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三维动态应力强度因子的自适应虚拟节点法

固体力学学报 2024年第4期 466-476页

作者：冯泽洋段庆林大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连理工大学白俄罗斯国立大学联合学院

采用自适应虚拟节点法计算三维动态应力强度因子，改善了标准虚拟节点法计算精度和效率的不足.通过无需裂尖加强函数(和相应的额外自由度)的虚拟节点技术模拟裂纹处的强间断.在裂纹处引入自适应网格加密技术以及契合裂纹问题的加密准则... 详细信息

采用自适应虚拟节点法计算三维动态应力强度因子，改善了标准虚拟节点法计算精度和效率的不足.通过无需裂尖加强函数(和相应的额外自由度)的虚拟节点技术模拟裂纹处的强间断.在裂纹处引入自适应网格加密技术以及契合裂纹问题的加密准则，无需高计算消耗的全局稠密网格，从而提高计算精度和效率.采用简便的约束近似技术处理局部加密网格中的悬空节点，避免特殊单元和复杂形函数，便于数值实现.数值算例表明，相较于标准虚拟节点法，自适应虚拟节点法可有效提高计算精度，且在同样精度下具有更少的计算消耗和更高的效率.

关键词：动力学裂纹应力强度因子自适应网格加密虚拟节点法扩展有限元

具有LC串联补偿拓扑结构的无线充电系统的约束效率优化

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电工技术学报 2024年第6期39卷 1627-1642页

作者：瓦列里·扎维亚洛夫伊琳娜·塞米金娜叶夫根尼·杜布科夫阿梅特汗·维利利亚耶夫阿姆·雷夫基核能与工业研究所(塞瓦斯托波尔国立大学) 塞瓦斯托波尔299053俄罗斯矿业数字化转型实验室(T.F.戈尔巴乔夫库兹巴斯国立技术大学) 克麦罗沃650000俄罗斯爱资哈尔大学工程学院开罗4391064埃及

开发基于感应功率传输的无线充电系统是一个很有前途的研究领域。本研究的目的在于,在给定谐振频率和给定发射线圈和接收线圈之间距离的情况下,优化具有LC串联补偿拓扑结构的无线充电系统的约束效率。这些约束反映了线圈的尺寸限制、输... 详细信息

开发基于感应功率传输的无线充电系统是一个很有前途的研究领域。本研究的目的在于,在给定谐振频率和给定发射线圈和接收线圈之间距离的情况下,优化具有LC串联补偿拓扑结构的无线充电系统的约束效率。这些约束反映了线圈的尺寸限制、输入电压限制下所需的传输功率,以及部件上的过电压。为了达到目标,制定了优化标准。已经为频域中优化标准的每个组件建立了对无线充电系统谐振电路参数的依赖性。由于这些依赖关系看起来非常复杂,在给定的情况下利用参数之间的联系,并采用最小二乘法的切比雪夫多项式近似,它们在优化任务中被简化为一个变量。因此,理论上已经获得了指示优化标准满足的谐振电路参数。利用为电动卡车ET-20132专门制造的无线充电系统对所提出的约束效率优化方法进行了实验验证。实验和理论的比较表明,它们在谐振频率上具有良好的收敛性,由数学模型中的假设引起的谐振频率偏差是可接受的。经实验证明,无线充电系统的效率为91%。

关键词：电动汽车无线充电系统谐振磁路 LC串联补偿约束效率优化传递函数参数近似

基于红外图像时域特征的沥青混合料细观裂缝评价研究

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激光与红外 2024年第2期54卷 242-248页

作者：侯德华李忠玉张庆 BuselAV 河南省高远公路养护技术有限公司河南新乡453003 河南省高等级公路检测与养护技术重点实验室河南新乡453003 河南师范大学化学化工学院河南新乡453007 白俄罗斯国立技术大学白俄罗斯明斯克220071

为优化沥青混合料中细观裂缝的快速评价方法与效率,首先通过室内试验设计沥青混合料细观裂缝制备及其评价方法,采用线激光对试件进行扫描并采集红外图像,通过对红外图像数据分析,建立基于时间序列的温度区间特征追踪方法,进而计算温度... 详细信息

为优化沥青混合料中细观裂缝的快速评价方法与效率,首先通过室内试验设计沥青混合料细观裂缝制备及其评价方法,采用线激光对试件进行扫描并采集红外图像,通过对红外图像数据分析,建立基于时间序列的温度区间特征追踪方法,进而计算温度区间特征面积及其扩散速率与线激光位移的热特性变化关系,最后对试件中的细观裂缝位置和宽度进行定量分析。研究表明,基于温度区间热效应的扩散速率,可以增强试件中细观裂缝的空间分辨率,同时随着线激光逐渐靠近裂缝,温度特征面积扩散速率明显表现出先降低后增加的趋势,说明试件裂缝处的热扩散能量逐渐降低并趋近于零,当线激光远离裂缝时,试件表面的热扩散速率又逐渐增加,体现出很强的细观裂缝热阻隔现象。结果表明,在裂缝处温度区间B、C的特征面积始终位处于特征曲线的最低波谷位置,且温度区间B的裂缝定位误差小于5.61%;同时,在可靠度水平为95%条件下,通过亚像素算法计算的裂缝特征面积宽度与裂缝宽度的相关性达到0.9952,预测裂缝宽度的相对误差不大于4.13%。该评价方法显示了基于时序特征的温度区间对不同细观裂缝宽度均具有显著的敏感性,可为车载移动式热成像技术自动化检测沥青路面裂缝的应用提供理论基础和借鉴。

