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改进型扩展比例边界有限元法

力学学报 2019年第1期51卷 278-288页

作者：江守燕李云杜成斌河海大学工程力学系南京210098

结合了扩展有限元法(extended finite element methods,XFEM)和比例边界有限元法(scaled boundary finite element methods,SBFEM)的主要优点,提出了一种改进型扩展比例边界有限元法(improved extended scaled boundary finite element methods,i XSBFEM),为断裂问题模拟提供了一条新的途径.类似XFEM,采用两个正交的水平集函数表征材料内部裂纹面,并基于水平集函数判断单元切割类型;将被裂纹切割的单元作为SBFE的子域处理,采用SBFEM求解单元刚度矩阵,从而避免了XFEM中求解不连续单元刚度矩阵需要进一步进行单元子划分的缺陷;同时,借助XFEM的主要思想,将裂纹与单元边界交点的真实位移作为单元结点的附加自由度考虑,赋予了单元结点附加自由度明确的物理意义,可以直接根据位移求解结果得出裂纹与单元边界交点的位移;对于含有裂尖的单元,选取围绕裂尖单元一圈的若干层单元作为超级单元,并将此超级单元作为SBFE的一个子域求解刚度矩阵,超级单元内部的结点位移可通过SBFE的位移模式求解得到,应力强度因子可基于裂尖处的奇异位移(应力)直接获得,无需借助其他的数值方法.最后,通过若干数值算例验证了建议的i XSBFEM的有效性,相比于常规XFEM,i XSBFEM的基于位移范数的相对误差收敛性较好;采用i XSBFEM通过应力法和位移法直接计算得到的裂尖应力强度因子均与解析解吻合较好.

关键词：扩展有限元法比例边界有限元法刚度矩阵不连续单元裂纹

金属材料在冲击荷载下局部变形的数值模拟及分析

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振动与冲击 2018年第11期37卷 153-159页

作者：陈小翠杜成斌江守燕河海大学力学与材料学院南京211106

高应变率载荷作用下金属材料的变形集中于很窄的区域内,即剪切变形局部化。局部化变形带内产生严重的塑性变形,削弱材料的承载能力,甚至导致材料断裂破坏。基于有限元分析软件FEAP(Finite Element Analysis Program),采用混合有限元方法... 详细信息

高应变率载荷作用下金属材料的变形集中于很窄的区域内,即剪切变形局部化。局部化变形带内产生严重的塑性变形,削弱材料的承载能力,甚至导致材料断裂破坏。基于有限元分析软件FEAP(Finite Element Analysis Program),采用混合有限元方法,用Fortran语言编译适用于金属材料在高应变率下的剪切局部化问题的新单元;计算过程中采用与应变、应变率及温度相关的塑性本构关系来描述剪切带现象,同时在能量平衡方程中考虑剪切带形成过程中的热传导作用;同时考虑显式算法与隐式算法的时间离散方法,并将两种算法的结果进行对比。结果表明,虽然剪切带形成过程很短,一般为微秒量级,但剪切带形成过程中的热扩散项与塑性变形产生的热能量级相同,有效地缓解剪切带模拟的网格敏感性;对于金属材料热塑性剪切带问题,为了满足计算精度要求,显式算法需要的时间步太小,计算成本比隐式迭代高很多;而基于该单元采用隐式算法模拟热塑性剪切带问题迭代收敛稳定,计算精度高,且因为考虑了热传导作用,网格敏感性小。

关键词：剪切变形局部化热力耦合多物理场隐式算法

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比例边界有限元法求解裂纹面接触问题

力学学报 2017年第6期49卷 1335-1347页

作者：章鹏杜成斌江守燕河海大学工程力学系南京211100

比例边界有限元侧面上有任意荷载时,将侧面载荷分解成关于径向方向局部坐标的多项式函数的和,推导给出了考虑侧面载荷存在的新型形函数,并基于该形函数推导了刚度矩阵和等效节点载荷列阵.首次对比例边界有限元法求解裂纹面接触问题进行... 详细信息

比例边界有限元侧面上有任意荷载时,将侧面载荷分解成关于径向方向局部坐标的多项式函数的和,推导给出了考虑侧面载荷存在的新型形函数,并基于该形函数推导了刚度矩阵和等效节点载荷列阵.首次对比例边界有限元法求解裂纹面接触问题进行了研究,运用Lagrange乘子引入接触界面约束条件,推导给出了比例边界有限元求解裂纹面接触问题的控制方程.将裂纹面单元分为非裂尖单元和含有侧面的裂尖单元.在非裂尖单元中的裂纹面,裂纹面作为多边形单元的边界,边界上的接触力可等效到节点上,通过在节点上构造Lagrange乘子,采用点对点接触约束进行处理.对于含有侧面的裂尖单元,在整个侧面上构造Lagrange乘子的插值场,采用边对边接触约束进行处理.对三个不同的接触约束状态下的算例进行了数值计算,通过与解析解及有限元软件ABAQUS计算结果的对比,验证了本文提出的比例边界有限元点对点和边对边接触求解裂纹面接触问题的精确性与有效性.

