計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào)最新期刊目錄

基于TPMS胞元的相變-金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)散熱拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)————作者：盛子璐;張桂涌;王浥晨;王亞光;

摘要：隨著電子器件向小型化和多功能化方向的發(fā)展，結(jié)構(gòu)的散熱需求迅速增加。相變材料在相變過程中能夠吸收大量熱量，改善溫度調(diào)控效果，但其較低的導(dǎo)熱率限制了應(yīng)用范圍。為此，本文基于三重周期最小曲面（TPMS）單胞，分析其等效屬性與金屬骨架體積分?jǐn)?shù)之間的關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上提出了宏微觀雙尺度優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。通過密度法，以最小化熱柔度為目標(biāo)，對金屬骨架的體積分?jǐn)?shù)分布進(jìn)行優(yōu)化。數(shù)值結(jié)果表明，與相同金屬用量的翅片結(jié)構(gòu)相比...

初始條件對大變形殼裂紋擴(kuò)展路徑的影響研究————作者：齊澤宇;李沂潞;鄭國君;

摘要：近場動(dòng)力學(xué)理論采用非局部作用原理，可進(jìn)行結(jié)構(gòu)裂紋擴(kuò)展動(dòng)態(tài)過程的高精度模擬。本研究旨在探究在特定初始條件下大變形殼裂紋的擴(kuò)展路徑。為了克服傳統(tǒng)的近場動(dòng)力學(xué)模型在探討不同初始條件下的裂紋擴(kuò)展特性存在的局限性，本文基于改進(jìn)的微梁鍵幾何非線性近場動(dòng)力學(xué)殼模型，通過與傳統(tǒng)連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的耦合運(yùn)算進(jìn)行仿真。在驗(yàn)證了改進(jìn)后的模型的有效性后，深入研究了在不同材料特性，載荷特性和預(yù)制裂紋參數(shù)對裂紋擴(kuò)展的影響

多工況變幅疲勞荷載下橡膠裂紋長度的加速算法研究————作者：吳子恒;陳鵬書;李子然;時(shí)子程;汪洋;

摘要：對于橡膠材料使用開裂能密度法計(jì)算多工況變幅疲勞載荷下的裂紋擴(kuò)展問題，需要計(jì)算給定初始裂紋長度與循環(huán)周次時(shí)的裂紋擴(kuò)展長度。傳統(tǒng)的逐步積分法計(jì)算效率過低，需要?jiǎng)澐执罅吭隽坎讲拍軠?zhǔn)確計(jì)算數(shù)值積分。本文將Miner法則與逐步積分法相結(jié)合，提出了一種隱式迭代法。理論分析與實(shí)例數(shù)值計(jì)算均表明，與逐步積分法相比，該方法可有效提高裂紋擴(kuò)展長度的計(jì)算效率。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了多工況變幅疲勞荷載作用下裂紋擴(kuò)展長度與各工況...

FGM圓柱管自由振動(dòng)的微分求積法研究————作者：劉世君;曹玖銀;李思燃;葛仁余;

摘要：論文運(yùn)用微分求積法（DQM）分析了功能梯度材料（FGM）圓柱管固有頻率及其隨著材料參數(shù)和幾何參數(shù)的變化規(guī)律。首先基于高階梁理論模型，建立以FGM圓柱管固有頻率為特征值、撓度和轉(zhuǎn)角為特征函數(shù)的常微分方程組，然后，采用微分求積法將常微分方程組特征值問題轉(zhuǎn)化為廣義代數(shù)方程組特征值問題求解，最后，由正交三角分解法（QR）可以一次性地計(jì)算出FGM圓柱管前若干階固有頻率及其相應(yīng)的振型函數(shù)。通過具體算例分析對比...

