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去除表面凸小特征的四面体网格质量优化算法

计算力学学报 2024年

作者：付营建关振群曹杰赵国忠南华大学数理学院大连理工大学工程力学系工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室

针对现有四面体网格优化算法难以解决表面凸小特征区域网格质量差的问题，提出了基于改进优化操作算子的去除表面凸小特征的四面体网格质量优化算法。首先利用边分裂对凸小特征区域网格进行插点，构建出凸小特征尺度方向的短边。然后利... 详细信息

针对现有四面体网格优化算法难以解决表面凸小特征区域网格质量差的问题，提出了基于改进优化操作算子的去除表面凸小特征的四面体网格质量优化算法。首先利用边分裂对凸小特征区域网格进行插点，构建出凸小特征尺度方向的短边。然后利用节点合并对短边进行合并，并提出决定节点合并方向的减体积合并准则。针对合并过程中可能出现的错误四面体问题，给出了二分法调整节点位置的解决方法。节点合并后，形成新的网格拓扑，使网格不再覆盖凸小特征区域，从而达到去除表面凸小特征和提高网格质量的目的。最后，通过若干带有表面凸小特征的网格优化的典型算例，验证了本文算法的有效性。

关键词：小特征去除四面体网格网格质量优化网格拓扑边分裂

直动式机电运动装置的改进磁路-运动耦合模型及快速仿真

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上海交通大学学报 2024年第1期58卷 102-110页

作者：江鹏关振群赵国忠张群秦志强大连理工大学工程力学系辽宁大连116024 英特工程仿真技术(大连)有限公司辽宁大连116023 大连工业大学艺术与信息工程学院辽宁大连116400

电磁阀、继电器等机电装置的动态性能快速仿真对研发设计非常重要.改进未磁饱和的直动式机电运动装置的磁路模型,并联合机构运动方程实现机电运动装置的快速仿真.与基于理想磁阻假设的常规磁路模型不同,改进磁路模型采用机构运动位移的... 详细信息

电磁阀、继电器等机电装置的动态性能快速仿真对研发设计非常重要.改进未磁饱和的直动式机电运动装置的磁路模型,并联合机构运动方程实现机电运动装置的快速仿真.与基于理想磁阻假设的常规磁路模型不同,改进磁路模型采用机构运动位移的3次多项式表示非饱和总磁阻,并通过上、下运动极限处静态磁力和电感仿真值标定多项式的4个待定系数,可更加准确地预测磁吸力和电感随运动位移变化.进一步联合改进的磁路方程与机构运动方程,得到改进的磁路-运动耦合模型,在Simulink系统中实现某电磁制动器和电磁阀的快速秒级仿真,可在保证计算精度的同时,大幅减少有限元仿真所需时间.

关键词：机电装置磁路模型磁吸附快速仿真气隙

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含剪力销的螺栓法兰双连接箭体位移峰值分析

计算机仿真 2024年第1期41卷 33-38页

作者：胡宇新关振群曾岩大连理工大学工程力学系辽宁大连116024

含剪力销的单连接面螺栓法兰结构动力学响应受剪力销倾角显著影响,而实际箭体结构多采用双连接面三舱段形式。因此,将单连接面螺栓法兰结构动力学简化模型进行推广,建立双连接面的三舱段箭体结构简化动力学方程,并研究结构横纵耦合振动... 详细信息

含剪力销的单连接面螺栓法兰结构动力学响应受剪力销倾角显著影响,而实际箭体结构多采用双连接面三舱段形式。因此,将单连接面螺栓法兰结构动力学简化模型进行推广,建立双连接面的三舱段箭体结构简化动力学方程,并研究结构横纵耦合振动问题。通过将接触非线性转化为剪力销影响下的拉压不同刚度结构问题,建立六自由度的双连接箭体简化动力学模型,通过动力学仿真分析找出剪力销倾角对冲击载荷作用下双连接箭体结构位移峰值响应的影响趋势。

关键词：箭体剪力销双连接面螺栓法兰连接位移峰值响应

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螺栓法兰结构双连接面耦合振动分析

振动与冲击 2022年第11期41卷 210-216,244页

作者：孙伟程关振群潘嘉诚曾岩大连理工大学工程力学系/工业装备结构分析国家重点实验室大连116024

螺栓法兰连接结构广泛应用于机械结构和航空航天结构,由其构成多个结构组件(如火箭舱段)之间的连接面,引入的非线性动力学特性会显著影响整体结构动力学响应。不同于以往研究中所聚焦的单个非线性连接面对结构响应影响问题,针对具有两... 详细信息

