压电材料K正则方程及其层合板显式辛算法

建立了高准确度快速求解均匀展宽二能级体系光学maxwell-bloch耦合方程的数值算法.通过与特定条件得到的解析解的比较,验证了算法所具有的高收敛性和稳定性,并可保持算法的误差阶数,因此算法是可靠并实用的.应用该算法数值求解了一般条件下的mb方程,并由计算结果分析了失谐量、弛豫时间、初始光强对光脉冲在介质中的传播及对bloch矢量演化的影响.所建立的数值算法对mb方程以及修正的这类偏微分方程组具有普适性.

本文基于matlab遗传算法,研究了复合材料层合板阶梯式挖补修理的参数优化问题。利用有限元分析软件msc.patran/nastran,建立了层合板阶梯式挖补修理结构的三维有限元分析模型,通过计算得到不同阶梯数和胶层厚度下的强度值与屈曲特征值。通过遗传算法工具箱,将所得数据拟合得到适应度函数,对挖补阶梯数和胶层厚度进行多目标优化,得到最优修理参数集。

压电材料控制悬臂梁升力面颤振研究——利用压电材料建立了单输入单输出理论模型并得到颤振方程及其状态空间方程。同时应nastran、matlab计算软件和自行编制的程序进行了气动力拟合，并且对模型的结构动力学特性及颤振特性进行了分析。计算结果表明，通过主动控...

　本文对压电材料在土木工程结构健康检测中的应用进行了综述,分析了阻抗法和波动法的基本原理、研究进展、优点和存在的问题等。这二种方法都是主动的检测方法,它们适合于各种土木工程结构,并且压电材料/器件能解决如何激励结构的问题。

采用压电材料对结构进行振动主动控制已经进行了广泛研究,论文进一步采用压电材料改进超声速壁板结构的气动弹性颤振特性,研究中考虑压电材料力电耦合效应的影响.采用hamilton原理和rayleigh-ritz方法建立壁板及压电材料整体结构的运动方程,采用超声速活塞理论模拟气动力,利用加速度反馈控制策略对压电材料施加外电压,获得结构的主动质量.求解运动方程的特征值问题获得固有频率,进而确定气动弹性颤振边界,分析了反馈控制增益对超声速飞行器壁板结构主动颤振特性的影响,研究表明,采用压电材料可以提高超声速壁板结构的气动弹性颤振特性.

求解一元非线性方程的埃特金算法是一种线性化自动迭代算法,其每次迭代需要计算两次函数值.将其推广到结构优化非线性准则方程组的迭代求解,可实现结构优化迭代求解的完全自动化.为克服其每次迭代需要两次结构分析的缺点,构造了一种新型线性化迭代解法,称为atiken-chen算法,该算法利用前次结构分析信息,每次迭代只需一次结构分析,从而大大提高了结构优化迭代计算的效率与自动化程度.算例验证了该算法的可行性和优越性.

以三维弹性体的hr混合变分原理为基础,考虑熵变量,重构热磁电弹性体的本构方程,并应用hamilton正则方程半解析法,求解热磁电弹性层合板问题,主要原因为熵变量的引入,可以将热磁电弹性非齐次的hamilton正则方程直接齐次化,齐次的hamilton正则方程半解析法简化热磁电弹性板问题的分析过程。

根据压电热弹性材料的控制方程和热传导关系,重构压电热弹性材料的本构关系,通过新本构关系并结合压电热弹性材料热平衡方程,得出压电热弹性材料机-电-热耦合问题的齐次状态方程。应用精细积分法,状态方程可独立求解。此方法在分析压电热弹性体耦合问题时,避免了求解关于热传导方程和热平衡方程的二阶微分方程,大大减少了数值计算的工作量。

推广了一维传输线方程，用它可以严格地求得典型接地板上的电流、电压分布的解析解和输入阻抗的解析解。

基于变分原理,利用辛对偶方法分析叠层复合材料板弯曲问题。于是在由原变量及其对偶变量组成的辛几何空间内,许多有效的数学物理方法如分离变量法和本征函数展开法等均可直接应用于叠层梁弯曲问题的求解,推导矩形板本征值超越方程和本征向量的解析表达式。通过算例验证理论推导的准确性,结果显示取前几项本征值就可达到较高的精度。

从经典薄板理论出发,基于应变梯度理论,综合考虑尺寸效应和压电效应的影响,利用哈密顿原理建立了微型压电层合板结构的动力学模型及其边界条件.在选取符合其边界条件的模态函数后,利用ritz法分别研究四边简支和悬臂条件下的微型压电层合板的振动特性,求解了前五阶固有频率并绘制了3d模态图.分析了微尺度带来的尺寸效应对于固有频率的影响,最后研究了外加电压对于系统固有频率的影响.