关键词：比例边界有限元形函数裂纹点对点接触边对边接触

再论汉语小句宾语结构主语的隐现及其制约因素

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语文研究 2020年第4期 19-25页

作者：苗守艳临沂大学文学院山东临沂276005

以往研究中,对汉语谓词性宾语的认识忽略了核心谓词的陈述性功能,而且割裂了句法结构形式不同的谓词性宾语间的内在关联。借鉴"小句动词决定论",文章在对汉语所有句法结构形式的谓词性宾语的句法性质重新界定后得出结论,每个谓词性宾语... 详细信息

以往研究中,对汉语谓词性宾语的认识忽略了核心谓词的陈述性功能,而且割裂了句法结构形式不同的谓词性宾语间的内在关联。借鉴"小句动词决定论",文章在对汉语所有句法结构形式的谓词性宾语的句法性质重新界定后得出结论,每个谓词性宾语都是小句宾语,是结构主语的隐/现导致了小句宾语的形式多样性。基于相关数据库,文章考察了小句宾语结构主语隐现的数量、类型、特征,发现小句宾语结构主语的隐/现可以分为自由性、条件性、强制性三类,并呈现出连续统性和不均衡性的特征,小句宾语结构主语的隐/现受主从句两个主语的语义指向、谓词语义特征及认知语境等因素的限制。

关键词：谓词性宾语小句宾语结构主语隐现制约因素

界面对硅酸铝短纤维增强AZ91D镁基复合材料蠕变性能的影响

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复合材料学报 2014年第4期31卷 955-962页

作者：田君钟守炎石子琼廖梓龙东莞理工学院机械工程学院东莞523808

界面对复合材料蠕变性能的影响很大。在试验分析的基础上建立了硅酸铝短纤维增强AZ91D镁基复合材料理论分析模型,利用三维有限元分析方法,系统研究了界面特性、界面上应力应变分布和短纤维位向变化对硅酸铝短纤维增强AZ91D镁基复合材料... 详细信息

界面对复合材料蠕变性能的影响很大。在试验分析的基础上建立了硅酸铝短纤维增强AZ91D镁基复合材料理论分析模型,利用三维有限元分析方法,系统研究了界面特性、界面上应力应变分布和短纤维位向变化对硅酸铝短纤维增强AZ91D镁基复合材料蠕变性能的影响。研究表明:界面特性,如厚度、模量,均对纤维最大轴应力和稳态蠕变速率有影响,当界面厚度增加,纤维最大轴应力减小而稳态蠕变速率增大;当界面模量增大,纤维最大轴应力增大而稳态蠕变速率减小,但当界面模量高于基体模量时,纤维最大轴应力和稳态蠕变速率均保持不变;纤维位向也影响轴应力分布和稳态蠕变速率,纤维在其末端界面上存在较大的应力和应变,此处容易产生微裂纹而使材料抗蠕变能力下降;界面对硅酸铝短纤维增强AZ91D镁基复合材料的蠕变曲线和蠕变断裂机制也有影响,其影响程度还与纤维位向有关。

关键词：镁基复合材料界面有限元方法蠕变轴应力

基于频率和模态保证准则的结构内部多缺陷反演

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力学学报 2019年第4期51卷 1091-1100页

作者：江守燕赵林鑫杜成斌河海大学工程力学系

静响应(位移、应变等)在实际问题的反演分析中很难由安装在结构上的一组传感器记录得到,而结构的动力特性(频率、振型)和动力响应(加速度、速度、动位移)在实际问题中较易通过传感器采集得到.文中基于频率残差和模态保证准则构建了反演... 详细信息

静响应(位移、应变等)在实际问题的反演分析中很难由安装在结构上的一组传感器记录得到,而结构的动力特性(频率、振型)和动力响应(加速度、速度、动位移)在实际问题中较易通过传感器采集得到.文中基于频率残差和模态保证准则构建了反演分析模型的目标函数,并结合频域内动力扩展有限元法和人工蜂群智能优化算法的优点,扩展有限元法通过引入非连续位移模式在不重新划分网格的情况下通过改变水平集函数反映缺陷的数量、位置及大小,避免了反演分析每次迭代过程中的网格重剖分,人工蜂群智能优化算法在每次迭代中都采用全局和局部搜索,找到最优解的概率大幅增大并可很好地避免局部最优,同时,通过引入拓扑变量,将缺陷的数量纳入到反演分析过程中,迭代过程中可智能反演出缺陷的数目,建立了结构内部多缺陷(孔洞、裂纹)的反演分析模型.通过若干算例的分析表明:建立的反演分析模型能够较为准确地探测出结构内部圆形、椭圆形以及裂纹状缺陷的数量、位置及大小,且算法具有较好的鲁棒性.

