失效树在连续刚构桥体系可靠度中的应用

基于连续刚构桥破坏机制及失效准则,采用全局临界强度分枝-约界准则作为结构的失效模式,并通过JC法计算结构失效可靠指标,提出了连续性刚构桥界结构体系的可靠性计算过程。以工程实例分析了构件的失效形式及顺序,建立了失效树,并对可靠性指标、概率以及结构可靠性进行了计算。应用表明主桥结构比桥墩容易失效,该可靠性的计算过程能够可靠便捷地体现连续刚构桥结构体系可靠性。     

二维非连续边界元分析积分计算的精确表达式

以二维弹性力学问题为研究对象,采用线性非连续元离散边界积分方程,给出了系数矩阵计算的精确表达式,对二维弹性力学问题进行了数值计算,对非连续边界元配位点对计算结果精度的影响进行了讨论,结果表明准奇异积分计算是配位点影响计算结构精度的主要因素。     

半刚接钢框架系统的强刚度耦合可靠性分析

将结构系统强刚度耦合失效模式用并联系统模拟,采用逐步等效线性化方法,基于强度主要失效模式计算在单元截面相继失效历程中的强度和刚度失效模式之间的相关性及其交集失效概率.通过算例对比分析半刚接与刚接钢框架同一失效历程的失效概率,结果表明半刚性连接相对增大了结构系统强刚度耦合失效概率,使其成为主要失效模式.因此半刚接钢框架考虑强刚度失效模式更符合实际情况.     

基于响应面法的连续刚构桥梁体系可靠度分析

为了解决分析桥梁结构可靠度时功能函数不存在显式的问题,在现有响应面法的基础上,提出了改进的响应面法;利用有限元软件,对某高墩大跨连续刚构进行了受力分析;选取压应力、拉应力和稳定性失效3类失效模式,在改进的响应面法基础上,利用编程软件MATLAB,实现连续刚构桥梁体系可靠度的计算.算例分析表明,该方法迭代次数少,效率较高,可实现连续刚构桥功能函数重构和体系可靠度计算.     

考虑不同失效模式的钢筋混凝土梁时变可靠度分析

考虑钢筋混凝土梁受弯和受剪破坏两种主要失效模式,对比分析了钢筋锈蚀影响下主梁两种失效模式的时变可靠指标变化,探讨了不同失效模式相关系数的变化规律,进而采用Ditlevsen窄界限理论计算了主梁构件时变可靠指标.分析结果表明:在钢筋混凝土梁轻微锈蚀情况下,以抗弯失效为主;而在深度锈蚀情况下,以抗剪失效为主.在锈蚀影响下,...     

二维位势问题中边界点位势法向导数的一种精确积分解法

通过将内点位势梯度积分方程中的内点移至边界，并利用方向导数公式，推导出了一种求解边界点位势法向导数的积分方程，并以二维位势问题为例，给出了用非连续线性边界元离散这一积分方程时积分计算的精确表达式，用两个数值算例验证了这一精确积分表达式的正确性和精确性。     

不定积分的被积函数线性组合化及降幂的积分原则

从不定积分的线性运算性质出发，给出了计算不定积分的被积函数线性组合化、降幂的积分原则，并结合实例分析了这一原则在不定积分计算中的指导作用。     

圆柱中厚壳弹塑性有限变形屈曲分析计算

在柱壳的有限元计算中,采用Mindlin八结点杂交壳单元和增量荷载法,基于选择积分、缩减积分及完全积分三种积分模式编制了分层计算各种厚板壳的有限元程序FEAM,并对圆柱中厚壳分别在集中力偶作用下和局部法向均布荷载作用下的弹塑性有限变形和屈曲问题进行了分析和计算。     

弹塑性分析的互易边界元—数学规划法

针对一般非齐次拟线性微分方程由互易原理统一导出了将体积分转化为边界积分的双重互易边界元与多重互易边界元的格式。提出了避免奇异积分的塑性面力计算新方法。给出了受重力、旋转惯性力、热载荷作用的多重互易边界元的公式，为分析高速滚动接触作了准备。给出了数值算例。     

