检索结果-南通市图书馆

基于船基海冰参数现场测量的极区船舶结构冰激疲劳损伤分析

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中国造船 2023年第3期64卷 223-232页

作者：孙凯刘璐杨海天季顺迎大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116024

论文建立了一种极区船舶结构冰激疲劳评估方法。基于极地科学考察船在北极现场的测量数据,分析得到海冰的统计特性;由冰厚和航速的联合概率分布,得到极区环境航行的典型工况。采用离散元方法建立船-冰作用模型,获取不同工况下船首局部... 详细信息

论文建立了一种极区船舶结构冰激疲劳评估方法。基于极地科学考察船在北极现场的测量数据,分析得到海冰的统计特性;由冰厚和航速的联合概率分布,得到极区环境航行的典型工况。采用离散元方法建立船-冰作用模型,获取不同工况下船首局部区域的冰载荷分布。将局部冰载荷施加在船首有限元模型的对应区域,采用插值方法计算热点区域应力幅值和循环次数。根据累积疲劳损伤理论,将各工况的疲劳损伤叠加,得到总损伤。为验证该方法的准确性,将船舶结构冰激疲劳寿命计算结果与英国劳氏船级社规范进行了对比分析。结果表明,该方法可很好地应用于极区船舶结构冰激疲劳设计。

关键词：极区船舶结构冰激疲劳极区航行工况离散元方法有限元方法

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嵌入弹性波纹环的轴承挤压油膜特性分析

机械工程学报 2022年第13期58卷 185-193页

作者：武洪凯吴承伟大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116024

设计了一种弹性波纹环轴承挤压油膜阻尼器,建立了弹性波纹环挤压油膜阻尼器的流固耦合分析模型,基于ABAQUS软件分析弹性波纹环的压缩力学性质,利用MATLAB编程分析弹性波纹环间隙的挤压油膜流动阻尼特性,通过Python脚本进行数据交换实现... 详细信息

设计了一种弹性波纹环轴承挤压油膜阻尼器,建立了弹性波纹环挤压油膜阻尼器的流固耦合分析模型,基于ABAQUS软件分析弹性波纹环的压缩力学性质,利用MATLAB编程分析弹性波纹环间隙的挤压油膜流动阻尼特性,通过Python脚本进行数据交换实现了阻尼器的流固耦合动力学分析。研究了轴承冲击挤压速度、挤压位移、弹性环厚度、波纹周期数和波纹幅值对阻尼器动力特性系数的影响。结果表明,挤压速度对阻尼器压缩刚度和阻尼特性影响较小,挤压位移和波纹幅值对油膜阻尼有着显著影响,弹性波纹环厚度对挤压刚度影响明显,波纹周期对挤压刚度和阻尼特性影响显著。

关键词：弹性波纹环挤压膜阻尼器流固耦合雷诺方程动力特性

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基于有限元极限平衡法的三维边坡稳定性

工程科学学报 2022年第12期44卷 2048-2056页

作者：苏振宁邵龙潭大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116024

提出了一种基于有限元弹塑性应力场和极限平衡状态的三维边坡稳定分析方法——三维有限元极限平衡法.首先,考虑三维空间中滑动方向,提出滑动面上一点在滑动方向上的极限平衡条件,并证明滑动面上土体整体达到极限平衡状态与滑动面上土体... 详细信息

提出了一种基于有限元弹塑性应力场和极限平衡状态的三维边坡稳定分析方法——三维有限元极限平衡法.首先,考虑三维空间中滑动方向,提出滑动面上一点在滑动方向上的极限平衡条件,并证明滑动面上土体整体达到极限平衡状态与滑动面上土体各处在滑动方向上处于极限平衡状态等价.再通过刚体极限平衡假定计算主滑方向和滑动面上各点滑动方向.最后,定义局部安全系数为抗剪强度与滑动方向上剪应力投影的比值,基于三维边坡整体极限平衡条件将局部安全系数通过积分中值定理转变为整体安全系数.该方法计算简单,消除了剪应力比形式定义安全系数滑动面形状限制,具备合理性与有效性.算例验证结果表明,该方法滑动方向假设合理,安全系数与严格三维极限平衡法结果一致.

