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双裂纹裂尖拘束效应的表征研究

固体力学学报 2024年

作者：宋理想崔元元王骁晓刘芳杨杰上海理工大学能源与动力工程学院上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海理工大学机械工程学院华东理工大学承压系统与安全教育部重点实验室

为了更清晰地理解双裂纹裂尖的拘束效应，并对双裂纹裂尖拘束进行表征，本文以均质平板中非共线平行双裂纹为研究对象，对双裂纹在不同水平距离s和垂直距离h下的裂尖应力应变场进行了考察。进一步，基于统一拘束参数Ap，通过和合并后单... 详细信息

为了更清晰地理解双裂纹裂尖的拘束效应，并对双裂纹裂尖拘束进行表征，本文以均质平板中非共线平行双裂纹为研究对象，对双裂纹在不同水平距离s和垂直距离h下的裂尖应力应变场进行了考察。进一步，基于统一拘束参数Ap，通过和合并后单裂纹裂尖拘束的对比，对双裂纹裂尖拘束进行了表征。结果表明：双裂纹与合并后单裂纹裂尖的应力应变无论从分布还是大小均呈现较大的不同，若还是按照之前计算单裂纹裂尖拘束的办法仅基于双裂纹某个裂尖的应力或应变场计算双裂纹的拘束，将会得到不准确的结果。合并后单裂纹的拘束为0.10 ～ 0.30 A总。该研究有助于理解双裂纹裂尖的拘束效应，为双裂纹裂尖拘束的表征提供了新的思路。

关键词：拘束效应双裂纹表征

基于随机森林算法和数据增强策略的拘束相关断裂韧性预测研究

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固体力学学报 2024年

作者：单康中王骁晓刘芳崔元元杨杰上海理工大学能源与动力工程学院上海市动力工程多相流动与传热重点实验室华东理工大学承压系统与安全教育部重点实验室上海理工大学机械工程学院

选用核电用钢A508为研究对象，对K近邻回归（KNN）、核回归（KR）、线性回归（LR）和随机森林回归（RF）四种算法拘束相关断裂韧性的预测能力进行了考察，发现四种算法对拘束相关断裂韧性的预测效果为RF > LR > KNN > KR。进一步，基于R... 详细信息

选用核电用钢A508为研究对象，对K近邻回归（KNN）、核回归（KR）、线性回归（LR）和随机森林回归（RF）四种算法拘束相关断裂韧性的预测能力进行了考察，发现四种算法对拘束相关断裂韧性的预测效果为RF > LR > KNN > KR。进一步，基于RF算法，在数据中加入了平面应变状态下的数据进行数据增强，对单边缺口弯曲（SENB）试样的拘束相关断裂韧性进行了预测与验证。并基于验证过的模型，向单边裂纹拉伸（SENT）、紧凑拉伸（CT）和中心裂纹拉伸（CCT）试样进行了移植。结果表明：通过添加数据增强策略，试样在边界点处的断裂韧性预测能力得到有效提高，预测结果更加准确，基于RF算法并添加数据增强策略的模型具有较好的泛化能力。最后，在基于RF算法和数据增强的基础上，加入试样类别这一特征，构建了准确度较高的统一预测模型。

关键词：拘束断裂韧性机器学习随机森林算法数据增强

残余应力与拘束对GH4169合金疲劳及蠕变-疲劳裂纹扩展速率影响研究

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上海理工大学学报 2024年第1期46卷 60-68页

作者：雷雪雪刘芳崔元元王骁晓杨杰陈浩峰上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海理工大学机械工程学院上海200093 华东理工大学机械与动力工程学院上海200237

为深入理解残余应力与拘束在疲劳载荷下的交互作用,以镍基高温合金GH4169为研究对象,选用紧凑拉伸(CT)试样,对不同拘束CT试样的上方施加不同大小的预加载荷从而在裂尖产生不同应力。将该应力作为残余应力,系统研究残余应力和拘束交互作... 详细信息

