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一种仿人机械臂的运动学逆解的几何求解方法 被引量：78
1
作者 陈鹏 刘璐 +3 位作者 余飞 李洪谊 阳方平 王雪竹 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期211-216,共6页
运用几何方法求解一种具有7个旋转自由度的仿人机械臂的运动学逆解,并运用特定的寻优指标,搜索与指定末端位姿对应的关节角空间最优解.这种解法没有理论误差并且解算速度足够快,有利于在线实时控制机械臂的运动.
关键词 逆运动学 几何法 仿人机械臂 冗余机械臂
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机械臂运动学建模及解算方法综述 被引量：56
2
作者 冷舒 吴克 居鹤华 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1262-1273,共12页
以串联结构的机械臂为主要研究对象,首先调研了国内外机械臂正逆运动学建模及求解的主流方法,从数学工具、模型建立、求解手段等三个方面分析上述方法的基本原理,分析其优缺点。接着介绍了工程应用中解决机械臂运动学建模及求解问题所... 以串联结构的机械臂为主要研究对象,首先调研了国内外机械臂正逆运动学建模及求解的主流方法,从数学工具、模型建立、求解手段等三个方面分析上述方法的基本原理,分析其优缺点。接着介绍了工程应用中解决机械臂运动学建模及求解问题所用的软件库,得到了不同软件库的精度和计算效率。最后提出了机械臂运动学建模及求解中存在的重要科学问题。通过总结上述方法,为研究人员在该领域内的理论研究及工程实现提供解决思路。 展开更多
关键词 机械臂 正运动学 逆运动学 建模 计算方法
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基坑开挖引起的周边土体三维位移场的简化分析 被引量：46
3
作者 木林隆 黄茂松 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期820-827,共8页
虽然不少经验方法可以用来计算基坑开挖引起的地表沉降以及围护墙水平位移,但是目前基坑开挖引起的地表以下土体位移场的预测缺乏简单的计算方法,而主要依赖于有限单元法。有限元分析中如何选用合理的参数来准确计算开挖引起的土体位移... 虽然不少经验方法可以用来计算基坑开挖引起的地表沉降以及围护墙水平位移,但是目前基坑开挖引起的地表以下土体位移场的预测缺乏简单的计算方法,而主要依赖于有限单元法。有限元分析中如何选用合理的参数来准确计算开挖引起的土体位移一直是个难题。在有限单元法的基础上,考虑土体小应变特性,基于芝加哥地区实际基坑工程的实测数据,通过反分析方法确定了能够准确计算基坑开挖引起的土体位移的合理计算参数。利用这些参数较为准确地计算了基坑开挖引起的土体位移,总结了基坑周边土体三维位移场的衰减规律,并由统一表达式来表示,同时结合围护墙水平变形与墙后地表沉降的经验公式,通过二次拟合提出了基坑周边土体三维位移场的简化计算方法。通过与有限元计算结果以及实测结果的对比,验证了该方法的合理性。 展开更多
关键词 基坑开挖 反分析 HSS模型 土体位移 简化方法
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二维稳态导热反问题的正则化解法 被引量：29
4
作者 王登刚 刘迎曦 李守巨 《吉林大学自然科学学报》 CSCD 2000年第2期56-60,共5页
构造求解二维导热反问题的数值迭代解法 ,并以含内热源二维导热问题为背景 ,采用该迭代解法确定材料热传导系数 .在每个迭代步中采用 Tikhonov正则化方法克服反问题固有的不适定性 .数值算例表明 ,该方法可行、有效 ,不仅适用于单介质... 构造求解二维导热反问题的数值迭代解法 ,并以含内热源二维导热问题为背景 ,采用该迭代解法确定材料热传导系数 .在每个迭代步中采用 Tikhonov正则化方法克服反问题固有的不适定性 .数值算例表明 ,该方法可行、有效 ,不仅适用于单介质热物性参数反演问题 ,而且适用于多介质热物性参数反演问题 . 展开更多