首次研究了压电复合材料中圆形夹杂内压电螺型位错和界面导电刚性线的电弹耦合干涉效应.运用复变函数解析延拓技术与奇性主部分析方法,获得了基体和夹杂区域复势函数的封闭形式解,该解答可作为格林函数求解裂纹和界面刚性线的干涉作用.应用扰动技术,导出了位错力的解析表达式.计算结果表明,界面刚性线对压电螺型位错与圆形夹杂的干涉具有强烈扰动效应.当界面刚性线达到临界值时,可以改变夹杂和压电位错的干涉机理.

研究了压电材料中位于基体的螺型位错与含界面刚性线圆形涂层夹杂的电弹耦合干涉问题。运用复变函数方法,获得了基体、涂层和夹杂中复势函数的精确级数形式解答。基于广义peach-koehler公式,计算了作用在位错上的像力。讨论了刚性线几何条件、界面层厚度和材料电弹特性对位错力和位错平衡位置的影响规律。结果表明:对于软夹杂和软涂层的情况,刚性线长度存在一个临界值改变像力的方向。螺型位错先被吸引后被排斥,在夹杂附近有一个稳定的平衡点。对于硬夹杂和硬涂层的情况,位错一直被排斥,刚性线对位错力的影响较小。

以某型发动机的复合材料外涵机匣为模型,用ls-dyna对平板叶片冲击碳纤维复合材料模型机匣进行了数值模拟。应用在ls-dyna中的复合材料建模方法,分析了模拟冲击条件下的穿透阈值和复合材料的吸能特性,铺层角度、顺序对冲击过程的影响,以及在相同冲击速度下冲击角度对冲击过程的影响。最终得到平板叶片冲击复合材料机匣的模拟结果。

复合材料层合板下陷是飞机结构中应用广泛的典型结构细节。以下陷长深比、相同方向下陷区间距、两个不同方向下陷区间距为下陷区设计变量,建立参数化有限元模型；通过下陷应力应变分布、初始失效和最终承载能力分析,确定各设计变量对下陷区结构力学性能的影响,并进行参数化设计。分析结果表明:下陷区结构最先发生损伤的部位为下陷区转折处；合理的下陷参数设计变量取值为长深比b/a≥20、主受力方向上两个下陷区间距a/h≥12、不同方向上两个下陷区间距c/a_(min)≥1.5。

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论文开展了受拉伸复合材料层合板圆形开口四种补强型式的研究.首先,基于hoffman准则,分析补强型式对首层失效强度的影响,再通过比较开口周围最大应力和应变的降低程度,分析圆缺、环形、椭圆缺和矩形缺四种补强型式的补强效率.通过有限元参数化建模,分析了几何尺寸对补强效率的影响,给出了不同补强型式适合的补强范围.研究表明通过合理地设计补强型式可以有效地降低应力集中,提高拉伸破坏强度.分析结果可以为复合材料飞机结构在相似形状和载荷条件下的补强设计提供参考.

桩筏基础的积分方程解法及其参数分析——基于较为严格的弹性解析方法，本文采用积分方程法对工程中应用广泛的桩筏基础进行分析，推导出求解所需的第二类fredholm积分方程，并通过数值计算分析桩筏基础中各桩的荷载分担、沿桩身的荷载传递和位移以及地基土的荷载...

目的探讨如何利用多水平结构方程模型实现对系统结构数据进行分析。方法以医师职业紧张数据为实例,分别采用mlwin与lisrel软件例证了多水平结构方程模型的构建和分析原理。结果高水平协方差矩阵提示数据具有系统结构特征,模型分析结果提示紧张反应与职业任务成正比,与应对方式成反比,结果符合专业解释。结论当系统结构特征突出时,采用多水平结构方程模型应趋合理。

针对脉冲噪声的特征,提出结合检测技术与四阶偏微分方程的msdlc算法.该算法采用\"先检测再复原\"的两步策略:检测阶段,利用统计的思想定位受到脉冲噪声污染的噪声像素;复原阶段,采用lc四阶偏微分方程对噪声像素点进行复原.采用的lc四阶偏微分方程根据方程性质使用适当的系数函数.实验表明,msdlc算法可以在脉冲噪声去除方面和保持图像细节方面获得极好的平衡.

建筑物轴线的放样主要是计算出各轴线的交点的坐标,然后通过全站仪极坐标放样的方法定出轴线交点的位置。由于建筑物坐标系和测量坐标系不同,应先通过坐标转换将建筑物轴线交点转换为测量指标,本文提出无需进行坐标转换,而是通过建立建筑方格网主轴线法线式直线方程,并以此推求出建筑物轴线的法线式直线方程,进而通过解方程组求得交点坐标。

复合材料在静态和动态载荷作用下的损伤形式是十分复杂的,精确的模型能更深刻地揭示复合材料的损伤机理。以hahn和tsai提出的单向损伤模型为基础建立了刚度递降关系,运用上述刚度递降关系给出了一个疲劳寿命算例,计算数据与试验结果较为吻合,相对误差分别为7.72%和8.79%。结果表明:材料在循环加载作用下的损伤过程大体上可以分为两个阶段;通过保留泰勒级数展开二次项,能准确模拟出材料的"突然死亡"行为。