摘要：在连续体结构拓扑优化中,由于载荷通常非常复杂,存在一种类似于结构分析中"总刚病态"的"载荷病态"现象。引起载荷病态的原因是由于大多数拓扑优化算法没有考虑大载荷、小载荷间的不同影响,使得小载荷的传力路径在优化过程中消失。该文对载荷病态问题进行了剖析,并将其分为三种情况:1)多工况间有载荷病态,但工况内无载荷病态;2)仅在工况内有载荷病态;3)多工况间有载荷病态,同时某工况内也有载荷病态。为解决载荷病态问题,该文提出了应变能策略,利用应力全局化的ICM方法,逐一采用不同的补充方法解决了上述三种载荷病态问题。对多工况下应力约束的连续体结构拓扑优化问题,应力全局化意指基于第四强度理论将局部性应力约束转化为全局性的应变能约束。数值算例表明:全局性的应变能约束代替局部性应力约束可以更好地得到传力路径,并能更方便地处理各种复杂载荷病态问题。

摘要：从抗撞性角度观察车辆设计,薄壁构件具有良好的吸能性能,为了深入探讨车辆吸能元件抗撞的性能,应用LS-DYNA对不同正多边形截面薄壁管进行计算机数值模拟,旨在获得工程抗撞设计中对某些抗撞部位具有借鉴性的吸能元件。采用斐波那契(Fibonacci)搜索对正多边形截面薄壁管吸能最大对应的最佳边数的搜索求解,得在正多边形截面薄壁管冲击压缩相同长度时,正十一边形截面薄壁管的吸能最大。

摘要：为减小钝头飞行器超声速飞行的阻力,在整流罩顶端安装多节可伸缩的减阻杆,节间的间隙会引起非线性,对飞行器气动弹性特性产生影响。本文针对含间隙减阻杆的气动弹性问题,提出了非线性结构建模和气动弹性分析方法,利用梁单元和非线性弹簧模拟减阻杆,利用模态综合法建立飞行器系统结构动力学模型,通过计算结构动力学与计算流体动力学耦合求解,获得减阻杆的动力学响应,并进行阻尼辨识,判断系统的气动弹性稳定性。针对不考虑间隙情况研究了不同马赫数不同攻角的减阻杆气动弹性稳定性。针对稳定裕度较小的工况,分析了减阻杆节间间隙对气动弹性稳定性的影响,结果表明,间隙的存在可能削弱气动弹性稳定性,控制间隙尺寸有利于提高气动弹性设计可靠性。

摘要：作为吸能器,薄壁结构被广泛地应用于汽车和船舶的抗撞结构中,不同结构缓冲吸能特性相差较大。为了能得到最佳缓冲吸能特性的薄壁结构,应用LS-DYNA软件对一种新型规则纹路折纹管进行抗撞性分析,并采用斐波那契搜索的方法对该折纹管的正多边形截面的边数和折纹个数进行优化设计。优化结果表明截面为正十四边形,侧面有29个折纹时结构吸能效果最好。

摘要：非粘结柔性软管是海洋油气田与海上平台连接的重要纽带,随着世界海洋油气开发逐步迈入深水和超深水区,其应用也更加广泛。由于柔性软管结构形式和所受载荷复杂,加上海洋环境恶劣,使柔性软管的失效模式更加多样。为此,通过梳理非粘结柔性软管国内外相关研究成果,系统分析了其运行过程中存在的8种典型失效模式,并且有针对性地提出了失效控制措施。研究结果表明:①椭圆度、侵蚀、腐蚀会削弱骨架层抵抗压溃的能力,引起压溃失效;②内压过大、管内气体无法通过排气系统正常排出,会引起抗压铠装层和外包覆层的爆破失效;③过大的轴向拉力载荷同腐蚀、疲劳共同作用会引起抗拉铠装层钢带断裂,骨架层也可能因拉力载荷发生解锁失效;④抗压铠装层钢带缠绕角度过大、外包覆层破裂,轴向压缩载荷易造成抗拉铠装层产生压缩屈曲失效;⑤过度弯曲会导致外包覆层发生破裂、金属层发生屈曲;⑥过度扭转主要导致抗拉铠装层的屈曲或断裂;⑦柔性动态立管常受到风浪流循环载荷作用,易发生疲劳失效;⑧管内流体的渗透或外包覆层破裂导致的海水倒灌会引发柔性软管内部发生腐蚀。结论认为,所提出的降低柔性软管失效风险的预防和控制措施,可以为柔性软管设计和运行管理提供参考。