关键词 反问题 正则化方法 热传导系数 二维稳态导热
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基于遗传算法的机器人运动学逆解 被引量：22
5
作者 刘永超 黄玉美 +2 位作者 王效岳 张学良 高峰 《机器人》 EI CSCD 北大核心 1998年第6期421-426,共6页
在分析以往逆解方法的基础上，提出了用遗传算法求解机器人运动学逆解的方法，给出了用于优化求解的适合度函数，并提出用二次编码法提高解的精度．计算机模拟证明：该方法能快速收敛于全局最优解，能给出机器人的可能解，并能计算冗余... 在分析以往逆解方法的基础上，提出了用遗传算法求解机器人运动学逆解的方法，给出了用于优化求解的适合度函数，并提出用二次编码法提高解的精度．计算机模拟证明：该方法能快速收敛于全局最优解，能给出机器人的可能解，并能计算冗余度机器人的逆解． 展开更多
关键词 遗传算法 运动学逆解 机器人
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翼型的气动最优化设计方法和反设计方法 被引量：14
6
作者 阎超 谢磊 +1 位作者 李云晓 赵小虎 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1999年第1期60-67,共8页
本文将数值优化方法同计算流体动力学（ＣＦＤ）相结合，形成两种跨声速翼型的气动设计方法，即：最优化方法和反设计方法。采用求解Ｅｕｌｅｒ方程的有限体积法计算流场，通过结合优化算法，从正反两个方向对跨声速翼型进行气动优化设... 本文将数值优化方法同计算流体动力学（ＣＦＤ）相结合，形成两种跨声速翼型的气动设计方法，即：最优化方法和反设计方法。采用求解Ｅｕｌｅｒ方程的有限体积法计算流场，通过结合优化算法，从正反两个方向对跨声速翼型进行气动优化设计。实例证明它们是翼型气动设计的有效方法，有较高的工程应用价值。 展开更多
关键词 翼型 气动设计 最优化方法 反设计方法
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有限元分析法确定Johson-Cook本构方程材料参数 被引量：31
7
作者 董菲 Guenael Germain +1 位作者 Jean Lou Lebrun 李铸国 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1657-1660,1667,共5页
采用反演法确定了马氏体不锈钢410的Johnson-Cook本构方程材料参数.剪切实验采用的剪切速率为1～5000s-1,温度为20～1000℃.有限元模拟在Abaqus软件平台上进行.采用Johnson-Cook模型,施加与实验相同的初始条件.通过Matlab非线性最小二... 采用反演法确定了马氏体不锈钢410的Johnson-Cook本构方程材料参数.剪切实验采用的剪切速率为1～5000s-1,温度为20～1000℃.有限元模拟在Abaqus软件平台上进行.采用Johnson-Cook模型,施加与实验相同的初始条件.通过Matlab非线性最小二乘法优化程序来调整有限元模型材料参数,找到合适值,使得模拟得到的力-位移曲线与实验得到曲线相吻合.结果表明,所得参数都能很好地代表不锈钢410在高温高变形速度下的流动特性,Johnson-Cook模型不能描述材料破坏阶段的行为特征. 展开更多
关键词 马氏体不锈钢 Johnson-Cook模型 反演法 有限元分析 参数确定 优化
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污水灌溉对冬小麦根长密度和根系吸水速率分布的影响 被引量：17
8
作者 孟雷 左强 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2003年第4期25-29,共5页
