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考虑剪切非线性的复合材料层合板渐进损伤数值模拟

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复合材料科学与工程 2024年第1期 45-53页

作者：贺利乐李书宝郑建校邵献忠西安建筑科技大学西安710055

基于连续损伤力学的基本原理,建立了考虑剪切非线性的三维渐进损伤模型,分析预测复合材料层合板的力学行为、失效载荷以及失效机理。选用高阶指数函数描述复合材料的剪切非线性行为,考虑复合材料刚度渐进和突然折减的组合方式来表征损... 详细信息

基于连续损伤力学的基本原理,建立了考虑剪切非线性的三维渐进损伤模型,分析预测复合材料层合板的力学行为、失效载荷以及失效机理。选用高阶指数函数描述复合材料的剪切非线性行为,考虑复合材料刚度渐进和突然折减的组合方式来表征损伤过程中材料的刚度变化,编制了UMAT子程序,采用ABAQUS软件对带孔AS4/PEEK复合材料层合板进行渐进损伤失效分析。本文提出的模型与传统不考虑剪切非线性的模型相比,仿真结果精度更高,与已报道试验对比误差值小于4%。模拟结果显示,孔径越大,损伤发生前,圆孔附近的应力极限值越大,应力分布梯度越大,层合板承载能力越小。当采取[±45]_(2S)铺层方式时,仿真应力与试验结果具有很好的一致性,也进一步验证了模型的适用性和准确性。

关键词：剪切非线性渐进损伤分析带孔层合板复合材料有限元

基于IAOA-SVM模型结构时变可靠性研究

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安徽理工大学学报（自然科学版） 2024年第3期44卷 7-14页

作者：郑建校张小康王亮亮张锦华西安建筑科技大学机电工程学院陕西西安710055 陕西省科学技术厅陕西省纳米材料与技术重点实验室陕西西安710055

目的为有效解决使用传统代理模型进行结构时变可靠性研究中存在流程复杂、计算效率低等问题。方法提出以改进算术优化算法(Improved Arithmetic Optimization Algorithm,IAOA)优化支持向量机模型(Support Vector Machine,SVM)进行时变... 详细信息

目的为有效解决使用传统代理模型进行结构时变可靠性研究中存在流程复杂、计算效率低等问题。方法提出以改进算术优化算法(Improved Arithmetic Optimization Algorithm,IAOA)优化支持向量机模型(Support Vector Machine,SVM)进行时变可靠性研究的方法,结合IAOA-SVM模型和极值理论,以某塔式起重机回转支承为研究对象,对其进行动态确定性分析获取样本数据,建立IAOA-SVM可靠性模型,采用蒙特卡洛法求解得到其可靠度结果,并与EKM和ERSM算法对比分析其仿真精度和效率。结果当回转支承径向变形许用值为0.278×10^(-3)m时,采用蒙特卡洛法求解得到其可靠度为99.68%,IAOA-SVM模型相比EKM和ERSM方法仿真效率有所提升,建模精度分别提高了10.42%和9.23%。结论IAOA-SVM方法在建模和仿真精度与效率方面具有较明显的优势,IAOA-SVM方法为求解机构时变可靠度难题提供了一种新的解决思路。

关键词：时变可靠性支持向量机算术优化算法回转支承

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非谐和水平振动输送机的物料运动分析

机械工程学报 2012年第1期48卷 104-110页

作者：郭宝良段志善郑建校何育民西安建筑科技大学机电学院西安710055

针对物料滑移理论中干摩擦驱动下物料输送速度计算困难的问题,通过分析基于物料滑移理论的非谐和水平振动输送机(以下简称输送机)物料运动过程,在分段建立并求解输送机和物料的动力学微分方程的基础上,改进干摩擦作用下物料相对于输送... 详细信息

针对物料滑移理论中干摩擦驱动下物料输送速度计算困难的问题,通过分析基于物料滑移理论的非谐和水平振动输送机(以下简称输送机)物料运动过程,在分段建立并求解输送机和物料的动力学微分方程的基础上,改进干摩擦作用下物料相对于输送机的运动状态的判别条件及各状态之间的相互转变的判别条件,并进行基于Matlab数值仿真研究和试验研究。研究结果表明,由输送机速度或加速度的不对称使驱动物料运动的干摩擦力也不对称,从而使物料的运动也不对称,引起物料与输送机之间的相对运动;输送机两偏心质量的相位差为90°或270°、频率比为2时对物料输送最为有利;物料输送速度随着输送机低频轴频率的增加而增加,随着两偏心质量矩的增加而增加,但增加到一定程度时物料输送速度就不再增加;当两偏心质量矩之一确定时,二者之比存在最佳值使得物料输送速度达到最佳值。

