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优化方法在舰船抗沉决策系统中的应用研究 被引量:3
1
作者 胡丽芬 马坤 纪卓尚 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期148-155,共8页
为了及时有效地抗沉,构建了以模型库系统为主,数据库系统和人机交互系统并重的辅助抗沉决策系统。其中模型库系统分别由装载计算模型、不沉性计算模型和抗沉方案优化模型三个子系统组成。着重研究了用于舰船破损情况下辅助决策的优化模... 为了及时有效地抗沉,构建了以模型库系统为主,数据库系统和人机交互系统并重的辅助抗沉决策系统。其中模型库系统分别由装载计算模型、不沉性计算模型和抗沉方案优化模型三个子系统组成。着重研究了用于舰船破损情况下辅助决策的优化模型。以可用抗沉舱的装载量为设计变量,以最小干舷为目标函数,以限制横倾角和纵倾值为约束条件,采用非线性规划法中的惩罚函数法求解优化模型,生成最佳抗沉方案。研究了初稳性高为正值时的优化抗沉方案。通过实例计算,并将计算结果和采用遗传算法的结果相比较,证实了该优化方法用于抗沉操作的可行性。 展开更多
关键词 船舶、舰船工程 破损舰船 抗沉决策 非线性规划法
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配置点谱方法-人工压缩法(SCM-ACM)求解同心圆筒内流体流动 被引量:1
2
作者 刘宇浩 周家秀 +3 位作者 王露宁 崔苗 林欢 张敬奎 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期326-331,共6页
发展了配置点谱方法SCM(Spectral collocation method)和人工压缩法ACM(Artificial compressibility method)相结合的SCM-ACM数值方法,计算了柱坐标系下稳态不可压缩流动N-S方程组。选取典型的同心圆筒间旋转流动Taylor-Couette流作为... 发展了配置点谱方法SCM(Spectral collocation method)和人工压缩法ACM(Artificial compressibility method)相结合的SCM-ACM数值方法,计算了柱坐标系下稳态不可压缩流动N-S方程组。选取典型的同心圆筒间旋转流动Taylor-Couette流作为测试对象,首先,采用人工压缩法获得人工压缩格式的非稳态可压缩流动控制方程;再将控制方程中的空间偏微分项用配置点谱方法进行离散,得到矩阵形式的代数方程;编写了SCM-ACM求解不可压缩流动问题的程序;最后,通过与公开发表的Taylor-Couette流的计算结果对比,验证了求解程序的有效性。结果证明,本文发展的SCM-ACM数值方法能够用于求解圆筒内不可压缩流体流动问题,该方法既保留了谱方法指数收敛的特性,也具有ACM形式简单和易于实施的特点。本文发展的SCM-ACM数值方法为求解柱坐标下不可压缩流体流动问题提供了一种新的选择。 展开更多
关键词 配置点谱方法 人工压缩法 SCM-ACM 柱坐标系统 不可压缩流动 Taylor-Couette流
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时域径向积分边界元法在平面单相凝固问题中的应用 被引量:2
3
作者 左冲 姚鸿骁 姚伟岸 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期33-39,共7页
该文将时域精细积分边界元方法与界面追踪法相结合,给出平面单相凝固热传导问题的一个有效数值分析方法。首先,利用稳态热传导问题的基本解和径向积分法给出瞬态传热问题的边界积分方程,并采用精细积分方法求解离散的微分方程组,获得相... 该文将时域精细积分边界元方法与界面追踪法相结合,给出平面单相凝固热传导问题的一个有效数值分析方法。首先,利用稳态热传导问题的基本解和径向积分法给出瞬态传热问题的边界积分方程,并采用精细积分方法求解离散的微分方程组,获得相变界面的热流密度。然后应用相变界面上的能量守恒方程,采用界面追踪法来预测相变边界的移动位置,从而给出相关问题数值模拟的结果。最后,为验证该文方法的有效性,给出两个数值算例并与解析解进行了对比。结果表明,该文方法具有较高的求解精度,是求解相变热传导问题的一种有效数值方法。 展开更多
关键词 边界元法 相变凝固 瞬态热传导 界面追踪法 径向积分法 精细积分法
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共轭梯度法求解多宗量瞬态热传导反问题 被引量:12
4
作者 薛齐文 杨海天 胡国俊 《计算物理》 CSCD 北大核心 2005年第1期56-60,共5页
 提出瞬态热传导反问题中热物性参数和边界条件多宗量反演的一般数值求解模式,导出了敏度计算公式,并用共轭梯度法求解,探讨了测点数目、测量误差和变量初值对反演结果的影响,并进行了数值验证.