粘弹性迭层板非线性动力弯曲问题的描述及建模

假设粘弹性迭层薄板的每一层都是各向同性的线性粘弹体，泊松比为常数，利用线性粘弹性理论中的Boltzmann叠加原理，由非线性几何方程和Karman方程，建立了线性粘弹性迭层薄板的非线性动力方程，这是一个二元积分－非线性偏微分方程组，就粘弹性简支矩形迭层板，给出非线性动力初边值问题及方程组，并对粘弹性薄板这一特例用迭层板的方法进行了计算，其结果与用薄板方法计算的一致。     

悬索线无铰拱桥自重内力实用计算方法研究

鉴于影响线加载法计算效率低和有限元法建模工作量大,无铰拱桥自重内力无法进行简便计算。基于桥面系作用主拱圈荷载的等效膜张力假定,采用解析法对悬索线无铰拱桥自重内力进行求解,得出实用公式,并用实桥算例验证了该方法。     

状态维修系统的故障检测诊断策略

系统有2种工作状态(正常状态、异常状态)和一种故障状态。当系统开始正常状态后,每隔一段随机时间对它检测诊断一次,直到系统故障或检测诊断出系统处于异常状态为止,诊断结果可能有误。在系统的寿命为连续型随机变量,检测间隔时间服从指数分布等假设下,利用概率分析和补充变量方法求出了系统的运行指标和稳态收益率的明显表达式。比较最优检测诊断策略下的稳态收益率和不检测诊断时的稳态收益率得到最优检测诊断策略的可行性判别准则。数值实例研究表明,研究结果可提高系统经济效益。     

水下声散射问题的奇异积分研究

奇异积分和近奇异积分的数值计算是实施边界元法研究水下目标声散射特性的一个难点,全局法是一种可以将面积分转化为计算沿边界曲线的线积分,基于全局法的思想,推导得到了边界元法中奇异积分和近奇异积分的数值计算表达式．仿真结果表明通过奇异积分和近奇异积分的精确处理,提高了边界元法的数值计算精度;且由于得到的数值表达式是闭合的,提高了积分的计算速度;得到的数值表达式不仅可以用于水下声散射特性研究,在声辐射、电磁散射等研究中都可以得到满意的精度．     

金州隧道等效围岩参数反演研究

选用了以大型有限元分析法用软件ANSYS为开发平台，利用APDL语言编写具有全局优化能力的遗传算法，直接利用全州隧道变形量测数据反演围岩等效参数，对围岩类别相同的断面围岩变形值进行了预测，计算值与实测值吻合较好，证明本文计算方法合理，结果可靠。     

金属氧化物变阻器过压保护及能量吸收特性研究

对金属氧化物变阻器(M0v)的物理特性进行了分析,并完成了MOV元件的数学建模.将其等效为电感、电阻、二极管三部分.得到了MOV最大限制电压吸能过程中吸收的能量及作用时间等一系列参数的计算公式,给出了压敏电压、分断峰值电流和吸能时间与系统参数之间的解析关系,并通过固态开关限流吸能实验验证了其正确性.     

微流体对中心开孔圆盘的阻尼特性

由缝隙流和挤压流动控制方程得到了滑流边界条件下的粘性修正的流动解．分析了圆盘的运动阻尼与缝隙大小、中心孔径以及圆盘厚度的关系，给出了设计滑膜和压膜合成阻尼的解析表达式．微流体对圆盘的阻尼与圆盘面的表面特性相关．通过修正动量协调系数可得到合适的等效粘度，以计算微流体对运动物体的阻尼力．算例表明，用本文中提出的解析方法得到的结果与有限元方法的数值解吻合．     