关键词：非谐和水平振动输送机物料输送速度干摩擦频率比偏心质量矩

基于神经网络技术的局部应力集中的结构可靠性分析

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基于神经网络技术的局部应力集中的结构可靠性分析

作者：郑建校吉林大学

学位级别：硕士

可靠性分析是工程设计中一个很重要的方面,随着社会的发展,人们正逐渐将传统的机械设计方法转化到机械可靠性设计。但工程实际中,局部应力集中损害是实际工程结构中所遇到的最棘手的现象之一,为了要减少这种损害,准确地确定应力集中系... 详细信息

可靠性分析是工程设计中一个很重要的方面,随着社会的发展,人们正逐渐将传统的机械设计方法转化到机械可靠性设计。但工程实际中,局部应力集中损害是实际工程结构中所遇到的最棘手的现象之一,为了要减少这种损害,准确地确定应力集中系数是非常重要的。而且在机械工程可靠性分析中,应力集中系数是最主要的参数之一,因为被预测的应力集中系数的精度直接影响可靠性分析计算结果。通常,应力集中系数很难采用理论方法获得,因此目前主要采用实验方法。采用实验方法尽管可以较精确地获得应力集中系数的数值解,但不能给出应力集中系数的一般表达式,为进一步的结构分析和设计带来困难。因此,在实验数据的基础上寻求形式简单、精度良好的应力集中系数的显性表达式是非常必要的。但是传统的方法,对于结构复杂的系统,计算量太大,限制了它们在工程实际中的应用。因此,为了确保工程结构的使用安全,提高产品的质量和经济效益,必须科学地处理结构元件的应力集中问题,从而提高结构的可靠性。对于结构的局部应力集中及相应的可靠性问题,本文将神经网络技术应用于结构可靠性分析领域,充分利用神经网络的函数逼近功能、非线性映射功能、鲁棒性和容错能力等特性,较好地解决了可靠性研究中的一些难点问题,为结构可靠性分析近似求解提供了一种新途径。因此,本文应用神经网络技术模拟基本随机变量和应力集中系数之间的关系,能够直接获得应力集中系数的显性表达式。在这个基础上,将神经网络技术获得的应力集中系数表达式和现代结构可靠性理论相结合,解决了应力集中情况下的结构可靠性问题,而且提出了可靠性分析方法。

关键词：神经网络有限单元法可靠性分析应力集中系数

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大型复杂结构件高效焊接热源

焊接学报 2015年第10期36卷 61-64,116页

作者：吴振王发展安高灵刘太平李珍郑建校马姗西安建筑科技大学机电工程学院西安710055 中联重科股份有限公司渭南分公司渭南714000

文中基于分段化思想,建立了以焊缝等效温度为控制参数的分段移动温控型体热源模型,并利用Q345B平板对接焊模型对其进行模拟验证.同时以计算时间、计算精度为基准,基于不同网格尺寸,对分段移动温控型热源、逐点移动双椭球体热源、分段移... 详细信息

文中基于分段化思想,建立了以焊缝等效温度为控制参数的分段移动温控型体热源模型,并利用Q345B平板对接焊模型对其进行模拟验证.同时以计算时间、计算精度为基准,基于不同网格尺寸,对分段移动温控型热源、逐点移动双椭球体热源、分段移动双椭球体热源三种热源模型的计算效率进行对比分析.结果表明,文中提出的分段移动温控型体热源模型所获得的残余应力和变形与逐点移动双椭球体热源模拟结果趋势一致,其计算精度与分段移动双椭球体热源相当,但计算效率更高,在复杂结构件上的使用效果更突出.

关键词：焊接数值模拟分段体热源高效计算

基于FEM-NN-MCS模拟应力集中系数的结构可靠性分析

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航空学报 2006年第6期27卷 1102-1106页

作者：张义民郑建校李世德东北大学机械工程与自动化学院 2. 西安建筑科技大学机电与工程学院吉林大学机械科学与工程学院

在机械结构可靠性分析中,由于应力集中系数的预测精度直接影响可靠性分析与计算结果,可见应力集中系数(SCF)是最主要的参数之一。采用理论方法通常很难获得应力集中系数,因此目前主要采用实验方法。采用实验方法尽管可以较精确地获得应... 详细信息

在机械结构可靠性分析中,由于应力集中系数的预测精度直接影响可靠性分析与计算结果,可见应力集中系数(SCF)是最主要的参数之一。采用理论方法通常很难获得应力集中系数,因此目前主要采用实验方法。采用实验方法尽管可以较精确地获得应力集中系数的数值解,但不能直接给出基本随机变量和应力集中系数之间的关系,为进一步的可靠性分析带来困难。作为可供选择途径,使用有限元法(FEM)获得应力集中系数的数据库,采用神经网络方法模拟应力集中系数,用BP神经网络建立结构的输入和输出关系,在此模型上,将Monte Carlo和可靠性理论相结合,提出了解决应力集中情况下的结构可靠性问题的分析方法。