一種基于拓?fù)涔羌芊植嫉淖咏Y(jié)構(gòu)劃分方法————作者：馬秉新;杜文風(fēng);王超;高博青;董石麟;

摘要：基于傳統(tǒng)子結(jié)構(gòu)劃分的拓?fù)鋬?yōu)化方法有利于解決工程結(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)果材料富集、布局不合理的問題，但其子結(jié)構(gòu)劃分過于依賴設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)和嘗試，耗時(shí)費(fèi)力效率低。為此，本文提出一種基于拓?fù)涔羌芊植嫉淖咏Y(jié)構(gòu)劃分方法，可以快速獲得布局合理的子結(jié)構(gòu)劃分。該方法首先通過拓?fù)鋬?yōu)化計(jì)算得到設(shè)計(jì)區(qū)域的骨架分布，然后將骨架分布映射至原始工程結(jié)構(gòu)指導(dǎo)子結(jié)構(gòu)的劃分，將可設(shè)計(jì)區(qū)域劃分為骨架子結(jié)構(gòu)與其它次要子結(jié)構(gòu)，最后使骨架子結(jié)構(gòu)與其它次...

基于內(nèi)聚力單元的聚合物礦物復(fù)合材料損傷失效行為有限元分析————作者：生培瑤;孫偉;王俊迪;李想;

摘要：聚合物礦物復(fù)合材料作為一種非均質(zhì)顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料，其細(xì)觀結(jié)構(gòu)和各組分性能都會對宏觀性能產(chǎn)生影響。然而現(xiàn)有的細(xì)觀結(jié)構(gòu)模型忽略了非凸顆粒的存在，且多針對骨料不發(fā)生斷裂的水泥基混凝土。本文建立了擬實(shí)的細(xì)觀結(jié)構(gòu)有限元模型，全局預(yù)插入內(nèi)聚力單元，對聚合物礦物復(fù)合材料斷裂行為進(jìn)行了深入的研究。研究表明，當(dāng)界面過渡區(qū)與基體抗拉強(qiáng)度之比σ_ITZ/σ_m從0.125增加到0...

圓形介電彈性體薄膜作動(dòng)器的粘彈性力電穩(wěn)定性研究————作者：繆廣紅;袁成;楚翔宇;李順;

摘要：為分析圓形介電彈性體薄膜作動(dòng)器在恒定電壓和外力共同作用下的粘彈性力電行為。本文基于非平衡熱力學(xué)原理，結(jié)合了非線性耗散電介質(zhì)理論，以及Gent模型和粘彈性特性，建立了適用于圓形介電彈性體薄膜作動(dòng)器的數(shù)學(xué)模型。通過應(yīng)用打靶法和改進(jìn)歐拉法對模型進(jìn)行數(shù)值求解，并依據(jù)力電不穩(wěn)定性發(fā)生的臨界條件，對不同電壓條件下圓形介電彈性體薄膜的力電響應(yīng)進(jìn)行了模擬。研究結(jié)果揭示了電壓對圓形介電彈性體薄膜力電響應(yīng)特性的顯著影...

等尺寸熔融玻璃液滴碰撞反彈現(xiàn)象數(shù)值研究————作者：余子寒;陶良玉;張家樂;胡曉磊;

摘要：采用流體體積法 (VOF) 結(jié)合自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù) (AMR)，研究熔融玻璃液滴等尺寸碰撞的反彈現(xiàn)象。為了解決軸對稱模擬下液滴碰撞過程中的能量變化問題，將數(shù)值結(jié)果推廣至三維進(jìn)行分析，得到不同時(shí)間液滴實(shí)際能量變化的近似值。并與現(xiàn)有理論模型結(jié)合補(bǔ)充100μm熔融玻璃液滴碰撞反彈的預(yù)測模型。在數(shù)值算例中：液滴能量變化規(guī)律滿足極限變形時(shí)刻的粘性耗散能的積累量約等于初始動(dòng)能的一半的假設(shè)。隨著撞擊參數(shù)B的增加，液...