关键词：三维边坡稳定有限元极限平衡条件安全系数滑动方向

基于分子动力学的ODOPB环氧树脂体系微观破坏行为摸拟

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复合材料学报 2022年第8期39卷 3695-3702页

作者：牛慕绮严佳徐浩武湛君大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116024

将磷元素引入到环氧树脂体系可以有效改善其液氧相容性,但同时对其常低温力学性能的影响还有待研究。由于固化后的含磷环氧树脂体系具有复杂的无定形非晶交联网状结构,影响其力学性能的因素众多且相互关联,实验研究难以表征其微观破坏... 详细信息

将磷元素引入到环氧树脂体系可以有效改善其液氧相容性,但同时对其常低温力学性能的影响还有待研究。由于固化后的含磷环氧树脂体系具有复杂的无定形非晶交联网状结构,影响其力学性能的因素众多且相互关联,实验研究难以表征其微观破坏行为。本论文基于分子动力学(MD)研究,模拟出10-(2,5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(ODOPB)与环氧氯丙烷反应得到的环氧树脂与固化剂4,4'-二氨基二苯甲烷(DDM)的固化交联过程,计算了该树脂体系的热力学参数与微观破坏行为,揭示其断裂过程下的微观力学响应机制,并与2wt%含磷量下的ODOPB改性环氧树脂体系进行对比。分析结果为耐极端环境高性能环氧树脂与复合材料的设计与性能优化提供参考。

关键词：分子动力学环氧树脂 ODOPB 液氧相容性断裂行为

改进扩展等几何层合板孔洞边界强加Dirichlet约束

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湖南大学学报（自然科学版） 2023年第4期50卷 97-104页

作者：姜凯侯文彬大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024

为解决扩展等几何分析无法在三维层合板孔洞边界上直接强加Dirichlet约束条件,提出一种改进扩展等几何分析方法 .改进扩展等几何分析方法是将扩展等几何分析与B++样条元法相结合来处理三维含孔层合板问题,孔洞剪裁单元相关的控制点转化... 详细信息

为解决扩展等几何分析无法在三维层合板孔洞边界上直接强加Dirichlet约束条件,提出一种改进扩展等几何分析方法 .改进扩展等几何分析方法是将扩展等几何分析与B++样条元法相结合来处理三维含孔层合板问题,孔洞剪裁单元相关的控制点转化成剪裁边界上的配点,这些配点满足Kronecker符号性质,从而便于在孔洞剪裁边界上直接强加约束条件.利用当前提出方法分析三明治平板和帽型梁层合板等算例,结果表明:改进扩展等几何分析方法计算的位移和应力等结果与有限元结果基本一致,并且该结果与实验方法获得的结果基本吻合.通过分析上述数值算例说明了改进扩展等几何分析方法处理三维含孔层合板问题的准确性和有效性.

关键词：层合板复合材料计算力学 Dirichlet条件扩展等几何分析 B++样条

基于水平集接触算法的任意形态颗粒材料球谐离散元方法

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中国科学：物理学、力学、天文学 2022年第2期52卷 38-53页

作者：王嗣强乔婷张林风季顺迎大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116024

为对自然环境或工业领域中非规则颗粒材料的力学特性进行精确计算,本文采用球谐函数发展了可描述任意几何颗粒形态的球谐离散元方法.考虑球谐单元的凹凸形态及多点接触特性,发展了基于水平集方法的任意形态接触算法,以准确计算单元间的... 详细信息

为对自然环境或工业领域中非规则颗粒材料的力学特性进行精确计算,本文采用球谐函数发展了可描述任意几何颗粒形态的球谐离散元方法.考虑球谐单元的凹凸形态及多点接触特性,发展了基于水平集方法的任意形态接触算法,以准确计算单元间的接触方向和重叠量.该算法将不同形态的球谐单元离散为由一系列点组成的零水平集函数和空间离散水平集函数,并将单元间的接触问题转化为两个水平集函数间的求解问题.通过将一系列零水平集点代入邻居单元的空间离散水平集函数中进行三线性插值,可确定两个接触单元间的多接触点及作用力.为检验基于水平集算法的球谐离散元方法的可靠性,对单颗粒与刚性壁面的弹性碰撞、单颗粒自由下落和多颗粒动力堆积过程进行了离散元模拟,研究了颗粒的平动和转动动能随时间的变化规律.计算结果表明,基于水平集算法的球谐离散元方法可准确地计算单元间的接触碰撞作用,并可保证弹性碰撞时颗粒系统的能量守恒及非弹性碰撞时颗粒系统的能量衰减直至动能为零.在此基础之上进一步分析了不同表面凹凸特性对颗粒堆积中体积分数和平均配位数的影响,为任意形态颗粒材料的数值模拟提供了一种有效的离散元方法.