关键词：扩展有限元法人工蜂群算法多缺陷反演频率模态

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基于预选算法的全局平移运动参数估计

红外与激光工程 2013年第11期42卷 3144-3149页

作者：席志红初守艳肖易寒哈尔滨工程大学信息与通信工程学院黑龙江哈尔滨150001

为了快速准确估计出视频序列中存在的全局平移抖动,分析影响全局运动估计精度的各种常见因素,归纳其特点,同时结合相关基础理论,以C-1BT变换为基础,提出一种基于预选算法的快速全局平移运动估计算法。首先,在估计局部运动矢量前,采用预... 详细信息

为了快速准确估计出视频序列中存在的全局平移抖动,分析影响全局运动估计精度的各种常见因素,归纳其特点,同时结合相关基础理论,以C-1BT变换为基础,提出一种基于预选算法的快速全局平移运动估计算法。首先,在估计局部运动矢量前,采用预选算法保留能很好代表全局运动性质的部分宏块。其次,根据预选块的特点改变传统自适应十字搜索法(Adaptive Rood Pattern Search,ARPS)的臂长预测部分,减少搜索陷入局部最优的风险。最后,采用平移运动模型得到最终参数。实验仿真结果证明提出方法的快速性和鲁棒性。

关键词：全局运动估计 C-1BT变换自适应十字搜索法局部最优

SBFEM与非局部宏微观损伤模型相结合的准脆性材料开裂模拟

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力学学报 2022年第4期54卷 1026-1039,I0004页

作者：杜成斌黄文仓江守燕河海大学力学与材料学院南京211100

混凝土是一种被广泛应用于土木和水利工程中的准脆性材料,在各种内外部因素的作用下,开裂是混凝土结构最为普遍的破坏形式,准确模拟结构的开裂过程,对于结构的安全评估至关重要.将比例边界有限元与非局部宏微观损伤模型相结合提出一种... 详细信息

混凝土是一种被广泛应用于土木和水利工程中的准脆性材料,在各种内外部因素的作用下,开裂是混凝土结构最为普遍的破坏形式,准确模拟结构的开裂过程,对于结构的安全评估至关重要.将比例边界有限元与非局部宏微观损伤模型相结合提出一种准脆性材料开裂模拟新方法.以比例边界有限元子域的比例中心作为物质点,通过两比例中心(物质点对)之间的物质键的正伸长率来定义微细观损伤,将某点影响域内物质键的微细观损伤加权平均得到该点的宏观拓扑损伤.再引入能量退化函数,将宏观拓扑损伤嵌入到比例边界有限元的基本框架中.充分利用比例边界有限元网格允许存在悬挂节点的优势,采用四叉树网格离散技术进行快速、高质量的多级网格划分与过渡.通过一个I型开裂与一个混合型开裂的两个典型算例,验证了该方法可捕获结构裂纹扩展路径与荷载变形曲线.与现有的方法相比,本文的损伤模型可得到更准确的局部开裂损伤带,结果更为合理,且具有更高的计算精度和计算效率.当损伤过程区网格尺寸小于影响域半径的1/5时,计算结果不存在网格敏感性问题.

关键词：比例边界有限元法非局部宏微观损伤模型四叉树网格准脆性材料开裂模拟网格敏感性

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全面深化改革背景下地方政府治理创新研究

改革与战略 2016年第4期32卷 14-17页

作者：饶守艳四川理工学院四川自贡643000

全面深化改革背景下地方政府面临的困境主要包括缺乏科学规范的创新理念,政府自利性和公共性角色冲突日益明显以及缺乏长远性和系统性的创新战略规划。文章认为,应从人治理念到法治理念的转变、从管制理念到服务理念的转变、从官本位理... 详细信息

全面深化改革背景下地方政府面临的困境主要包括缺乏科学规范的创新理念,政府自利性和公共性角色冲突日益明显以及缺乏长远性和系统性的创新战略规划。文章认为,应从人治理念到法治理念的转变、从管制理念到服务理念的转变、从官本位理念到公民本位理念的转变、从效率政府理念到责任理念的转变等方面创新地方政府治理理念;同时以公共服务为中心推进政府转型、以优化权力结构为重点进行地方政府改革、"十三五"时期深化以简政放权为重点的地方政府治理创新进行制度创新。

关键词：全面深化深化改革地方政府治理创新