为深入理解残余应力与拘束在疲劳载荷下的交互作用,以镍基高温合金GH4169为研究对象,选用紧凑拉伸(CT)试样,对不同拘束CT试样的上方施加不同大小的预加载荷从而在裂尖产生不同应力。将该应力作为残余应力,系统研究残余应力和拘束交互作用下GH4169合金的疲劳和蠕变–疲劳裂纹扩展速率。结果表明:随着裂尖残余压应力的增加,不同拘束下GH4169合金的疲劳和蠕变–疲劳裂纹扩展速率均降低。与低拘束试样相比,高拘束试样的疲劳和蠕变–疲劳裂纹扩展速率对残余应力的变化更加敏感,这主要与裂尖Mises应力和垂直于裂纹扩展方向的正应力有关。与疲劳裂纹扩展速率相比,蠕变-疲劳裂纹扩展速率对残余应力的变化更加敏感。

关键词：拘束残余应力疲劳裂纹扩展蠕变-疲劳裂纹扩展 GH4169合金

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含裂纹结构拘束相关断裂韧性预测程序研究

建模与仿真 2024年第4期13卷 4498-4506页

作者：张应华刘芳崔元元王骁晓杨杰上海理工大学能源与动力工程学院上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海上海理工大学机械工程学院上海华东理工大学承压系统与安全教育部重点实验室上海

基于统一拘束参数Ap及拘束相关断裂韧性确定方法,采用Matlab软件编写了包含Python脚本的拘束相关断裂韧性预测程序,并借助Matlab App Designer功能完成了对预测程序主界面的设计。预测程序包括3个模块:ODB&MAT模块,Auto Monitor模块和Ma... 详细信息

基于统一拘束参数Ap及拘束相关断裂韧性确定方法,采用Matlab软件编写了包含Python脚本的拘束相关断裂韧性预测程序,并借助Matlab App Designer功能完成了对预测程序主界面的设计。预测程序包括3个模块:ODB&MAT模块,Auto Monitor模块和Manu Monitor模块,预测流程主要包括5个步骤。基于编写好的程序,以单边缺口弯曲(SENB)试样和紧凑拉伸(CT)试样为研究对象,对不同拘束下各试样拘束相关的断裂韧性进行了预测。预测结果显示:预测程序所得开动力曲线与文献中所得具有很好的一致性,对J积分和等值线所围区域面积捕捉正确,对拘束参数Ap的计算及对开动力曲线的绘制准确。通过预测程序所确定的拘束相关断裂韧性与文献中所确定的在10%误差带内,可以较好地对不同拘束下含裂纹结构的拘束相关断裂韧性进行预测。

关键词：拘束断裂韧性预测程序

活性焦吸附过滤装置结构弹塑性分析及其轻量化设计

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活性焦吸附过滤装置结构弹塑性分析及其轻量化设计

作者：王骁晓北京化工大学

学位级别：硕士

本论文采用有限元法对某过滤设备进行内部流场分析和在静载荷作用下的强度和刚度分析,取得的结果如下：(1)应用FLUENT软件对过滤设备内部及气体总进气管道内的流场进行了数值模拟,得到了过滤设备内部以及总进气管道内的速度场和压力分布... 详细信息

本论文采用有限元法对某过滤设备进行内部流场分析和在静载荷作用下的强度和刚度分析,取得的结果如下：(1)应用FLUENT软件对过滤设备内部及气体总进气管道内的流场进行了数值模拟,得到了过滤设备内部以及总进气管道内的速度场和压力分布,从而确定了过滤设备的设计压力,为后续的强度设计奠定了基础。(2)应用ANSYS软件分别对壁厚为8mm和壁厚为4mm的设备结构进行了应力分析,并依据JB4732-1995标准的应力分类法进行了强度校核,发现设备壁厚为8mm时可以通过强度校核,但设备壁厚为4mm时,不能通过强度校核。设备结构内高应力出现在整体几何不连续区域,其他位置应力水平较低。(3)若采用极限分析,得到设备的塑性极限载荷为7030Pa,许用载荷为4686.67Pa,设备满足强度要求。同时发现结构发生塑性失效的原因是两侧壁面塑性区扩展,进而出现整体塑性垮塌,壁厚是决定设备结构极限载荷的主要因素。(4)为了考察过滤设备发生屈曲的可能,对该结构进行了非线性屈曲分析,得到的屈曲临界载荷为0.00869MPa。对比极限载荷发现,在2mm至10mm的壁厚范围内,塑性垮塌总是先于屈曲发生。(5)在交变载荷作用下,应用直接循环法对设备结构进行了安定性分析,结果发现,该过滤设备能保持弹塑性安定状态,初始加载时结构内产生的塑性区较小,卸载时几乎没有反向屈服发生。