螺栓法兰连接结构广泛应用于机械结构和航空航天结构,由其构成多个结构组件(如火箭舱段)之间的连接面,引入的非线性动力学特性会显著影响整体结构动力学响应。不同于以往研究中所聚焦的单个非线性连接面对结构响应影响问题,针对具有两个螺栓法兰连接面的组合结构开展非线性耦合振动分析,研究连接结构动力学参数对结构响应的支配效果,以便获得有效控制结构响应的关键非线性特征。基于螺栓法兰连接结构等效双线性弹簧模型,建立双连接面螺栓法兰结构多自由度耦合振动模型,分别讨论了在不同形式的激励作用下的响应和相空间特性,揭示系统的阻尼敏感性及特定参数条件下的超谐波和亚谐波共振现象,最后分析弹簧刚度比及部段质量比对结构响应的影响。

关键词：螺栓法兰结构双线性弹簧耦合振动超谐波振动亚谐波振动

种植体黏膜与种植体乳头水平及周围软组织稳定性的关系探讨

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上海口腔医学 2022年第1期31卷 75-78页

作者：石俊关振群王训霞青岛大学附属青岛市海慈医院口腔科山东青岛266033

目的:探讨种植体黏膜(dental implant mucosa,DIM)与种植体乳头(dental implant papilla,DIP)水平及周围软组织稳定性的关系。方法:选择2015年1月—2019年1月于青岛市海慈医院接受口腔种植体修复的患者86例,从治疗起随访至2020年12月,... 详细信息

目的:探讨种植体黏膜(dental implant mucosa,DIM)与种植体乳头(dental implant papilla,DIP)水平及周围软组织稳定性的关系。方法:选择2015年1月—2019年1月于青岛市海慈医院接受口腔种植体修复的患者86例,从治疗起随访至2020年12月,分别于植入物放置即刻(T0)、4周(T1)、2年(T2)和随访结束(T3)时检测边缘骨吸收水平(MBLs)、中颊黏膜水平(MBMLs)、DIP、改良龈沟出血指数(mSBI)、改良出血指数(mBI)植入物稳定性系数(ISQ)水平及之间的相关性。采用SPSS 23.0软件包对数据进行统计学分析。结果:随访1.0~5.2年,平均(4.79±0.34)年,脱落2例,最终纳入患者84例(95颗种植体)。与T0时相比,T1、T2、T3时mSBI、mPLI、mBI、邻牙接触点的远端骨水平、中骨水平依次显著降低(P0.05)。邻牙接触点的远端骨水平、中骨水平可影响DIP高度(P<0.05)。DIP增加49例,丧失46例;T0时,DIP增加、丧失组的ISQ水平均较高;T1时较T0时DIP增加、丧失组的ISQ水平降低(P<0.05);T2、T3时,DIP增加组ISQ值显著大于丧失组(P<0.05)。结论:DIM、DIP水平之间存在依赖性,种植体周围软组织的稳定性取决于角化组织高度和DIP高度。

关键词：种植体黏膜种植体乳头周围软组织稳定性

边界优先的Delaunay-层推进曲面四边形网格生成

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计算机辅助设计与图形学学报 2023年第9期35卷 1353-1362页

作者：曹杰杨鑫单菊林赵国忠关振群大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室大连116024 上海格宇软件有限公司上海201600

为了提高复杂组合曲面四边形网格生成的鲁棒性和边界单元质量,提出一种边界优先的Delaunay-层推进网格生成方法.首先在剖分域内粗的约束Delaunay背景网格的辅助下,以物理域的位置偏差为引导,在参数域中迭代计算边界点的法矢量;然后结合... 详细信息

为了提高复杂组合曲面四边形网格生成的鲁棒性和边界单元质量,提出一种边界优先的Delaunay-层推进网格生成方法.首先在剖分域内粗的约束Delaunay背景网格的辅助下,以物理域的位置偏差为引导,在参数域中迭代计算边界点的法矢量;然后结合层推进策略,在几何特征附近生成各向异性或各向同性正交网格;最后使用Coring技术加速内部网格的生成并进行单元合并,得到四边形为主的网格.若干复杂平面区域和组合曲面模型的剖分结果表明,所提方法可生成等角扭曲度和纵横比优于主流商业软件的网格;在12个线程的PC平台上,使用OpenMP并行剖分包含21772张曲面的引擎模型只用了38.68 s.

