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大规模结构动力学并行计算与软件研发进展

作者：范宣华; 肖世富; 陈璞; 刘青凯; 王柯颖; 牛红攀 刊期：2016年第03期

以大型复杂装备研制过程中对大规模精细动力学数值模拟的迫切需求为背景,对大规模模态分析及后续相关动力学并行计算的国内外研究进展进行了概述,并对团队在JAUMIN框架和PANDA软件平台上开展的结构动力学并行计算相关研发工作进行了介绍.基于神光III大型光机装备的展示算例表明,PANDA软件的动力学并行可扩展能力达到'上亿自由度、上万核'的水平,...

正交各向异性功能梯度材料开口圆柱壳的自由振动分析

作者：李伟柏; 曹志远; 唐寿高 刊期：2016年第03期

区别于一般圆柱壳,开口圆柱壳沿周向是不封闭的,因此具有四个边界,本文根据轴向梁式振动和轴向曲拱振动特性对各种端部与侧边边界条件下的壳体提出统一的位移振型函数,并根据哈密顿原理建立了材料参数与空间坐标相关的正交各向异性开口圆柱壳的动力变分方程,求出了不同材料属性下开敞圆柱壳固有频率与振型解的一般解析表达式,适用于任意边界条件...

可变结构空间桁架机械臂的动力学建模

作者：王齐帅; 刘晓峰; 蔡国平 刊期：2016年第03期

可变结构空间桁架机械臂由于具有高承载比和工作空间大等优点,有可能成为下一代空间机械臂的替代形式.本文对可变结构空间桁架机械臂的动力学问题进行建模研究,首先简要介绍了桁架机械臂系统的结构形式,然后采用笛卡尔坐标和变分原理建立系统的动力学模型,其中杆件的转动采用卡尔丹角进行描述,最后通过与ADAMS软件的计算结果对比验证本文所建模...

倾斜壁面浸润性梯度驱动液滴运动过程的格子Boltzmann模型研究

作者：付宇航; 陈琬钰; 杨帆; 郭雪岩 刊期：2016年第03期

基于介观模型的多组分伪势格子Boltzmann方法,模拟了倾斜壁面浸润性梯度驱动液滴的运动过程,研究了壁面浸润性梯度、壁面倾斜角度对液滴运动过程的影响.结果表明,对于一定倾斜角度的壁面,当壁面上浸润性梯度足够大时,液滴能够克服重力的作用实现'爬坡';液滴在运动过程中,其前进及后退接触角与当地静态接触角间存在差值;增大壁面浸润性梯度时,液...

铁电电容系统非线性电滞参数模型研究

作者：薛晓敏; 孙清; 伍晓红; 张陵 刊期：2016年第03期

为解决铁电电滞模型中特性参数确定困难的问题,改善模型在工程应用中受限现状,本文利用遗传算法提出一种实用的铁电模型特性参数识别方法,可根据随机试验数据完成特性参数的提取,继而重构铁电模型以模拟各种铁电电容系统的非线性电滞行为.以上方法不但可以预测各种电场条件下的电极化响应,还可预测反映系统特性的理想饱和极化响应.最后,为验证所...

局部损伤复合材料层合板的振动分析

作者：张杭彬; 乔丕忠 刊期：2016年第03期

本文采用了一种改进方法对局部损伤复合材料层合板进行了振动分析,将复合材料板中的损伤模拟为局部刚度的削减,并取三个损伤因子来刻画损伤的特性.利用高阶摄动法对其自由振动方程进行求解,主要计算了损伤板的自然振动频率和振动模态.相较于一阶摄动展开法,该方法在计算局部较大损伤问题中具有更高的准确度和敏感度.最后对损伤问题进行了参数研...

丝束轴向变角度复合材料梁的弹性分析

作者：聂国隽; 沈丹; 王凯 刊期：2016年第03期

丝束变角度复合材料具有变刚度的特点,因此其结构分析具有相当难度.本文采用状态空间法和微分求积法联合的半解析数值方法对丝束轴向变角度复合材料梁的弯曲问题进行研究.假设纤维方向角沿梁的轴向按照任意连续函数变化,选取位移和位移的一阶导数作为状态变量,建立了丝束轴向变角度复合材料梁弹性分析的状态空间方程,将状态变量对轴向坐标的导数...