关键词：过滤设备流场计算应力分类极限分析屈曲分析弹塑性分析安定性分析轻量化设计

基于GTN损伤模型的均质平板非共线平行双裂纹合并方式研究

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压力容器 2023年第6期40卷 50-62页

作者：刘红侠杨杰刘芳沈鋆王骁晓陈浩峰上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海理工大学机械工程学院上海200093 思克莱德大学机械与航空工程系格拉斯哥G11XJ 华东理工大学承压系统与安全教育部重点实验室上海200237

为了对裂纹合并方式进行系统性研究,以均质平板中非共线平行双裂纹为研究对象,基于Gurson-Tvergaard-Needleman(GTN)损伤模型,结合试验,对双裂纹不同水平距离s(从0~1 mm)和垂直距离h(从0.4~2.0 mm)组合下,49个模型的合并方式进行研究。... 详细信息

为了对裂纹合并方式进行系统性研究,以均质平板中非共线平行双裂纹为研究对象,基于Gurson-Tvergaard-Needleman(GTN)损伤模型,结合试验,对双裂纹不同水平距离s(从0~1 mm)和垂直距离h(从0.4~2.0 mm)组合下,49个模型的合并方式进行研究。并以双裂纹水平距离s与裂纹长度a的比值为横坐标,双裂纹垂直距离h与裂纹长度a的比值为纵坐标绘制图形,对双裂纹合并规律进行了探索。结果表明:非共线平行双裂纹呈现出裂尖与裂尖合并、裂间与裂间合并以及裂尖与裂间合并3种合并方式,且各有特征。在以s/a和h/a为坐标绘制的图形中,3种裂纹合并方式有规律地分布在3个区域。在左上角h/a较大、s/a较小的区域发生裂尖与裂间合并,在右下角h/a较小、s/a较大的区域发生裂尖与裂尖合并,在中间区域发生裂间与裂间合并,可根据该图方便地确定裂纹合并方式。3种合并方式中,发生裂尖与裂尖合并的概率约占50%,发生裂间与裂间合并、裂尖与裂间合并的概率分别约占30%和20%。

关键词：双裂纹 GTN损伤模型合并方式合并规律

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《月中人》与17世纪英格兰的月亮书写

中国比较文学 2024年第3期 236-253页

作者：王骁英国埃克塞特大学英文系

天文学革命和地理大发现引发了早期现代欧洲月亮书写传统的复兴。在英语文学史上第一部月亮旅行作品、且常被视为英语文学史上第一部科幻小说的《月中人》中，戈德温主教以主人公冈萨雷斯的“圣赫勒拿岛—月球—中国”之旅，对英格兰乃... 详细信息

天文学革命和地理大发现引发了早期现代欧洲月亮书写传统的复兴。在英语文学史上第一部月亮旅行作品、且常被视为英语文学史上第一部科幻小说的《月中人》中，戈德温主教以主人公冈萨雷斯的“圣赫勒拿岛—月球—中国”之旅，对英格兰乃至整个欧洲的基督教世界如何步入现代这一问题进行了探讨。本文试图将《月中人》置于17世纪英格兰的月亮书写所涉及的科学与神学之争、基督教文明与异教文明之争、英国的内政外交之困等一系列冲突中，从天文学革命、新世界探险和乌托邦文学等角度切入，探讨《月中人》如何参与彼时的文学、科学、神学以及政治等话语的构建或论争，尝试挖掘月亮书写传统在早期现代的复兴所具备的思想史意义。