變分一致型伽遼金無網(wǎng)格法的最優(yōu)積分域數(shù)量————作者：吳俊超;徐洋濤;王崇志;趙珧冰;

摘要：變分一致型伽遼金無網(wǎng)格法滿足積分約束條件，能有效解決傳統(tǒng)伽遼金法數(shù)值積分不穩(wěn)定、計(jì)算效率低的問題。為了進(jìn)一步提升變分一致型伽遼金無網(wǎng)格法的計(jì)算效率，本文提出了變分一致型伽遼金無網(wǎng)格法的最優(yōu)數(shù)值積分域數(shù)量。首先以赫林格-賴斯納混合離散弱形式為基礎(chǔ)，通過判斷是否滿足正定性條件，確定保證收斂性時(shí)最小積分域數(shù)量。同時(shí)，通過分析變分一致無網(wǎng)格法中光滑導(dǎo)數(shù)的一致性條件與其自由度之間的關(guān)系，確定保證計(jì)算精度時(shí)最...

基于雙向LSTM自動(dòng)編碼器的新型無監(jiān)督深度學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)損傷識別————作者：李雪艷;蘇博;陳銘;張錦棠;趙衛(wèi);

摘要：工程結(jié)構(gòu)損傷評估是土木工程領(lǐng)域的關(guān)鍵研究方向，近年來受到廣泛關(guān)注。盡管基于振動(dòng)的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測（SHM）在無監(jiān)督深度學(xué)習(xí)方面取得了一定進(jìn)展，但在從環(huán)境振動(dòng)信號中精準(zhǔn)定位和量化結(jié)構(gòu)損傷方面仍存在挑戰(zhàn)。為此，本文提出了一種基于雙向長短期記憶自動(dòng)編碼器（Bi-LSTM-AE）的無監(jiān)督深度學(xué)習(xí)方法，用于高效地結(jié)構(gòu)損傷診斷。該方法僅利用振動(dòng)響應(yīng)數(shù)據(jù)，即可實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)狀態(tài)識別、損傷定位及量化分析。僅使用未損狀態(tài)的加...

基于改進(jìn)中心差分卡爾曼算法的滯回模型參數(shù)識別————作者：王向平;

摘要：在動(dòng)荷載作用下土木工程結(jié)構(gòu)會表現(xiàn)出顯著的非線性滯回特性，中心差分卡爾曼濾波（CDKF）算法能夠較好地進(jìn)行系統(tǒng)狀態(tài)和模型參數(shù)的識別，傳統(tǒng)的CDKF算法通過喬里斯基分解（Cholupdate）來求解協(xié)方差矩陣的平方根，必須確保協(xié)方差矩陣為正定，可能導(dǎo)致遞推過程中斷。為此本文提出了一種改進(jìn)中心差分卡爾曼濾波算法，該方法使用QR分解替代Cholupdate，克服了協(xié)方差矩陣必須正定嚴(yán)格要求，使遞歸計(jì)算過程...

單層全預(yù)制裝配式樓板建筑結(jié)構(gòu)自由振動(dòng)分析————作者：羅維剛;趙葉寧;趙山洋;

摘要：為了研究預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)樓板的板塊振動(dòng)對整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的影響，以單層全預(yù)制裝配式樓板建筑結(jié)構(gòu)為例，將預(yù)制板塊簡化為集中質(zhì)量，每個(gè)預(yù)制板塊與梁間的干式連接支撐節(jié)點(diǎn)簡化為阻尼彈簧的支撐節(jié)點(diǎn)，由此將集中質(zhì)量附加于支撐梁上，兩端部預(yù)制板塊與豎向抗側(cè)力體系一同簡化為梁的彈性支座，由此給出了附加任意數(shù)量MSD系統(tǒng)的彈性支承均質(zhì)梁分析模型，并基于Euler-Bernoulli梁理論和Wu提出的通過一組有效質(zhì)...