关键词 多宗量 反问题 数值求解 共轭梯度法 初值 热传导 点数 数值验证 热物性参数 瞬态
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两级敏度分析求解非线性稳态多宗量热传导反问题 被引量:12
5
作者 杨海天 薛齐文 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期463-465,共3页
提出基于两级敏度分析的稳态非线性热传导反问题的求解策略,建立了便于非线性正演和反演的有限元模型,由此可直接求导进行敏度分析,同时还考虑了非均质和分布参数的影响。对非线性热物性参数和边界条件的反演,进行了数值验证,取得了令... 提出基于两级敏度分析的稳态非线性热传导反问题的求解策略,建立了便于非线性正演和反演的有限元模型,由此可直接求导进行敏度分析,同时还考虑了非均质和分布参数的影响。对非线性热物性参数和边界条件的反演,进行了数值验证,取得了令人满意的结果,并对信息误差作了初步探讨。 展开更多
关键词 热传导 反问题 非线性 敏度分祈
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复合材料层合板结构振动声辐射优化 被引量:12
6
作者 刘宝山 赵国忠 顾元宪 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第12期31-35,共5页
通过有限元法计算复合材料层合板结构的振动特性,然后采用瑞利积分进行结构的声辐射分析。在此基础上,给出考虑振动声辐射特性的复合材料层合板的优化设计模型,研究简谐激励力下的结构灵敏度计算,重点推导了声学灵敏度分析公式,并采用... 通过有限元法计算复合材料层合板结构的振动特性,然后采用瑞利积分进行结构的声辐射分析。在此基础上,给出考虑振动声辐射特性的复合材料层合板的优化设计模型,研究简谐激励力下的结构灵敏度计算,重点推导了声学灵敏度分析公式,并采用序列线性规划方法进行了优化求解。数值算例表明通过层合板铺层厚度和角度的优化可以有效降低结构的振动声辐射,同时验证了灵敏度算法的精度和优化方法的有效性。 展开更多
关键词 有限元 层合板 声辐射 优化 灵敏度
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拓扑相关荷载作用下结构拓扑优化的水平集方法 被引量:9
7
作者 郭旭 赵康 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期69-77,共9页
发展了一种利用水平集演化技术求解拓扑相关荷载作用下结构拓扑优化问题的数值方法。通过引入水平集函数,我们以隐含的方式对结构的拓扑和形状作了描述,从而把拓扑优化问题转化为了寻求最优水平集函数的数学规划问题。利用基于连续体概... 发展了一种利用水平集演化技术求解拓扑相关荷载作用下结构拓扑优化问题的数值方法。通过引入水平集函数,我们以隐含的方式对结构的拓扑和形状作了描述,从而把拓扑优化问题转化为了寻求最优水平集函数的数学规划问题。利用基于连续体概念的灵敏度分析技术,构造了用于驱动水平集演化的速度场。由于结构的边界可以用零水平集加以描述,因此利用适当的数学变换,我们可以方便地处理施加在结构上的拓扑相关荷载,这样就避免了以往算法中繁复的边界提取工作以及为了处理拓扑相关荷载所采取的特殊技巧。文末的数值算例表明了提出的优化方法在处理此类问题时所具有的独到的优越性。 展开更多
关键词 拓扑优化 拓扑相关荷载 灵敏度分析 水平集 有限元
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共轭梯度法求解瞬态传热组合边界条件多宗量反问题 被引量:9
8
作者 薛齐文 杨海天 胡国俊 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 2004年第2期113-120,共8页
提出求解瞬态热传导边界条件反问题的一般数值模式,并导出了相关的敏度计算公式.应用共轭梯度技术进行求解,在单一和组合识别中,探讨了测点数目、数据噪音和初值对反演结果的影响.数值验证给出了令人满意的结果.