关键词：线激光红外成像温度区间热扩散速率细观裂缝特征

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断裂相场模型的三维自适应有限元方法

应用数学和力学 2024年第4期45卷 391-399页

作者：裘沙沙刘星泽宁文杰姚伟岸段庆林大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室辽宁大连116024 大连理工大学大连理工大学白俄罗斯国立大学联合学院辽宁大连116024

发展了鲁棒的预测-校正算法,建立了断裂相场模型的三维自适应有限元分析.相场模型可以方便地处理复杂的断裂问题,避免了额外追踪裂纹路径且没有网格依赖性.然而,三维相场建模往往需要非常精细的网格,这降低了求解效率.针对该问题,基于... 详细信息

发展了鲁棒的预测-校正算法,建立了断裂相场模型的三维自适应有限元分析.相场模型可以方便地处理复杂的断裂问题,避免了额外追踪裂纹路径且没有网格依赖性.然而,三维相场建模往往需要非常精细的网格,这降低了求解效率.针对该问题,基于交错求解方案发展了预测-校正网格自适应细化算法,实现了三维结构裂纹扩展的高精度分析.数值算例表明,所发展的方法能够准确合理地描述结构的裂纹扩展,同时网格可以在裂纹扩展的路径上自适应地细化.

关键词：断裂力学相场模型自适应细化有限元法三维裂纹

无额外自由度广义有限元的近不可压弹-塑性分析

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应用数学和力学 2024年第2期45卷 220-226页

作者：马今伟段庆林大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室辽宁大连116024 大连理工大学大连理工大学白俄罗斯国立大学联合学院辽宁大连116024

研究了常规有限元方法在近不可压弹-塑性分析中的体积自锁问题,并在广义有限元框架下引入无额外自由度的强化函数对此问题进行了改进.一方面,插值函数在引入强化函数后获得了更加丰富的近似空间,提高了在体积近似不变约束下正确反映结... 详细信息

研究了常规有限元方法在近不可压弹-塑性分析中的体积自锁问题,并在广义有限元框架下引入无额外自由度的强化函数对此问题进行了改进.一方面,插值函数在引入强化函数后获得了更加丰富的近似空间,提高了在体积近似不变约束下正确反映结构变形的能力;另一方面,强化函数的建立不依赖额外自由度,从而消除了传统广义有限元方法中的线性相关性问题.分析并验证了常规有限元在线弹性、超弹性和塑性分析中的体积自锁问题具有不同的触发条件和表现形式.3个典型的数值算例表明,无额外自由广义有限元能有效地缓解体积自锁并得到准确合理的计算结果.

关键词：广义有限元额外自由度近不可压体积自锁弹塑性超弹性

从自由艺术工作室到呼捷玛斯：苏俄现代设计教育的探索

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世界美术 2024年第3期 113-119页

作者：彭伟俄罗斯国立大学设计学院

本文通过梳理考察20世纪初苏俄现代设计教育的起始与发展过程，试图探索自由艺术工作室与呼捷玛斯之间的联系，以及这两所教育机构对现代设计教育的影响。自由艺术工作室和呼捷玛斯作为当时极具影响力的新型艺术教育机构，在塔特林、罗... 详细信息

本文通过梳理考察20世纪初苏俄现代设计教育的起始与发展过程，试图探索自由艺术工作室与呼捷玛斯之间的联系，以及这两所教育机构对现代设计教育的影响。自由艺术工作室和呼捷玛斯作为当时极具影响力的新型艺术教育机构，在塔特林、罗德琴科、利西茨基等先锋派艺术家的领导下，积极响应新社会的需求，试图通过新的艺术教育模式将前卫艺术原则与技术技能和大规模工业生产相结合，促进艺术成为社会转型的工具。在当时苏联尚未有“设计师”一词时，呼捷玛斯提出要培养同时具备艺术和工程知识的工程艺术家，为现代设计奠定了最早的思想基础。

关键词：呼捷玛斯构成主义生产艺术先锋派苏俄设计

新疆西准噶尔晚泥盆世法门期的苔藓虫动物群及其形态特异性和古环境意义

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古生物学报 2024年第1期63卷 41-53页

作者：托洛孔尼科娃·卓娅孙语聪宋俊俊库班国立大学俄罗斯克拉斯诺达尔350040 喀山联邦大学俄罗斯喀山420008 中国科学院南京地质古生物研究所古生物学与油气地层应用重点实验室南京210008 中国科学院大学北京100049