基于COMSOL二次開發(fā)的流-固全耦合裂縫擴(kuò)展數(shù)值模擬方法————作者：韋世明;考佳瑋;金衍;張亞洲;徐丹;

摘要：本文基于非連續(xù)離散裂縫數(shù)值方法，采用MATLAB對COMSOL進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了流-固全耦合條件下的水力壓裂數(shù)值模擬。二次開發(fā)過程采用COMSOL的固體力學(xué)與達(dá)西定律模塊進(jìn)行流-固全耦合條件下的應(yīng)力場和壓力場求解，采用MATLAB調(diào)用應(yīng)力場和壓力場，進(jìn)行裂縫擴(kuò)展判定，通過網(wǎng)格的動(dòng)態(tài)修改控制裂縫擴(kuò)展，從而實(shí)現(xiàn)流-固全耦合條件下的裂縫擴(kuò)展模擬。結(jié)果表明，基于COMSOL二次開發(fā)的水力壓裂模型能夠很好...

層流微通道粘彈性流體入口段長度的數(shù)值研究————作者：馬洲濤;王企鯤;沈洋;

摘要：粘彈性流體，作為一種同時(shí)展現(xiàn)粘性和彈性特性的復(fù)雜流體，在工程和科學(xué)領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注。本文通過使用Fluent二次開發(fā)UDF（User-defined function）實(shí)現(xiàn)粘彈性流體流動(dòng)的數(shù)值模擬，并且驗(yàn)證了模型的可靠性，以此探討了Oldroyd-B粘彈性流體在圓管中的入口段長度特性，重點(diǎn)考察了不同雷諾數(shù)Re、溶劑粘度比β以及魏森伯格數(shù)Wi對入口段長度的影響，結(jié)果表明：Oldroyd-B流體的慣...

高過載環(huán)境下彈載貼片電容失效機(jī)理探究及其焊點(diǎn)形態(tài)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)————作者：劉啟明;賈彬彬;李濤;楊偉龍;史寶軍;

摘要：彈載貼片電容在炮射高過載環(huán)境中承受應(yīng)力波、慣性力等復(fù)雜載荷的耦合作用，導(dǎo)致其極易發(fā)生失效，嚴(yán)重影響炮彈的功能可靠性。因此，本文通過高速沖擊試驗(yàn)與數(shù)值模擬仿真相結(jié)合的方式，深入探究高過載環(huán)境下彈載貼片電容的失效機(jī)理并優(yōu)化焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)以提升其抗高過載能力。首先根據(jù)薄板理論推導(dǎo)印制板在高過載環(huán)境下的臨界曲率，量化貼片電容的損傷失效；然后基于最小能量原理建立貼片電容焊點(diǎn)的預(yù)測形態(tài)；緊接著，構(gòu)建并驗(yàn)證含彈載器件...

基于近場動(dòng)力學(xué)的泡沫水泥石破壞機(jī)制研究及抗壓強(qiáng)度預(yù)測————作者：王強(qiáng);步玉環(huán);路暢;柳華杰;郭勝來;

摘要：為了明確泡沫水泥內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)對水泥石抗壓強(qiáng)度的影響，建立了泡沫水泥石近場動(dòng)力學(xué)數(shù)值模型，通過開源軟件Peridigm對不同參數(shù)條件下的數(shù)值模型進(jìn)行了單軸壓縮模擬實(shí)驗(yàn)。研究表明，泡沫水泥內(nèi)部的損傷會由薄壁區(qū)域逐漸向整個(gè)水泥石內(nèi)部擴(kuò)展；泡沫水泥石的抗壓強(qiáng)度與孔隙度、孔隙尺寸成負(fù)相關(guān)，與孔隙球度成正相關(guān)。以2900余個(gè)泡沫水泥模型的計(jì)算結(jié)果建立了泡沫水泥抗壓強(qiáng)度預(yù)測模型，為滿足不同強(qiáng)度要求的泡沫水泥石合...