关键词：网格生成 Delaunay背景网格层推进四边形网格

基于代理模型的箭体连接结构极值响应分析与优化

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计算力学学报 2023年第3期40卷 348-356页

作者：孙伟程关振群潘嘉诚曾岩大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室大连116024

螺栓法兰连接结构在航空航天等工程领域中广泛应用,其力学性能在不同工况和装配情况下十分复杂.由于拉压刚度差异,含连接结构的箭体动力学响应呈现明显的非线性特征.因此,考虑不同连接参数及工况下的连接非线性动力学响应,对结构优化设... 详细信息

螺栓法兰连接结构在航空航天等工程领域中广泛应用,其力学性能在不同工况和装配情况下十分复杂.由于拉压刚度差异,含连接结构的箭体动力学响应呈现明显的非线性特征.因此,考虑不同连接参数及工况下的连接非线性动力学响应,对结构优化设计有着重要意义.本文针对以双线性弹簧表征螺栓法兰连接非线性的箭体等效动力学模型,基于径向基函数(RBF)神经网络和响应面法分别建立其连接面处的极值响应代理模型,对比发现RBF神经网络模型在较高精度上可以实现对动响应极值的预测及分析;同时分析了不同载荷参数及刚度变化对连接结构动响应极值的影响;最后,利用RBF神经网络代理模型,开展了连接面加速度极值响应与螺栓弹簧力最小化为目标的连接结构参数优化.

关键词：螺栓法兰连接极值响应径向基函数代理模型结构优化

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基于背景网格变形的动态网格移动方法

计算力学学报 2012年第1期29卷 105-110页

作者：林天军关振群大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室大连116024

基于Delaunay背景网格插值技术的动态网格生成方法无需迭代计算,效率较高。但对复杂构形大幅运动的动边界问题,尤其当边界大幅转动时,背景网格极易交叉重叠。重新生成背景网格和重新定位网格节点信息不仅费时而且会导致网格质量的严重... 详细信息

基于Delaunay背景网格插值技术的动态网格生成方法无需迭代计算,效率较高。但对复杂构形大幅运动的动边界问题,尤其当边界大幅转动时,背景网格极易交叉重叠。重新生成背景网格和重新定位网格节点信息不仅费时而且会导致网格质量的严重下降。本文提出改进的基于背景网格的动态网格变形方法,通过在初始Delaunay背景网格中添加辅助点,生成一层新的背景网格和新的映射关系;采用ball-vertex弹簧法驱动新背景网格的变形,进而牵动目标网格的变形。算例表明,本文提出的动态网格变形方法对所关心区域的网格具有良好保形性,边界可转动更大角度而不会出现网格交叉重叠问题,总体上提高了动态网格更新的效率和质量。

关键词：动态网格网格变形 Delaunay背景网格运动边界 ball-vertex弹簧法

三维约束Delaunay三角化的边界恢复和薄元消除方法

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计算力学学报 2004年第2期21卷 169-176,196页

作者：宋超关振群顾元宪大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室大连116024

提出一种有效的三维约束Delaunay三角剖分的边界恢复算法,该算法综合了P.L.George算法和N.P.Weatherill算法的优点,通过将约束边和约束面加以恢复,保持了实体边界的完整性,解决了经典Delaunay算法不能剖分凹域的问题,从而实现了复杂三... 详细信息

提出一种有效的三维约束Delaunay三角剖分的边界恢复算法,该算法综合了P.L.George算法和N.P.Weatherill算法的优点,通过将约束边和约束面加以恢复,保持了实体边界的完整性,解决了经典Delaunay算法不能剖分凹域的问题,从而实现了复杂三维实体的网格剖分。提出了一种简易而有效的消除薄元方法——薄元分解法,彻底解决了三维Delaunay三角剖分过程中所产生的薄元问题。实践证明,本文提出的边界恢复算法和薄元消除算法健壮有效,生成网格的质量高,并且易于实现。

关键词：三维实体边界恢复网格生成薄元 Delaunay三角剖分算法计算机辅助设计