本文重新研究了产自新疆西准噶尔晚泥盆世法门期洪古勒楞组和铁列克提组的苔藓虫动物群,重点关注其形态学特征和古生态学意义。该苔藓虫动物群由隐口目(Cryptostomata)、窗格苔藓虫目(Fenestrata),变口目(Trepostomata)和泡孔目(Cystopo... 详细信息

本文重新研究了产自新疆西准噶尔晚泥盆世法门期洪古勒楞组和铁列克提组的苔藓虫动物群,重点关注其形态学特征和古生态学意义。该苔藓虫动物群由隐口目(Cryptostomata)、窗格苔藓虫目(Fenestrata),变口目(Trepostomata)和泡孔目(Cystoporata)组成。优势类群隐口目苔藓虫是具有中轴或中板的细枝状和双叶状群体。它们的虫室具有加厚的外区体壁,弯曲强烈的自虫室,数量众多的大虫室(metazooecia)或隐蔽虫室(tectizooecia),以及径向刺突和/或棘状刺突。多样化的异虫室、刺突、自虫室等结构,以及不同生长环境中的不同生态组合是新疆西准噶尔法门期苔藓虫成功演化的基础。洪古勒楞组下段和铁列克提组下部的苔藓虫动物群可以划分为三类生态组合(即:No. 1, No. 2和No. 3),代表前滨—近岸—远岸的沉积环境。其中,近岸环境的枝状—双叶状—网状苔藓虫组合的属种丰度、分异度最高。

关键词：苔藓虫刺突异虫室古生态泥盆纪西准噶尔

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基于图像对比的疲劳裂纹扩展动态检测方法

机械工程学报 2024年

作者：孙士勇朱殿立李佳琦樊俊铃杨睿赵延广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中国飞机强度研究所大连理工大学机械工程学院大连理工大学白俄罗斯国立大学联合学院

针对航空铝合金等材料表面的疲劳裂纹，提出一种基于图像对比的动态裂纹扩展检测方法，通过N次灰度作差双阈值设定的方案实现复杂表面状态下裂尖位置的检出，获得裂纹扩展曲线；展开材料疲劳试验，采集不同表面状态下的样件裂纹图像，... 详细信息

针对航空铝合金等材料表面的疲劳裂纹，提出一种基于图像对比的动态裂纹扩展检测方法，通过N次灰度作差双阈值设定的方案实现复杂表面状态下裂尖位置的检出，获得裂纹扩展曲线；展开材料疲劳试验，采集不同表面状态下的样件裂纹图像，通过与传统的静态裂纹识别算法比较，验证了动态裂纹检测方法检出复杂表面状态下裂纹的可行性；与直读法比较，相对误差≤4%，验证检测算法的准确性；通过讨论不同表面状态下的灰度作差方案、阈值判定、作差次数等，为多表面状态下裂纹的自动化检测提供参考与借鉴。白色表面状态下作差次数N取2，黑色表面状态下作差次数N取1，含划痕及污渍表面状态下N取2，能够较好地反映裂纹扩展状态。

关键词：图像对比疲劳裂纹动态检测灰度作差裂纹扩展

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刀具磨损和变摩擦系数对切削力的影响

光学精密工程 2024年第14期32卷 2211-2224页

作者：郐吉才段云乾李新刘石安 ARDASHEV Dmitrii Valerievich 河南理工大学机械与动力工程学院河南焦作454003 河南省先进电子封装材料精密成形国际联合实验室河南焦作454003 南乌拉尔国立大学俄罗斯车里雅宾斯克454080

刀具磨损和摩擦系数对切削力、表面质量有显著影响。为进一步研究刀具磨损和摩擦系数对切削力的影响规律,提出了同时考虑刀具磨损和变摩擦系数的切削力模型。首先分析了刀具磨损对刃口半径的影响规律,指出随刀具磨损增加,刃口半径增加;... 详细信息

刀具磨损和摩擦系数对切削力、表面质量有显著影响。为进一步研究刀具磨损和摩擦系数对切削力的影响规律,提出了同时考虑刀具磨损和变摩擦系数的切削力模型。首先分析了刀具磨损对刃口半径的影响规律,指出随刀具磨损增加,刃口半径增加;其次明确了刀具磨损及刃口半径对最小切削厚度的影响规律,认为最小切削厚度随刀具磨损、刃口半径的增加而增加。进一步用单晶金刚石刀具切削铝合金,并在切削深度、进给速度、刀具刃口半径、刀具磨损宽度以及恒定摩擦系数与变摩擦系数等方面进行了对比。研究表明,随切削深度、进给速度增加,法向切削力与切向切削力增加;随刃口半径从150 nm增加到450 nm,切向力增加了1.13倍,法向力增加了2.12倍;随刀具磨损宽度从0增加到0.55μm,切向力增加了1倍,法向力增加了约7倍;恒定摩擦系数切削力最大误差高达41%,变摩擦系数切削力最大误差在11%以内。因此,同时考虑了刀具磨损与变摩擦系数的切削模型与实际切削过程更加吻合。

关键词：切削力模型刀具磨损变摩擦系数金刚石刀具

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