柔性環(huán)連網(wǎng)多重非線性DEM分析法————作者：余志祥;劉鍵;田永丁;

摘要：針對防落石柔性網(wǎng)系統(tǒng)的多體動(dòng)力學(xué)計(jì)算難題，提出了一種用于環(huán)連網(wǎng)多重非線性分析的離散元分析方法。開展了12組單環(huán)準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗(yàn)，獲得了網(wǎng)環(huán)拉伸受力全過程的力-位移曲線，明確了多種鋼絲纏繞圈數(shù)條件下鋼絲環(huán)的拉彎臨界荷載、破斷力、破斷變形及破斷能量。據(jù)此，確定了離散元模型的等效物理參數(shù)，并考慮了鋼絲環(huán)套接區(qū)域的壓扁軟化和拉彎復(fù)合受力特性，標(biāo)定了網(wǎng)環(huán)單元離散元模型的Bond鍵拉彎剛度控制參數(shù)，解決了環(huán)網(wǎng)單...

串聯(lián)型慣容系統(tǒng)多自由度結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析————作者：管濤;王善庫;葛新廣;王昌盛;

摘要：研究串聯(lián)型慣容系統(tǒng)多自由度結(jié)構(gòu)隨機(jī)地震響應(yīng)的簡明封閉解，分析了慣容系統(tǒng)參數(shù)及設(shè)置位置對結(jié)構(gòu)減震性能的影響。首先，根據(jù)串聯(lián)型慣容系統(tǒng)力學(xué)構(gòu)造圖，建立多自由度結(jié)構(gòu)-慣容系統(tǒng)耦合地震動(dòng)方程。其次，運(yùn)用二次式分解法推導(dǎo)出建筑結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)相對于地面的絕對位移、層間節(jié)點(diǎn)位移及串聯(lián)型慣容系統(tǒng)阻尼力等系列響應(yīng)的0～2階譜矩的簡明封閉解。最后，通過算例，驗(yàn)證所提方法的正確性并研究了慣容系統(tǒng)參數(shù)及設(shè)置位置對結(jié)構(gòu)減震性能的...

表面織構(gòu)對氣體潤滑承載的作用機(jī)理和性能影響研究————作者：李欽;谷俊峰;李征;阮詩倫;申長雨;

摘要：氣體潤滑軸承由于其低摩擦、無污染、回轉(zhuǎn)精度高等優(yōu)點(diǎn)在超高速、精密儀器設(shè)備得到了日益廣泛的應(yīng)用，但較低的承載力嚴(yán)重制約了其發(fā)展和應(yīng)用。表面織構(gòu)設(shè)計(jì)是提升氣體潤滑軸承承載能力的有效途徑之一，但其作用機(jī)理和影響規(guī)律尚不清晰。本文基于求解N-S方程分析了表面織構(gòu)對于氣體潤滑承載的作用機(jī)理，并研究了表面織構(gòu)尺寸參數(shù)和底部形狀對于承載力的影響規(guī)律。通過數(shù)值實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著摩擦面的高速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)氣體流過矩形織構(gòu)時(shí)，...

含唇形延伸裂縫的磁電彈性體的反平面問題————作者：郭宗華;郭懷民;

摘要：磁電彈性材料是一種新型智能材料，廣泛應(yīng)用于智能器件和設(shè)備的制造和安裝。本文基于Muskhelishvili理論，構(gòu)建了唇形延伸裂縫的缺陷模型。利用保角變換技術(shù)和Stroh型公式，研究了含唇形延伸裂縫的磁電彈性材料的力學(xué)行為，得出了部分磁電滲透邊界條件下裂縫端點(diǎn)處場強(qiáng)度因子和能量釋放率的解析表達(dá)式。數(shù)值算例描述了缺陷的幾何尺寸、耦合系數(shù)對磁、電、彈性場SIF和SERR的影響規(guī)律。結(jié)果表明，增加裂縫的...

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