下承式拱桥合理拱轴线的解析解与计算方法

为了得到下承式拱桥合理拱轴线的解析解与计算方法，建立了恒载作用模式和合理拱轴线微分方程，得到合理拱轴线的解析解；在解析解的基础上，定义了主拱恒载占比系数，得到了基于矢跨比和主拱恒载占比系数的合理拱轴线快速求解计算方法；采用拱桥设计规范、工程案例与相关研究成果，验证了本文方法的可靠性。研究结果表明:下承式拱桥的恒载作用模式可等效为连续均布恒载+主拱恒载的形式，合理拱轴线为悬链线，相应的拱轴系数由矢跨比和主拱恒载占比系数共同决定；拟合出的不同矢跨比下的拱轴系数与主拱恒载占比系数的函数关系式为线性相关关系，决定系数大于0.99，说明拟合公式准确；工程中下承式拱桥矢跨比范围为1/3~1/8，相应的拱轴系数范围为1.000~1.792，常见的矢跨比范围为1/4~1/5，相应的拱轴系数范围为1.000~1.465，与工程案例中拱轴系数统计结果的吻合度较高，说明计算结果可靠；工程中常见主拱恒载占比系数范围为0.1~0.5，对应的拱轴系数范围为1.102~1.364，与拱桥设计规范中的取值范围接近，证明了规范取值的合理性；当主拱恒载占比系数小于0.5且矢跨比小于1/7，或主拱恒载占比系数小于0.1时，拱轴系数接近于1.000，即合理拱轴线可采用二次抛物线；利用查表法或简化公式法，可以快速求得合理拱轴线方程；与已有研究成果相比较，主拱截面弯矩、偏心距和偏心距平方和的偏差均在5%以内，证明了本文计算方法的正确性。      

汽车-路面-路基系统动态响应及参数分析

为了研究汽车与公路路面的相互作用机理,采用二自由度四分之一汽车悬架模型模拟汽车系统,用无限长Bernoulli-Euler梁模拟公路路面,用Kelvin黏弹性地基模拟公路路基,同时对汽车和路面建模,构成二维汽车-路面-路基系统.通过线性振动理论、积分变换和广义杜哈梅积分得到了汽车和路面的动力响应解析解及路面响应在时间域和空间域的分布规律.另外,分析了车速、地基反应模量、地基阻尼系数、悬架刚度、悬架阻尼、轮胎刚度和轮胎阻尼7个参数对路面动力响应的影响.结果表明,地基反应模型的影响最大,而车速的影响与地基阻尼系数密切相关.     

埋入式H型钢桩-桥台节点受弯性能与承载力

为研究整体式桥台无缝桥中埋入式H型钢桩-桥台节点的受弯性能，通过建立节点的有限元模型，分析了桥台厚度、混凝土强度、钢桩朝向、埋深比、钢材强度和轴压比6个参数对节点受弯承载力和破坏模式的影响，并在此基础上，针对不同的破坏模式提出了节点受弯模型与承载力计算公式。研究结果表明:绕钢桩强轴弯曲的节点在埋深比小于2.0时发生桥台混凝土承压破坏，增大钢桩埋深比和混凝土强度等级可有效提高节点受弯承载力；绕钢桩强轴弯曲的节点在埋深比大于2.0时，或绕钢桩弱轴弯曲的节点在埋深比大于1.0时，发生钢桩屈服破坏，提高钢桩的钢材强度等级可提高节点受弯承载力；随着轴压比的增大，发生绕钢桩强轴屈服破坏的节点的受弯承载力明显降低，但轴压比对发生桥台混凝土承压破坏或冲切破坏的节点的受弯承载力的影响可以忽略；提出的节点受弯承载力计算方法能较为准确地预测不同破坏模式的埋入式H型钢桩-混凝土桥台节点的受弯承载力，计算值与有限元结果比值的均值和计算值与试验结果比值的均值为分别为0.981和0.941，因此，可用于该类型节点的受弯承载力计算和破坏模式分析；建议钢桩埋深不少于2.0倍桩宽与混凝土桥台厚度大于2.4倍桩宽，这样可有效避免桥台混凝土的承压破坏和桥台边缘混凝土的冲切破坏。      

随机粗糙面上电磁散射的高效迭代IEM计算

在复合目标电磁散射计算中,目标与粗糙面间的耦合近场计算问题是制约算法的主要瓶颈。该文提出一种适用于二维随机粗糙面上电磁散射场计算的迭代积分方程法(IEM)。与传统IEM法不同,迭代IEM法基于近场格林函数建立,考虑了粗糙面面元间的多次电磁互耦作用,散射场不能简化为积分形式的近似解。数值实验表明,与传统MoM法相比,迭代IEM法的内存需求节省了9倍,计算速度比矩量法(MoM)法提升了4.5倍以上,更能有效地计算粗糙面上的散射场。