摘要：为提高铁路简支梁桥墩刚度及墩顶位移计算的准确度及通用性,克服桥墩及桩基设计中无法实时考虑桩-土耦合作用对刚度的影响,提出一种基于联动迭代及利用heaviside函数的铁路桥墩刚度及位移计算的广义柔度矩阵法。该算法通过将桩基计算“m”法相关参数代入广义柔度矩阵,实现瞬态反馈桩长及地质变化对桥墩刚度的影响;基于力学等效原则推导集中荷载与分布荷载的等效节点力表达式,并通过将各荷载工况边界条件与heaviside函数等效置换,得到桥墩单元作用任意形式集中荷载或分布荷载的等效节点力通用完备解;将该算法编入设计程序,实现铁路桥梁桩长、刚度、墩顶位移等参数的精准耦合计算。以变截面圆端形空心桥墩共同作用制动力、纵向风力及土压力为算例,计算结果表明,该算法与3种有限元软件计算的墩顶位移最大误差均在0.600%以内,计算精度高。

摘要：为实现不同类型铁路活载下简支梁支反力的快速准确求解,提出了一种利用heaviside函数推导任意活载作用下简支梁支反力通用完备解的算法。该算法构建了一种可自定义的活载格式以定义任意活载,即将任意活载分解为集中荷载、有限长度均布荷载、无限长度均布荷载三大类荷载;利用弯矩平衡法以及各加载边界条件与heaviside函数的等价变换关系,推导得到任意活载的支反力通用完备解;将该算法编入设计程序,结合铁路墩台设计控制工况的判据,采用冒泡法可得到控制工况的支反力。以3组不同梁跨组合下的双孔重载控制工况为简支梁支反力算例,计算结果表明:该通用算法与MIDAS Civil软件计算的简支梁支反力误差均在1%以内,计算精度高;ZK活载、ZC活载与UIC活载的比例关系进一步验证了本文提出的支反力通用算法计算结果的正确性。

摘要：本文采用一种新的半解析法,即独特利用heaviside函数建立与加筋板等效的变刚度模型来开展复合材料双向正交加筋板在横向载荷下的弯曲挠度分析.此模型可以准确地描述筋条在板面上的分布,以及由于筋条的存在而导致的板面刚度不均匀分布.使用Galerkin加权残值法求解该模型的控制方程,得到不同边界条件和载荷情况下的级数解.对于双向正交加筋板,将此半解析法的结果与传统均匀化方法和使用商业有限元软件ABAQUS建立的有限元模型所得到的弯曲挠度结果比较,验证了此方法的准确性和优越性.不同于传统均匀化方法,本双向正交加筋板的弯曲挠度半解析法可精确、有效地获取加筋间的局部弯曲挠度,可以促进复合材料结构的设计分析与优化的研究进展.

摘要：为了澄清拓扑化概念及促进发展,从基本概念入手,阐述了为拓扑变量正名、为有关映射顺言的必要性和迫切性.连续体结构拓扑优化方面的研究,以往学者们不注意厘清拓扑变量的概念,没有探讨其独立地位,而是依附于结构优化低层次,采用惩罚函数使变量趋于0/1,有研究者于2004年意识到应当引进heaviside函数取代惩罚函数.其实,笔者在1996年提出的独立连续映射(independent continuous mapping,ICM)方法中已经彻底解决了这些问题:定义独立层次的拓扑变量;采用阶跃函数及其逆函数的近似逼近.本文阐述了ICM方法的概念,并以频率约束拓扑优化为例详述了建模及求解.算例表明ICM方法因概念清晰显示出明显优势.《论语·子路篇》曰:"名不正则言不顺,言不顺则事不成."正名方可顺言,是时候该为结构拓扑优化的设计变量正名和处理方法顺言了.

摘要：当前图像哈希认证技术对旋转操作较为敏感,稳健性与伪造检测率不高。为克服此类问题,设计了基于改进的局部二值模式(LBP)算子与动态更新变换的紧凑图像哈希算法。引入线性插值技术,对输入图像实现预处理,改善哈希序列对尺度缩放的稳健性。利用Ring分割,将插值图像转化成二次图像。考虑中心像素特性与周围像素的差异,将heaviside函数嵌入传统的LBP中,形成了描述能力较强的H-LBP算子,提取图像的抗旋转稳健特征。引入压缩感知,对高维特征矢量完成降维,输出紧凑的过渡哈希数组。利用混沌变换思想,设计动态更新变换机制,对过渡哈希数组进行加密,得到图像哈希序列。最后,利用汉明距离测算输入图像与待检测图像的哈希相似度,通过优化认证阈值,完成图像内容的真伪识别。实验结果显示,与当前哈希算法相比,提出的算法生成的哈希序列尺寸更小,对旋转、噪声等操作具有更好的感知稳健性。

摘要：提出一种新的无网格局部径向点插值法来分析功能梯度材料．这种无网格方法采用径向基函数耦合多项式基函数来近似试函数,采用heaviside函数作为加权残值法中的权函数．构造成的形函数具有Kronecker Delta性质,不再需要额外的处理来施加本质边界条件．若不考虑体力,则所形成的整体刚度矩阵只包含局部边界积分,而不包含局部域积分和奇异积分．在计算过程中,取局部边界积分中的高斯点的材料参数来模拟问题域材料特性的变化．结果表明,这是一种真正的无网格方法,具有模拟简单,计算精度高等优点．

摘要：Darcy's law only applying to the flow domain is extended to the entire fracture network domain including the dry *** partial differential equation(PDE) formulation for unconfined seepage flow problems for discrete fracture network is established,in which a boundary condition of Signorini's type is prescribed over the potential seepage *** order to reduce the difficulty in selecting trial functions,a new variational inequality formulation is presented and mathematically proved to be equivalent to the PDE *** numerical procedure based on the VI formulation is proposed and the corresponding algorithm has been *** a continuous penalized heaviside function is introduced to replace a jump function in finite element analysis,oscillation of numerical integration for facture elements cut by the free surface is eliminated and stability of numerical solution is *** numerical results from two typical examples demonstrate,on the one hand the effectiveness and robustness of the proposed method,and on the other hand the capability of predicting main seepage pathways in fractured rocks and flow rates out of the drainage system,which is very important for performance assessments and design optimization of complex drainage system.

摘要：借助于单位阶跃函数将分段的应变写成连续应变的形式,基于Burgers模型,求解出变幅交变应变控制条件下沥青混合料的应力解析解;同时,开展了沥青混合料变幅疲劳试验,并将解析解与试验结果进行比较。结果发现:当加载顺序为先低后高时,沥青混合料在两阶段的应力都会随着荷载作用次数的增加而减小;而加载顺序为先高后低时,沥青混合料在低应变控制的初始阶段会存在一个平衡应力,当卸载幅度过小时,低应变控制阶段的初始应力会高于平衡应力,应力会随着荷载作用次数的增加而减小,当卸载幅度过大时,低应变的控制阶段的初始应力会低于平衡应力,应力随着荷载作用次数的增加先增大后减小。