关键词 共轭梯度法 瞬态传热组合 边界条件 多宗量 反问题 有限元 热传导 数据噪音
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微拉曼光谱研究M55JB碳纤维/微滴的拉伸变形行为 被引量:10
9
作者 雷振坤 王权 +1 位作者 仇巍 周灿林 《实验力学》 CSCD 北大核心 2012年第1期30-36,共7页
使用评价纤维/基体界面力学性能的新方法纤维微滴拉伸测试,来研究M55JB碳纤维/环氧树脂基体之间的界面应力传递性能。使用自制的微加载装置对碳纤维/环氧树脂微滴试样进行对称式拉伸测试,用微拉曼光谱仪记录下不同应变下的嵌入微滴内纤... 使用评价纤维/基体界面力学性能的新方法纤维微滴拉伸测试,来研究M55JB碳纤维/环氧树脂基体之间的界面应力传递性能。使用自制的微加载装置对碳纤维/环氧树脂微滴试样进行对称式拉伸测试,用微拉曼光谱仪记录下不同应变下的嵌入微滴内纤维上的拉曼频移信号,经过应力/频移关系转换成纤维轴向应力。实验结果显示,微滴内纤维轴向应力随载荷而明显增加。根据界面力平衡模型得到相应的界面剪切应力呈反对称式分布,在纤维嵌入端存在剪应力集中。新测试方法能保证嵌入微滴内纤维上的应力呈对称式分布,而且能降低纤维嵌入端附近的应力奇异性。 展开更多
关键词 界面应力传递 纤维/微滴拉伸 微拉曼光谱
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一种基于动态参考瑞利散射谱的分布式光纤大应变解调方法 被引量:7
10
作者 锁刘佳 雷振坤 +2 位作者 渠晓溪 吕睿 武湛君 《实验力学》 CSCD 北大核心 2019年第5期729-738,共10页
基于光频域反射计(OFDR)的分布式光纤系统在结构健康监测领域得到广泛关注,通过对参考瑞利散射谱和测量瑞利散射谱进行互相关分析来确定谱偏移量,进而转化为结构应变。这种分布式光纤的应变解调方法具有较高的空间分辨率和测量精度,但... 基于光频域反射计(OFDR)的分布式光纤系统在结构健康监测领域得到广泛关注,通过对参考瑞利散射谱和测量瑞利散射谱进行互相关分析来确定谱偏移量,进而转化为结构应变。这种分布式光纤的应变解调方法具有较高的空间分辨率和测量精度,但在光纤受到较大应变时(超过3000με)会出现瑞利散射谱信号急剧衰减,从而导致互相关分析无法解调应变。本文提出了一种OFDR分布式光纤的大应变分步解调方法,采用动态参考瑞利散射谱取代固定参考瑞利散射谱的方法来突破大应变测量的限制。通过对复合材料层合板拉伸实验的大应变测量表明,本文所提出的光纤应变解调方法能稳定和可靠地测量10000με以上的大应变情况。 展开更多
关键词 OFDR 分布式光纤 大应变测量 瑞利散射谱
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薄膜生长的三维蒙特卡罗模型 被引量:5
11
作者 朱祎国 《材料研究学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期640-645,共6页
构造三维蒙特卡罗模型,研究了六边形基底薄膜生长的过程.在模型中针对每个原子考虑了原子沉积、原子扩散及原子脱附三个动力学过程,并认为这三个过程是相互独立的,即在同一计算步长中三个过程依据各自的概率发生.经过生长过程可视化的... 构造三维蒙特卡罗模型,研究了六边形基底薄膜生长的过程.在模型中针对每个原子考虑了原子沉积、原子扩散及原子脱附三个动力学过程,并认为这三个过程是相互独立的,即在同一计算步长中三个过程依据各自的概率发生.经过生长过程可视化的结果表明,薄膜原子之间的相互作用能、基底温度和沉积速率对薄膜的生长方式有显著的影响.这一结论得到了实验的验证. 展开更多
关键词 材料科学基础学科 薄膜生长 三维Monte Carlo模型 生长方式 形貌