由于淡水资源的紧缺 ,已有越来越多的污水被用于农业灌溉。设置田间冬小麦栽培试验 ,分析比较了污水、淡水灌溉条件下冬小麦根长密度分布和相对根长密度分布的变化规律 ,并应用平均根系吸水速率的反求方法对各处理冬小麦不同生育阶段的... 由于淡水资源的紧缺 ,已有越来越多的污水被用于农业灌溉。设置田间冬小麦栽培试验 ,分析比较了污水、淡水灌溉条件下冬小麦根长密度分布和相对根长密度分布的变化规律 ,并应用平均根系吸水速率的反求方法对各处理冬小麦不同生育阶段的平均根系吸水速率分布进行了估算与分析。结果表明 :与淡水灌溉相比 ,若采用二级处理污水 (电导率 1.14m S/cm)对冬小麦实施灌溉 ,将使得近地表处的根长密度有所增加 ,而下部土层中的根长密度分布则变化不大 ;尽管灌溉水质不同、生育阶段各异 ,但冬小麦相对根长密度在相对深度上的分布却差异不大 ;污水灌溉能显著降低冬小麦的平均根系吸水速率 ,影响作物对土壤水分的吸收利用。 展开更多
关键词 污水灌溉 冬小麦 根长密度 根系吸水速率 分布 反求方法
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地层元素测井确定矿物含量的新方法 被引量：25
9
作者 孙建孟 姜东 尹璐 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期42-47,共6页
地层中矿物的种类及含量对地层矿物识别、岩性划分、确定地层黏土含量与类型、计算骨架参数以及研究沉积环境等方面,均有着非常重要的意义。地壳中化学元素的丰度与矿物的形成及其化学成分有着密切的关系,通过确定元素含量和矿物含量之... 地层中矿物的种类及含量对地层矿物识别、岩性划分、确定地层黏土含量与类型、计算骨架参数以及研究沉积环境等方面,均有着非常重要的意义。地壳中化学元素的丰度与矿物的形成及其化学成分有着密切的关系,通过确定元素含量和矿物含量之间的转换关系,可以把元素含量转换成矿物含量。根据不同的岩性选择,建立从元素含量向矿物含量转换的模型,通过相应的转换关系,借助最小二乘方法和广义逆矩阵求解线性方程组的方法,采用地层元素测井得到的元素含量,从而计算出地层中的矿物含量。通过对实际井资料的处理,将其计算结果与实验室结果和斯伦贝谢计算结果进行对比,其结果表明:①转换系数是病态矩阵时,最小二乘方法计算出的矿物含量不准确;②通过广义逆矩阵计算得到的矿物含量的精确度较高,计算结果与实验室结果误差较小,且优于斯伦贝谢计算结果,可以用于地层评价求取储层参数。 展开更多
关键词 元素测井 元素含量 矿物含量 数学模型 转换关系 转换系数 方法对比 储集层参数
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面板堆石坝参数反分析及变形规律探讨 被引量：13
10
作者 沈长松 顾淦臣 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1996年第6期13-19,共7页
根据西北口砼面板堆石坝在施工期和运行期的变形（沉降和水平位移）观测资料，应用水工、岩土力学、数理统计、优化等理论建立了不同时期大坝观测效应量和环境量之间的数学模型．通过优选，填筑分量用Ｈ的一次方至四次方表示，蠕变分量... 根据西北口砼面板堆石坝在施工期和运行期的变形（沉降和水平位移）观测资料，应用水工、岩土力学、数理统计、优化等理论建立了不同时期大坝观测效应量和环境量之间的数学模型．通过优选，填筑分量用Ｈ的一次方至四次方表示，蠕变分量用四元件模型模拟，从而合理地分解了坝体变形在不同时期的填筑分量、水压分量和蠕变分量．通过大量的有限元计算，找出了邓肯－张Ｅ－Ｂ模型中Ｋ，Ｋｂ，ｎ，ｍ，Ｒｆ等参数与沉陷变形的关系。 展开更多
关键词 填筑分量 反演分析 非线性参数 面板堆石坝
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岩土工程反分析的扩展贝叶斯法 被引量：19
11
