-渡槽-水伪三维流固耦合动力分析方法。模型基于结构动力分析理论和流固耦合分析理论,整体结构分析采用Newmark方法进行动力时程分析,分析中考虑渡槽结构整体受力性能,包括下部支撑结构、地基等多种因素的影响作用;渡槽-水耦合体子结构分析采用任意拉格朗日-欧拉(Arbitrary Lagrangian Eulerian,ALE)有限元方法进行动力分析,考虑渡槽-水的耦合相互作用,模拟渡槽中水体的大幅晃动作用,相应得出渡槽中动力压力值及其分布。以某排架支撑矩形渡槽为例,采用本文提出的伪三维模型进行地震时程分析,计算结果与三维模型计算结果吻合良好。本文提出的伪三维动力分析方法计算效率高,满足渡槽结构抗震设计要求,便于工程应用,是大型渡槽结构动力分析研究和抗震设计的实用静、动力分析方法。     

动荷载反分析的模态选择方法

提出了动态载荷识别中新的确定模态的准则与实施方法.提出了模态选取概念,在此基础上提出了反分析中模态选取的准则,并给出了相应的公式.大量算例表明,采用该文准则和公式可以防止因模态选取不当而产生的伪解,避免计算中的数值病态,明显提高了动态载荷识别的成功率和精度.     

基于实验的数值反演的滚动轮胎稳态温度场的有限元分析

根据轮胎温度场的单向解耦分析思想,形成了一个基于ABAQUS程序的轮胎稳态温度场的分析方法,单向解耦过程分为变形、损耗、热传导三个分析过程。变形分析中,采用了平衡态的超弹性材料模型;损耗分析中,依据变形分析获得的应力应变场,结合材料粘性损耗特性来获得损耗能量;热传导分析中,依据实测的轮胎胎侧温度场,提出了一种基于实验的数值反演方法来确定胎侧的对流热边界条件。由于轮胎胎侧的形状和结构细节,其对流热边界不同于旋转平圆盘的对流热边界,本文的数值反演方法避免了实测胎侧对流热交换系数的困难。     

结构优化半解析灵敏度及误差修正改进算法

提出结构半解析灵敏度分析及其针对刚体位移的误差修正方法的改进算法, 构建灵敏度分析与误差修正项可分离形式. 该方法实现简便, 数值精度不受摄动步长与单元数目的影响. 首先从总体角度推得静力问题的误差修正半解析灵敏度分析方法, 提出了位移误差修正灵敏度列式, 并给出算法实施途径; 然后将此思路推广于自振频率、屈曲临界载荷问题, 提出了相应的计算步骤. 随后, 给出梁单元与壳单元误差修正项的具体推导方法, 并分别使用两种单元构建有限元模型进行算例测试. 结果表明, 该方法适用于多种分析类型, 数值精度不受单元数目与摄动步长的影响. 由于灵敏度分析与误差修正项可以分开计算, 该方法支持将误差修正项直接叠加于灵敏度求解结果进行误差修正, 使已有灵敏度分析程序得到充分利用. 尤其对于复杂工程结构的优化设计, 特别是形状优化设计以及尺寸、形状混合优化设计, 相比于原误差修正方法, 实现更为简便, 效率有所提升, 能为半解析灵敏度分析方法及其程序实现提供新的思路.      

考虑动力学特性的航空发动机主轴球轴承热弹流分析

本文中以476728航空发动机主轴球轴承高速重载典型工况为算例,提出一种将轴承动力学分析和热弹流润滑分析相集成的数值算法,打破传统分析中二者在各自领域独立进行的局限性,提高了轴承数值计算的精确度.对比了传统拟动力学分析、集成分析和实验实测的最小膜厚,结果表明:集成分析结果与试验获得数据更为一致,证明本文的算法可行,能够更为准确地判断航空发动机主轴球轴承的润滑状态.探讨了航空发动机主轴球轴承结构参数曲率系数、初始接触角和滚动体数目对轴承接触应力、相对滑动速度、弹流润滑膜压力、膜厚和温度性能的影响,为航空发动机主轴球轴承的结构设计及优化提供重要理论依据.     