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大型液体火箭姿控与跷振大回路耦合动力学建模与分析 被引量:5
12
作者 王庆伟 谭述君 +2 位作者 吴志刚 杨云飞 陈宇 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期789-798,共10页
大型液体火箭结构模态的空间化分布特征导致结构振动、姿态运动和推进系统液路脉动存在相互耦合,进而影响传统姿控回路的稳定性.针对大型液体火箭,充分考虑姿态控制系统对箭体姿态动力学和弹性振动的影响,以及箭体结构弹性振动与推进系... 大型液体火箭结构模态的空间化分布特征导致结构振动、姿态运动和推进系统液路脉动存在相互耦合,进而影响传统姿控回路的稳定性.针对大型液体火箭,充分考虑姿态控制系统对箭体姿态动力学和弹性振动的影响,以及箭体结构弹性振动与推进系统的耦合作用(跷振(POGO)),建立了姿控与跷振大回路耦合模型.该模型包含了推进系统、结构系统与姿控系统之间的耦合因素,可进行姿控-结构-推进大回路耦合机理研究.该模型具有非奇异的优点,可以直接用于频域分析和时域仿真.基于该模型研究了我国某型号液体捆绑火箭推进系统参数——泵增益和蓄压器能量值对姿态运动与结构振动稳定性的影响.研究得出,泵增益和蓄压器能量值的变化不仅导致了结构振动的不稳定,而且也导致了姿态运动的发散.因此,对于大型液体捆绑火箭,推进系统与姿控系统之间存在不可忽略的耦合作用,在设计姿控系统时,有必要考虑推进系统对姿控系统稳定性的影响. 展开更多
关键词 姿控回路 跷振回路 大回路耦合模型 建模 稳定性分析
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基于虚拟激励法的结构随机振动声辐射分析 被引量:4
13
作者 刘宝山 赵国忠 李瑞勇 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期581-587,共7页
论文基于有限元法、边界元法和虚拟激励法,对随机激励下结构振动声辐射问题进行研究.提出了一种计算随机激励下结构振动声辐射问题的新方法,其中,有限元法用于计算结构谐振响应,边界元法用于计算结构振动声辐射,虚拟激励法结合有限元和... 论文基于有限元法、边界元法和虚拟激励法,对随机激励下结构振动声辐射问题进行研究.提出了一种计算随机激励下结构振动声辐射问题的新方法,其中,有限元法用于计算结构谐振响应,边界元法用于计算结构振动声辐射,虚拟激励法结合有限元和边界元计算随机激励下结构振动声辐射问题.数值算例表明,论文方法在计算精度上与传统方法等价,且更具高效性. 展开更多
关键词 声辐射 虚拟激励法 有限元法 边界元法
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Cu薄膜三维生长的Monte Carlo模拟 被引量:4
14
作者 朱祎国 毛文 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期328-331,共4页
利用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法模拟了Cu薄膜在四方基底上的三维生长过程。模型中考虑了三个主要的原子热运动过程:原子沉积、原子扩散、原子脱附,各过程发生的概率是由各运动的速率来决定的。讨论了基底温度、沉积速率及原子覆盖度对C... 利用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法模拟了Cu薄膜在四方基底上的三维生长过程。模型中考虑了三个主要的原子热运动过程:原子沉积、原子扩散、原子脱附,各过程发生的概率是由各运动的速率来决定的。讨论了基底温度、沉积速率及原子覆盖度对Cu薄膜的表面形貌及表面粗糙度的影响。模拟结果表明:随基底温度升高或沉积速率下降,岛的平均尺寸增大,数目减少,薄膜以层状生长方式生长;Cu薄膜表面粗糙度随温度的升高而减小,当基底温度处于某一临界温度之内时,表面粗糙度随沉积速率的变化很大,但当基底温度超过临界温度时,表面粗糙度随沉积速率的变化很小;薄膜的粗糙度与薄膜亚单层的形核密切相关。 展开更多