作者 陈斌 刘宁 卓家寿 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期555-560,共6页
基于概率与数理统计理论和现代信息理论,针对传统贝叶斯法中观测信息与先验信息不匹配的缺陷,探讨了一种新的反演方法。该方法通过引入匹配系数b,将现场量测信息和先验信息有机地结合起来,克服了传统贝叶斯法的不足,在形式上完成了目前... 基于概率与数理统计理论和现代信息理论,针对传统贝叶斯法中观测信息与先验信息不匹配的缺陷,探讨了一种新的反演方法。该方法通过引入匹配系数b,将现场量测信息和先验信息有机地结合起来,克服了传统贝叶斯法的不足,在形式上完成了目前常用的最小二乘法、最大似然法及传统贝叶斯法准则函数的统一,并可由量测数据的质量和数量推算预测模型的最佳阶数。同时,可以由b 值的定量分析,直观地得到量测值与参数初始估计值之间的权重比例。 展开更多
关键词 岩土力学 反分析 扩展贝叶斯法 AIC准则 岩土工程
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基于解析法和遗传算法的机械手运动学逆解 被引量：22
12
作者 董云 杨涛 李文 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2012年第3期239-243,共5页
研究优化机械手轨迹规划问题,机械手运动时要具有稳定性避障性能。针对平面3自由度冗余机械手优化控制问题,建立机械手的结构模型。提出用解析法和遗传算法相结合满足具有计算量小和适应性强的特点。在给定机械手末端执行器的运动轨迹,... 研究优化机械手轨迹规划问题,机械手运动时要具有稳定性避障性能。针对平面3自由度冗余机械手优化控制问题,建立机械手的结构模型。提出用解析法和遗传算法相结合满足具有计算量小和适应性强的特点。在给定机械手末端执行器的运动轨迹,按着机械手冗余自由度,运动轨迹上每个点对应的关节角有无穷多个解。而通过算法可以找到一组最优的关节角,可得到优化机械手运动过程中柔顺性和避障点。仿真结果表明,该算法可以快速收敛到全局最优解,可用于计算冗余机械手运动学逆解,并可实现机器人的轨迹规划和避障优化控制。 展开更多
关键词 冗余机械手 逆运动学 解析法 遗传算法 轨迹规划 避障
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空间声场全息重建的波叠加方法研究 被引量：20
13
作者 于飞 陈心昭 +1 位作者 李卫兵 陈剑 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期2607-2613,共7页
提出了基于波叠加法的近场声场全息技术 ,并将其用于任意形状物体的声辐射分析 .在声辐射计算问题中 ,边界元法是通过离散边界面上的声学和位置变量来实现 ,而波叠加方法则通过叠加辐射体内部若干个简单源产生的声场来完成 .因而 ,基于... 提出了基于波叠加法的近场声场全息技术 ,并将其用于任意形状物体的声辐射分析 .在声辐射计算问题中 ,边界元法是通过离散边界面上的声学和位置变量来实现 ,而波叠加方法则通过叠加辐射体内部若干个简单源产生的声场来完成 .因而 ,基于波叠加法的声全息就不存在边界面上的参数插值和奇异积分等问题 ,而这些问题是基于边界元法的声全息所固有的 .与基于边界元法的声全息相比较 ,基于波叠加法的声全息在原理上更易于理解 ,在计算机上更容易实现 .实验结果表明 :该种全息技术在重建声场时 。 展开更多
关键词 声信号处理 空间声场全息技术 波叠加法 正则化法 边界元法 分辨率
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基于最大熵原理的贝叶斯不确定性反分析方法 被引量：18
14
作者 杨杰 胡德秀 吴中如 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期810-815,835,共7页