关键词：《月中人》月亮书写科幻小说

基于数据特征相关性和自适应差分隐私的深度学习方法研究

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电子学报 2024年第6期52卷 1963-1976页

作者：康海燕王骁识北京信息科技大学信息安全系北京100192

基于差分隐私的深度学习隐私保护方法中,训练周期的长度以及隐私预算的分配方式直接制约着深度学习模型的效用.针对现有深度学习结合差分隐私的方法中模型训练周期有限、隐私预算分配不合理导致模型安全性与可用性差的问题,提出一种基... 详细信息

基于差分隐私的深度学习隐私保护方法中,训练周期的长度以及隐私预算的分配方式直接制约着深度学习模型的效用.针对现有深度学习结合差分隐私的方法中模型训练周期有限、隐私预算分配不合理导致模型安全性与可用性差的问题,提出一种基于数据特征相关性和自适应差分隐私的深度学习方法(deep learning methods based on data feature Relevance and Adaptive Differential Privacy,RADP).首先,该方法利用逐层相关性传播算法在预训练模型上计算出原始数据集上每个特征的平均相关性;然后,使用基于信息熵的方法计算每个特征平均相关性的隐私度量,根据隐私度量对特征平均相关性自适应地添加拉普拉斯噪声;在此基础上,根据加噪保护后的每个特征平均相关性,合理分配隐私预算,自适应地对特征添加拉普拉斯噪声;最后,理论分析该方法(RADP)满足ε-差分隐私,并且兼顾安全性与可用性.同时,在三个真实数据集(MNIST,Fashion-MNIST,CIFAR-10)上的实验结果表明,RADP方法的准确率以及平均损失均优于AdLM(Adaptive Laplace Mechanism)方法、DPSGD(Differential Privacy with Stochastic Gradient Descent)方法和DPDLIGDO(Differentially Private Deep Learning with Iterative Gradient Descent Optimization)方法,并且RADP方法的稳定性仍能保持良好.

关键词：差分隐私深度学习逐层相关性传播信息熵隐私度量隐私预算拉普拉斯机制

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狭窄通道红细胞跨膜传质特性数值分析

力学学报 2024年第5期56卷 1297-1306页

作者：傅尧王骁龙龚晓波上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院工程力学系上海200240

随着对血液微流动过程的不断探索,红细胞在微通道中的运动微观特性备受关注,利用流体力学特性的低损伤手段调控细胞体积并完成跨膜传药也逐渐成为研究热点.为了分析红细胞在微通道中的传质和力学特性及其影响因素,采用浸入式边界法研究... 详细信息

随着对血液微流动过程的不断探索,红细胞在微通道中的运动微观特性备受关注,利用流体力学特性的低损伤手段调控细胞体积并完成跨膜传药也逐渐成为研究热点.为了分析红细胞在微通道中的传质和力学特性及其影响因素,采用浸入式边界法研究细胞穿越狭窄通道的整个运动过程,并考虑细胞膜表面透水传质效应,完成细胞跨膜传质过程的数值建模,实现对狭窄通道中红细胞跨膜传质过程微观的传质特性数值分析.研究表明,细胞在挤入、排出狭缝的运动过程中,体积先损失、后恢复,在这个过程中,细胞头部和尾部以向外的渗透流出为主,中间部位则以向内的渗透流入为主.文章的研究进一步表明,狭缝挤压过程中的体积净变化是由向内和向外渗透速度的大小差异引起的,而与向内和向外渗透的膜面积差异并无明显关系.对体积变化的影响因素探究后发现,更狭窄的通道和更大的入口出口角均会引起细胞发生更多的体积损失和体积恢复,且出口角的变化会引起细胞体积恢复后所达到的体积稳定值:在固定入口角时,狭缝出口角越大,细胞离开狭缝后的稳定体积越小;细胞的硬度越大、细胞膜通透性(渗透系数)越大,细胞在狭缝中运动过程中的体积损失和体积恢复程度越高.

关键词：红细胞数值模拟跨膜传质浸入式边界法流固相互作用