TD-ERCS map-based confusion and diffusion of autocorrelated data

In this article, we proposed a new scheme to encrypt highly autocorrelated image pixel data. In existing literature, single substitution was used to break autocorrelation in images. To get better results, instead of single substitution box, some researchers are minimizing the autocorrelation via utilizing multiple substitution boxes. However, we found that multiple substitution boxes cannot solve the problem of autocorrelation independently. Therefore, we added chaotic confusion and diffusion to the existing substitution scheme in order to remove the correlation completely. Initially, we break the autocorrelation of data by permuting the pixels via TD-ERCS chaotic map. Bitwise XOR is carried out for diffusion using logistic map followed by the existing substitution scheme. Experimental analysis shows that the proposed scheme has greater resistance to brute force attack and statistical attack. Further analyses such as statistical analysis, peak signal-to-noise ratio, contrast analysis, key space analysis, entropy analysis, correlation analysis, key sensitivity analysis, and encryption quality analysis proved the high robustness of the proposed scheme.     

Sensitivity analysis of soil parameters based on interval

Interval analysis is a new uncertainty analysis method for engineering structures. In this paper, a new sensitivity analysis method is presented by introducing interval analysis which can expand applications of the interval analysis method. The interval analysis process of sensitivity factor matrix of soil parameters is given. A method of parameter intervals and decision-making target intervals is given according to the interval analysis method. With FEM, secondary developments are done for Marc and the Duncan-Chang nonlinear elastic model. Mutual transfer between FORTRAN and Marc is implemented. With practial examples, rationality and feasibility are validated. Comparison is made with some published results.     

基于油液分析的柴油机可靠性试验磨损评价研究

介绍了＂EQD×××-××＂型柴油机的1000h混合负荷可靠性试验的试验方案.在该型柴油机的可靠性试验中,提出了开展柴油机磨损状态实时评价的概念,将磨损评价作为描述柴油机可靠性的一部分内容.在磨损评价时,通过运用油液分析中的光谱、铁谱和PQ分析等手段并结合趋势图分析,对该型柴油机试验阶段的磨损状态进行了识别.油液分析表明：在试验进行到400 h左右,试验柴油机出现了严重磨损,这一磨损评价结果与同一时段柴油机因阀座下沉引起气门间隙变小以及试验后柴油机拆检发现气门阀座磨损过大的实际情况相吻合.研究试验证实,磨损评价应成为分析柴油机可靠性的有机组成部分;将多种油液分析手段集成运用,可有效地描述柴油机可靠性试验过程中主要零部件的磨损状况,为柴油机可靠性评定提供了新的手段.     

三维偏心结构的Pushover分析

Pushover分析方法近年来引起了地震工程界的广泛兴趣,我国新的抗震设计规范已将其作为大震下结构弹塑性变形分析的一种方法。结构不规则性是影响Pushover分析应用的一个主要因素,而加载模式的选取则是Pushover分析的一个关键问题。本文采用FEMA273建议的3种加载模式对两个典型的三维偏心结构（刚度偏心和质量偏心）进行了Pushover分析,并与非线性动力时程分析的结果进行了比较,给出了三维偏心结构Pushover分析加载模式选取的建议。     

A THEORETICAL STUDY OF PAPER FLUTTER

Two different methods of analysis were developed in order to clarify the phenomenon of paper flutter. One of these is a flutter simulation using a Navier–Stokes code (N–S simulation). N–S simulation was used to determine the unsteady lift force, the amplitude of flutter, and the air-flow around a paper sheet, by means of a time-marching scheme. The other form of analysis is based on a potential-flow analysis of an oscillating thin airfoil via an eigenvalue analysis for determining stability. The flutter speeds and flutter modes obtained by each method are consistent. Aspects of the behavior of paper flutter that had not been clarified in the experimental analysis were clarified by potential flow analysis. From the results of this study, it was shown that potential flow analysis is very convenient and adequate for a parametric study of this problem.