关键词：应力集中系数有限元法神经网络可靠性分析

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大型复杂框架结构焊接变形与应力控制仿真

中国机械工程 2018年第5期29卷 616-622页

作者：区达铨王发展赵申郑建校刘太平西安建筑科技大学机电工程学院西安710055 中联重科股份有限公司渭南分公司渭南714000

针对大型复杂结构件有限元计算效率低下的问题,提出了分段移动温控体热源高效算法,并将该算法应用于挖掘机中框架非连续焊的分层逐项优化中,对分段移动温控体热源模型和逐点移动双椭球热源模型的计算效率进行了对比。结果表明,取对称焊... 详细信息

针对大型复杂结构件有限元计算效率低下的问题,提出了分段移动温控体热源高效算法,并将该算法应用于挖掘机中框架非连续焊的分层逐项优化中,对分段移动温控体热源模型和逐点移动双椭球热源模型的计算效率进行了对比。结果表明,取对称焊与跳焊相结合的焊接方式所得到的焊接残余应力和角变形量最小,左右两侧立板处焊接残余应力峰值相较于原工艺方案,降幅率分别为38.46%和42.13%,降低效果显著;分段移动温控体热源模型与逐点移动双椭球热源模型模拟结果相比,两者得到的变形量变化趋势一致,计算精度相当,但前者计算效率显著要高。将模拟结果与测量结果进行对比,两者高度一致,验证了热源模型及优化工艺的准确性。

关键词：大型复杂结构焊接优化数值模拟高效算法分段温控热源

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振动机械滚动轴承两点点蚀故障诊断研究

振动与冲击 2013年第7期32卷 58-63页

作者：郭宝良段志善郑建校史丽晨西安建筑科技大学机电学院西安710055

针对振动机械滚动轴承两点点蚀故障判别,建立基于Hertz接触理论的振动机械滚动轴承内、外环点蚀故障振动模型,提出点蚀故障判别依据,对理论模型进行仿真,在振动筛上进行试验研究。理论分析与试验分析结果一致表明,振动机械与旋转机械滚... 详细信息

针对振动机械滚动轴承两点点蚀故障判别,建立基于Hertz接触理论的振动机械滚动轴承内、外环点蚀故障振动模型,提出点蚀故障判别依据,对理论模型进行仿真,在振动筛上进行试验研究。理论分析与试验分析结果一致表明,振动机械与旋转机械滚动轴承两点点蚀故障特征频谱区别明显。振动机械滚动轴承外环点蚀故障时振幅调制现象明显,而理想的旋转机械外环点蚀无振幅调制现象;内环点蚀故障时有轻微振幅调制现象,而理想的旋转机械内环点蚀存在明显振幅调制现象。

关键词：故障诊断判别依据振动机械滚动轴承两点点蚀

基于Pro/E与ANSYS的CAD/CAE数据交换方法研究

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工程机械 2007年第8期38卷 32-36+108页

作者：林建冬原思聪郑建校西安建筑科技大学机电学院

在三维实体造型软件Pro/ENGINEER和有限元分析软件ANSYS之间存在着模型数据交换困难的问题,为了实现两大软件集成环境,根据CAD/CAE系统间图形交换的机制,通过理论和实践研究,以目前主流应用的Pro/ENGINEER Wildfire2.0与ANSYS10.0为例,... 详细信息

在三维实体造型软件Pro/ENGINEER和有限元分析软件ANSYS之间存在着模型数据交换困难的问题,为了实现两大软件集成环境,根据CAD/CAE系统间图形交换的机制,通过理论和实践研究,以目前主流应用的Pro/ENGINEER Wildfire2.0与ANSYS10.0为例,研究将Pro/E的模型数据转入ANSYS中并划分网格、进行有限元分析的转换方案。提出了采用IGES、.ans和Pro/E-ANSYS接口3种可供实现的途径分析讨论了各自的优缺点。结果表明,采用Pro/E-ANSYS接口实现数据交换是最优办法。阐述了Pro/E-ANSYS接口的实现步骤,通过对模型数据转换实例与比较分析,验证了通过Pro/E-ANSYS接口转换的模型网格划分较细,数目较多,计算精度能够得到保证,是最优的数据转换方法。列举出在通过Pro/E-ANSYS接口转换实践中总结的常见问题解决方式及注意事项。实现了Pro/E与ANSYS的紧密结合并为构建良好的CAD/CAE集成应用环境铺平道路。

关键词： Pro/ENGINEER ANSYS CAD/CAE 数据交换