针对基于确定性数值模型的各种常规反分析方法未能综合考虑各种不确定性因素影响,因而难以有效模拟复杂工程系统的不确定性特性这一不足,对工程结构系统中的不确定性反分析方法问题进行了研究.从不确定性分析角度,把工程结构看作为不确... 针对基于确定性数值模型的各种常规反分析方法未能综合考虑各种不确定性因素影响,因而难以有效模拟复杂工程系统的不确定性特性这一不足,对工程结构系统中的不确定性反分析方法问题进行了研究.从不确定性分析角度,把工程结构看作为不确定性系统,提出基于最大熵原理的贝叶斯不确定性反分析方法,将信息熵理论与贝叶斯法有机结合,使不确定性反分析的系统辨识问题转换为对贝叶斯准则函数的最优化求解问题,并通过适当的优化求解方法,实现对工程结构参数或荷载项源的反演分析.对坝体和坝基材料参数的实例计算结果表明,该方法反演结果正确,精度高于目前常用的确定性反分析方法. 展开更多
关键词 不确定性 反分析 最大熵原理 贝叶斯方法 坝体和坝基材料参数
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基于解析性质的等参有限元逆变换高效算法 被引量：18
15
作者 朱以文 李伟 蔡元奇 《武汉大学学报（工学版）》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期62-65,共4页
由于等参元不存在逆变换的显式 ,所以在有限元分析的列式中都回避等参元逆变换 .但是在工程分析中 ,尤其在涉及两个物理场的耦合分析中 ,往往会遇到等参逆变换的需求 .文章从两种常见的四节点平面等参元和八节点空间等参元入手 ,通过分... 由于等参元不存在逆变换的显式 ,所以在有限元分析的列式中都回避等参元逆变换 .但是在工程分析中 ,尤其在涉及两个物理场的耦合分析中 ,往往会遇到等参逆变换的需求 .文章从两种常见的四节点平面等参元和八节点空间等参元入手 ,通过分析等参变换的解析性质 ,提出了一种等参有限元逆变换的新算法 ,该算法具有简便、高效和高精度的特点 。 展开更多
关键词 等参元 局部坐标 逆变换 解析性质
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上海铁路南站大型基坑工程施工对周边环境影响 被引量：17
16
作者 王显星 包旭范 高强 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第A02期5454-5458,共5页
上海市铁路南站广场工程,主体地下结构为地下两层,一层为地下商场,二层为地下车库,基坑总开挖面积大于20 000 m2,开挖深度为13.38 m。基坑采用周边放坡联合中心岛开挖加周边环型底板逆作施工。基坑稳定性及环境影响的监测结果表明,该设... 上海市铁路南站广场工程,主体地下结构为地下两层,一层为地下商场,二层为地下车库,基坑总开挖面积大于20 000 m2,开挖深度为13.38 m。基坑采用周边放坡联合中心岛开挖加周边环型底板逆作施工。基坑稳定性及环境影响的监测结果表明,该设计与施工方法在保证基坑稳定性的基础上,能够大大缩短施工工期,并且在最大程度上减少对周边环境的影响。工程较为充分发挥了中心岛开挖法、无支护放坡以及拟作法施工技术的优点,灵活地将3种施工设计方法应用到软土地区大型深基坑围护设计中,其设计施工理念巧妙、先进。通过实践证明该方法不仅大大缩短施工工期,节省了工程投资,而且还有效的保护了基坑周边的环境,这为类似于此类施工环境较为复杂的软土地区大型深基坑设计施工提出了一种新的设计思路。 展开更多
关键词 岩土工程 深基坑 中心岛法 逆作法 环境影响
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岩体三维不连续裂隙网络及其逆建模方法 被引量：15
17
作者 于青春 大西有三 《地球科学（中国地质大学学报）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期522-526,544,共6页
通过拟合实测的二维裂隙编录图和钻孔裂隙编录图,优化裂隙三维大小和密度参数,使模型能够准确再现野外所观测到的实际现象,包括开挖面和钻孔上不同裂隙的数量、密度和长度.通过计算实例验证了方法的可行性.