关键词 粗糙度 MONTE Carlo模型 薄膜生长 形貌
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单纤维与裂纹交互微力学:完整粘接纤维 被引量:3
15
作者 雷振坤 王权 +1 位作者 邓立波 周灿林 《实验力学》 CSCD 北大核心 2013年第1期49-55,共7页
使用微拉曼光谱技术研究裂纹前喙Kevlar49芳纶纤维交互微力学行为。在建立Kevlar49芳纶纤维轴向变形与拉曼频移线性关系的基础上,通过逐点测量裂尖前喙完整粘接纤维上的应力分布,探讨了裂纹与完整粘接纤维的交互作用,建立了完整粘接纤... 使用微拉曼光谱技术研究裂纹前喙Kevlar49芳纶纤维交互微力学行为。在建立Kevlar49芳纶纤维轴向变形与拉曼频移线性关系的基础上,通过逐点测量裂尖前喙完整粘接纤维上的应力分布,探讨了裂纹与完整粘接纤维的交互作用,建立了完整粘接纤维上的应力传递模型。I型裂纹切口前方的高应力区造成粘接完好纤维上出现应力集中,应力强度因子KI影响着纤维应力集中长度。 展开更多
关键词 完整粘接纤维 裂纹与纤维交互 界面应力传递 微拉曼光谱技术
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非线性相位误差补偿的反相条纹投影法 被引量:3
16
作者 王春莉 雷振坤 《实验力学》 CSCD 北大核心 2014年第4期407-416,共10页
在理论分析伽马非线性引起相位误差的基础上,本文提出一种新的反相条纹投影形貌测量方法,能补偿条纹投影法中非线性误差的影响。若相机和投影仪存在二阶和三阶伽马非线性残余,会造成四步相移法产生四倍频的非线性相位误差。通过预先引... 在理论分析伽马非线性引起相位误差的基础上,本文提出一种新的反相条纹投影形貌测量方法,能补偿条纹投影法中非线性误差的影响。若相机和投影仪存在二阶和三阶伽马非线性残余,会造成四步相移法产生四倍频的非线性相位误差。通过预先引入偏移相位π/4到四步相移法中,使其对应的非线性相位误差发生变号,这样偏移前后的测量相位相加即可补偿非线性误差的影响。针对四步相移法,仿真模拟和实验结果显示出非线性相位误差的频率始终是条纹频率四倍,验证了反相条纹投影方法的可行性和适用性,与常规方法相比,具有更高的测量精度。 展开更多
关键词 非线性相位误差补偿 反相法 条纹投影形貌测量
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制备ITO靶材的探索 被引量:3
17
作者 张越举 李晓杰 +2 位作者 孙贵磊 陈涛 王小红 《真空》 CAS 北大核心 2005年第6期27-32,共6页
ITO的用途越来越广泛。研究并且制备ITO靶材具有相当的战略意义。本文概述了ITO玻璃的用途和ITO膜的镀制方法,对目前国内ITO靶材加工和研究的现状进行了调查,提出了用爆炸方法压实ITO纳米粉末并附加烧结的工艺生产靶材的途径。借助粉末... ITO的用途越来越广泛。研究并且制备ITO靶材具有相当的战略意义。本文概述了ITO玻璃的用途和ITO膜的镀制方法,对目前国内ITO靶材加工和研究的现状进行了调查,提出了用爆炸方法压实ITO纳米粉末并附加烧结的工艺生产靶材的途径。借助粉末的压实理论,对粉末的爆炸压实进行了理论探索。并通过初步实验证实了爆炸法的可行性。 展开更多
关键词 ITO 爆炸压实 纳米粉末 理论探索 膨胀系数
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复合材料加筋板压缩过程的全场光学检测 被引量:3
18
作者 詹乐昌 雷振坤 白瑞祥 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期37-41,共5页