关键词：离散元方法任意形态颗粒材料球谐函数水平集算法多接触点判断

平稳/非平稳激励下中厚圆柱壳随机振动响应的基准解

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力学学报 2022年第3期54卷 762-776页

作者：霍慧陈国海王文培杨迪雄大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024

圆柱壳结构被广泛应用于航空航天、船舶、汽车工程等领域.由于服役环境复杂,圆柱壳会受到随机激励作用,从而产生随机振动响应.本文针对考虑横向剪切变形和转动惯量的中厚圆柱壳,将虚拟激励法拓展到连续体结构,高效获得了各类随机激励下... 详细信息

圆柱壳结构被广泛应用于航空航天、船舶、汽车工程等领域.由于服役环境复杂,圆柱壳会受到随机激励作用,从而产生随机振动响应.本文针对考虑横向剪切变形和转动惯量的中厚圆柱壳,将虚拟激励法拓展到连续体结构,高效获得了各类随机激励下响应均方根的基准解.首先,开展了简支条件下中厚圆柱壳的自由振动分析,精确求得各阶自振频率和解析振型函数.其次,根据随机激励形式,利用虚拟激励法和振型叠加技术,构造虚拟激励,将解析精确频率和振型函数引入随机振动分析,导出平稳、非平稳激励作用下中厚圆柱壳的随机振动响应功率谱密度函数解析解,并积分得到响应均方根.解析求解涉及空间域、频域和时间域的积分运算,利用解析积分可获得精确封闭解,但其难度和效率随参振频率的增加而显著增加.为充分发挥虚拟激励法在矩阵运算中的显著优势,将空间域积分解析求解,频域和时域数值求解,进而提出了离散解析法高效获得封闭和开口的中厚圆柱壳随机振动响应.该过程保证了空间上的精确性,高效获得壳内随机振动响应的分布,结果可作为基准解验证其他数值方法.通过与ABAQUS软件、蒙特卡洛模拟结果及文献结果比较,展示了离散解析法的高精度和高效性.最后,阐明了圆柱壳厚径比、载荷形式、非平稳性特性等因素对随机振动响应的显著影响.

关键词：中厚圆柱壳随机振动响应基准解虚拟激励法离散解析法

基于DEM-SPH耦合方法的冰区波浪衰减及冰层破碎特性分析

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水动力学研究与进展（A辑） 2023年第2期38卷 176-186页

作者：吴捷刘璐季顺迎大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116024

边缘区海冰-波浪的相互作用过程是影响极地海冰演变规律的重要因素,也是极地船舶与海洋工程中的重要研究内容。为此,该文分别采用扩展多面体离散元方法(DEM)及不可压缩光滑粒子流体动力学方法(SPH)对海冰和波浪的动力过程进行数值分析,... 详细信息

边缘区海冰-波浪的相互作用过程是影响极地海冰演变规律的重要因素,也是极地船舶与海洋工程中的重要研究内容。为此,该文分别采用扩展多面体离散元方法(DEM)及不可压缩光滑粒子流体动力学方法(SPH)对海冰和波浪的动力过程进行数值分析,进一步建立DEM-SPH耦合模型以模拟海冰在波浪作用下运动和断裂特性,并分析波浪在冰区传播中的衰减过程。基于海冰-海洋相互作用的DEM-SPH耦合模型,详细分析了波高、波浪周期以及冰厚对海冰破坏模式的影响,以及波浪在冰区传播时的衰减规律。计算结果表明:当波高较大或波浪周期较小时,海冰断裂后的尺寸较小,且波浪在冰区中的衰减速率较快;当海冰较薄时,海冰断裂后的尺寸也相对较小,但波浪的衰减速率却相对较慢。以上研究可为海冰-波浪相互作用机理及海冰数值模拟研究提供相关参考依据。

关键词：扩展多面体离散元方法海冰波浪 DEM-SPH耦合模型

弹塑性体脆断相场模型的一致性无单元伽辽金法

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计算力学学报 2023年第1期40卷 60-65页

作者：裘沙沙段庆林邵玉龙姚伟岸大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116023

采用无单元伽辽金法(EFG)对弹塑性体脆性断裂的相场模型进行了数值实现。利用无单元法便于构建高阶近似函数的优势,位移和相场均采用二阶移动最小二乘(MLS)近似。刚度阵的数值积分采用更为高效的二阶一致三点积分格式QC3(Quadratically ... 详细信息

采用无单元伽辽金法(EFG)对弹塑性体脆性断裂的相场模型进行了数值实现。利用无单元法便于构建高阶近似函数的优势,位移和相场均采用二阶移动最小二乘(MLS)近似。刚度阵的数值积分采用更为高效的二阶一致三点积分格式QC3(Quadratically Consistent 3-point integration scheme)。本构算法采用Newton-Raphson迭代和弹塑性一致性切线模量。数值结果表明了本文方法模拟弹塑性体脆性断裂的有效性。

关键词：相场无网格/无单元断裂弹塑性数值模拟