关键词 裂隙网络 逆方法 模型
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冗余仿人臂避关节物理约束的一种逆运动学问题求解方法 被引量：18
18
作者 任子武 朱秋国 熊蓉 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第19期58-65,共8页
冗余仿人臂有无穷多组逆运动学解满足末端位姿要求,但由于其连杆机构与形状的设计仿人臂每个自由度都有关节位置物理约束。为使所求取的逆运动学解最大化地远离仿人臂关节限位,提出冗余仿人臂(8-DOF)一种几何-数值迭代相结合求解逆运动... 冗余仿人臂有无穷多组逆运动学解满足末端位姿要求,但由于其连杆机构与形状的设计仿人臂每个自由度都有关节位置物理约束。为使所求取的逆运动学解最大化地远离仿人臂关节限位,提出冗余仿人臂(8-DOF)一种几何-数值迭代相结合求解逆运动学问题方法,该方法在计算出仿人臂逆运动学解几何表达式基础上,以仿人臂的'远离限位度'指标构建适应度函数并以此为寻优目标,通过粒子群优化方法(Particle swarm optimization,PSO)搜索冗余关节角最优组合,并获得满足仿人臂末端位姿要求的最优逆运动学解。该方法不仅解决了冗余仿人臂逆运动学多解问题,而且所求关节角不存在理论误差、求解速度快及所求关节角远离关节位置限位裕量大的优点,仿真试验验证了该方法有效性。 展开更多
关键词 冗余仿人臂 逆运动学 几何法 数值迭代 远离限位度
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空间6R机械臂位置逆解的复合形差分进化算法 被引量：18
19
作者 何兵 车林仙 +1 位作者 刘初升 黄勇刚 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第15期45-52,共8页
以6自由度TX60型Staubli工业机械臂为研究对象,通过运动学分析,建立求解该机械臂位置逆解的非线性方程组。以末端执行器位姿误差最小为目标函数,将非线性方程组转化为无约束优化模型,并应用差分进化算法(Differential evolution algorit... 以6自由度TX60型Staubli工业机械臂为研究对象,通过运动学分析,建立求解该机械臂位置逆解的非线性方程组。以末端执行器位姿误差最小为目标函数,将非线性方程组转化为无约束优化模型,并应用差分进化算法(Differential evolution algorithm,DE)求解该问题。为克服基本DE难以平衡收敛精度和计算可靠性的缺陷,提出一种自适应分工复合形差分进化算法(Adaptive division complex DE algorithm,ADCDE),以增强优化性能。该算法将种群自适应划分为开采子群和勘探子群,前者采用DE/best/2/bin策略生成变异个体,而后者采用复合形算子生成变异个体。给出工程应用实例,应用ADCDE求串联机械臂的位置逆解。仿真结果表明,该算法的计算精度和可靠性优于对比算法,应用较少计算开销即可求出高精度位置逆解,且能求得所有可能逆解,验证了该方法的有效性和可行性。 展开更多
关键词 机械臂 位置逆解 差分进化算法 复合形法 自适应分工
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混凝土拉伸软化曲线折线近似的逆解方法 被引量：12
20
作者 王宝庭 徐道远 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第4期535-541,共7页
　研究基于Ｈｉｌｌｅｒｂｏｒｇ的虚拟裂纹模型，利用有限元分析方法，求得折线近似的拉伸软化　　曲线的逆解方法．对弹性模量，初始开裂应力的决定方法进行了研究．以双直线模型的计算结　　果为算例进行了逆推分析，算例符合得很好... 　研究基于Ｈｉｌｌｅｒｂｏｒｇ的虚拟裂纹模型，利用有限元分析方法，求得折线近似的拉伸软化　　曲线的逆解方法．对弹性模量，初始开裂应力的决定方法进行了研究．以双直线模型的计算结　　果为算例进行了逆推分析，算例符合得很好．也较好地从实验得到的荷载位移曲线再现了拉伸　　软化曲线．这对于研究混凝土的断裂能，尺寸效应等问题很具意义． 展开更多
关键词 拉伸软化曲线 虚拟裂纹模型 有限元 初始开裂应力 荷载位移曲线 混凝土 折线近似 弹性模量 尺寸效应 破坏机理
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