数字投影条纹形貌测量方法具有非接触、全场性、测试仪器结构简单及测量精度高和实时自动处理等优点,能实时检测物体表面形貌的演化过程.使用四幅正弦相移条纹图像循环投影到正交肋增强的复合材料层合板上,采用相移法实时监测层合板在... 数字投影条纹形貌测量方法具有非接触、全场性、测试仪器结构简单及测量精度高和实时自动处理等优点,能实时检测物体表面形貌的演化过程.使用四幅正弦相移条纹图像循环投影到正交肋增强的复合材料层合板上,采用相移法实时监测层合板在压缩过程中的形貌变化过程.测量结果显示复合材料层合板在各个正交增强网格内出现局部屈曲波包,在端部附近网格内表现为波峰,而在中间附近网格内显示为波谷.通过对指定位置的挠度分析可知,在整体试样弯曲的基础上,网格内的局部屈曲挠度随载荷而增加,实验测量数据有利于探讨其破坏机理及失效模式. 展开更多
关键词 屈曲模态 相位分析 正交肋增强复合材料层合板 投影条纹形貌法
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海洋工程钢管脐带缆截面强度可靠性分析 被引量:2
19
作者 阎军 杨志勋 +3 位作者 赵盼盼 胡海涛 卢青针 岳前进 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2018年第1期109-115,共7页
脐带缆是深海油气开发的关键设备之一,是整个水下生产系统的"神经线".因此需要对脐带缆进行合理设计和精确分析,确保力学性能满足安全要求.钢管脐带缆在位运行过程中线型顶端截面将承受最危险工况.目前脐带缆的设计仍是基于... 脐带缆是深海油气开发的关键设备之一,是整个水下生产系统的"神经线".因此需要对脐带缆进行合理设计和精确分析,确保力学性能满足安全要求.钢管脐带缆在位运行过程中线型顶端截面将承受最危险工况.目前脐带缆的设计仍是基于安全系数的设计方法,未考虑随机因素的影响.但由于脐带缆是重要的海洋工程装备以及其应用海洋环境的特殊性,随机性因素是不可忽略的.本文首先阐述了脐带缆构件中的不确定性因素,进而对危险工况下关键构件钢管进行了强度失效分析.基于上述分析,建立了该工况下脐带缆强度失效的极限状态函数,考虑钢管构件结构尺寸与材料属性的随机性,应用改进的一次二阶矩法和蒙特卡洛法求解脐带缆结构的可靠度.通过可靠性分析结果可知,结构的随机性对脐带缆的强度校核及安全性有着重要的影响,需要在后续设计中对脐带缆结构及材料的可靠性分析与优化给予充分的重视. 展开更多
关键词 脐带缆 截面强度 随机性 可靠性
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基于返回映射的铝合金激光焊缝的弹塑性参数反演 被引量:2
20
作者 姜昊 白瑞祥 +4 位作者 雷振坤 武文 刘达 陈洋 郭振飞 《实验力学》 CSCD 北大核心 2019年第1期1-11,共11页
激光焊接局部高温会退化航空铝合金的力学性能,降低航空铝合金加筋壁板结构的承载能力。基于铝合金激光焊接件焊缝附近在单轴拉伸载荷下的全场位移数据,本文提出一种用于等向强化弹塑性应力增量更新的单变量返回映射方法,并将这种应力... 激光焊接局部高温会退化航空铝合金的力学性能,降低航空铝合金加筋壁板结构的承载能力。基于铝合金激光焊接件焊缝附近在单轴拉伸载荷下的全场位移数据,本文提出一种用于等向强化弹塑性应力增量更新的单变量返回映射方法,并将这种应力更新策略应用于非线性虚拟场方法中,结合应变场数据反演了距离焊缝不同位置子区处的弹塑性参数,建立了各个子区材料在弹塑性阶段的应力-应变关系。经反演实验结果显示,激光焊接接头局部区域的力学性质明显弱化,热影响区的塑性应变累积较快,是激光焊缝弹塑性力学性能退化最严重的区域。 展开更多
关键词 单变量返回映射算法 弹塑性参数反演 虚拟场方法 三维数字图像相关
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