基于非局部弹性理论的纳米板横向振动

作者：陈玲; 刘金建; 李成; 姚林泉; 范学良 刊期：2016年第03期

本文利用非局部弹性理论研究了单层石墨烯的纳米板的横向自由振动响应.通过迭代法推导了非局部应力表达,进一步通过哈密顿原理推导了纳米板的控制方程,应用纳维解法得到四边简支纳米板振动固有频率的数值解,并将本文研究结果与已有文献结果进行对比,进一步讨论了小尺寸效应,以及纳米板的三维尺寸和半波数对振动频率的影响.结果表明:非局部效应的...

载流圆板在磁场中的随机稳定性分析

作者：王平; 张雄; 王知人 刊期：2016年第03期

本文根据大挠度板壳力学基础理论和电磁弹性力学理论,建立了载流圆板的非线性磁弹性随机振动力学模型,采用伽辽金变分法将其变换成非线性常微分动力学方程.通过拟不可积哈密顿系统的平均理论将该方程等价为一个一维伊藤随机微分方程.通过计算该方程的最大Lyapunov指数判断该系统的局部随机稳定性,并进一步采用基于随机扩散过程的奇异边界理论判...

用于正交各向异性织物仿真的弹簧质点模型

作者：刘凯; 吴寒; 张纯; 李凡 刊期：2016年第03期

针对正交各向异性织物,本文提出了一种含附加节点的三角形弹簧质点模型.通过冗余自由度的引入和缩聚,能够实现有限元模型和弹簧质点模型三角形单元刚度矩阵的精确相等;据此,针对一般正交各向异性材料常数和单元形状,推导出弹簧质点模型中弹簧刚度系数及附加节点位置的解析表达式,有效解决了传统弹簧质点模型在正交各向异性织物仿真中存在的计算...

航空发动机叶片抗冲击动力学拓扑优化研究

作者：何旅洋; 郑百林; 杨彪; 张锴 刊期：2016年第03期

本文运用了结合混合元胞自动机(Hybrid Cellular Automaton,HCA)方法和基于LS-DYNA显式有限元算法的动力学拓扑优化方法来解决非线性动力学拓扑优化问题,并形成了该方法迭代过程的数学模型.运用该方法,对某航空发动机叶片进行了动力学拓扑优化设计,给出了优化后结构的材料分布,并与优化前结构进行了对比分析.结果表明,优化后结构相比于优化前在...

含覆盖层峡谷地形对平面P、SV波的宽频散射模拟

作者：朱丽双; 刘中宪; 王冬 刊期：2016年第03期

分裂导线自阻尼振动特性研究

作者：张廼龙; 陈大兵; 胡鹏; 张研 刊期：2016年第03期

为了掌握线路的振动状态,确定线路抗振能力,保证线路安全,需要明确架空输电导线的风致振动响应.本文针对江苏境内某特高压工程LGJ-630/45型导线,建立其振动控制能量平衡方程,编制了Fortran程序以高效准确地求解该超越方程,计算分析了单导线及四种分裂导线微风振动状态下的振动及耗能特性.结果表明,单导线在风振平衡点处的双振幅最大值在最低频率...

地震载荷对反应堆压力容器疲劳分析的影响

作者：温爽; 李铁萍; 高新力; 魏超 刊期：2016年第03期

本文以某核电厂为例,分别依据ASME规范和RCC-M规范,采用有限元软件ANSYS对反应堆压力容器的疲劳行为进行分析计算.在两类规范中,疲劳分析的一个重要差异体现在地震载荷与其他瞬态载荷的组合方式上,因此,本文着重关注地震载荷在压力容器疲劳分析中的影响.疲劳评定主要包括以下步骤:压力容器模型的建立、瞬态计算和疲劳分析.RCC-M规范对地震载荷的...

具有水平流动的Rayleigh-Benard对流斑图

作者：宁利中; 王永起; 周洋; 李开继; 胡彪 刊期：2016年第03期

本文利用数值模拟,探讨了普朗特数Pr=0.0272时有水平流动的Rayleigh-Benard对流结构.当水平流动强度Re=0时,发现定常对流的多重稳定性.当Re ≠0时,Rayleigh-Benard(RB)对流中存在三种对流斑图.它们的出现依赖于水平流动强度Re和相对瑞利数r.与Pr=6.99相比,在Pr=0.0272时的行波具有不同的动力学特性.