【摘 要】
：
材料发生疲劳断裂时往往会引起重大安全事故,而基于传统数值模拟方法求解疲劳裂纹扩展问题时模型复杂、计算量大.本文基于包含多隐层的反向传播神经网络分析金属材料疲劳裂纹扩展行为,计算了裂纹扩展过程中的yon Mises应力场和位移场,并与数值解和实验解进行对比,误差分析结果表明其求解精度高.并基于该神经网络有效预测了裂纹扩展中裂纹长度及裂纹扩展速率的变化过程,预测精度高.该神经网络分析方法可为材料剩余寿命和疲劳强度预测提供研究基础.
【机 构】
：
同济大学航空航天与力学学院,上海200092
论文部分内容阅读
材料发生疲劳断裂时往往会引起重大安全事故,而基于传统数值模拟方法求解疲劳裂纹扩展问题时模型复杂、计算量大.本文基于包含多隐层的反向传播神经网络分析金属材料疲劳裂纹扩展行为,计算了裂纹扩展过程中的yon Mises应力场和位移场,并与数值解和实验解进行对比,误差分析结果表明其求解精度高.并基于该神经网络有效预测了裂纹扩展中裂纹长度及裂纹扩展速率的变化过程,预测精度高.该神经网络分析方法可为材料剩余寿命和疲劳强度预测提供研究基础.
其他文献
阿姆斯特朗液桥是电流体力学领域中的一种有趣现象,它悬在空中抵抗重力流动的神奇状态引起了人们的广泛关注.近十几年来,去离子水液桥已经通过理论和实验得到深入研究,但是对于电解液液桥的研究依然十分有限.本文以Na2SO4电解液作为形成液桥的实验液体,利用高速摄相机和红外热像仪研究了电解液液桥的形成过程、焦耳效应、流动中的热气泡产生及其破碎导致的液桥断裂等现象,提出了不同于去离子水液桥的断裂机理,有助于进一步加深人们对液桥这一复杂现象的理解.
Understanding the regional hydrological response to varying CO2 concentration is critical for cost-benefit analysis of mitigation and adaptation polices in the near future.To characterize summer monsoon rainfall change in East Asia in a changing CO2 pathw
为了揭示液滴内部的流动与传热机制,本文对加热板上固着液滴内部的浮力-Marangoni对流进行了数值模拟研究,首先对浮力对流和Marangoni对流进行分离研究,后研究了两者共同作用的情况,并讨论了Pr数、Re数、Bi数、Ra数、Ma数和接触角对内部流场和温度场的影响.结果 表明,纯Marangoni对流在液滴右侧中截面上表现为逆时针涡旋,而纯浮力对流存在静态分岔现象,给定不同方向的涡旋作为初始条件,当Ra数大于临界Ra数后,最终稳定时液滴内部的涡旋方向与给定的初始方向一致,在本文的数值模拟中该分叉点约为
基于开裂纹的等效扭转弹簧模型,采用Laplace变换,给出了Pasternak地基上具有任意裂纹数目的 Euler-Bernoulli梁弯曲变形的解析通解.在验证本文解析解正确的基础上,数值分析了Pasternak地基上简支裂纹梁的弯曲变形和内力特征,考察了裂纹数目、深度、位置以及地基反力系数对裂纹梁弯曲的影响.结果 表明:在裂纹处梁挠度分布存在尖点,而转角分布存在跳跃,并且尖点效应和转角跳跃随着裂纹深度的增加而愈加明显;同时随着地基反力系数的增大,裂纹梁的挠度、弯矩和转角逐渐减小;此外,随着地基反力系数
本文研究疲劳载荷作用下双相钛合金Ti-6A1-4V中片层结构对微观几何缺陷区域演化的影响.基于晶体塑性有限元(Crystal Plasticity Finite Element,CPFE)理论,建立含微观椭圆缺陷的双相片层代表性体积单元(Representative Volume Element,RVE)模型,通过调控缺陷附近的微观组织形貌,使缺陷两端分别出现单相结构和片层结构,以突出双态合金中片层结构分布对微观缺陷演化的影响.模拟结果表明,位于微观缺陷两侧的晶粒,片层结构的应变敏感性更大,应变沿缺口环向
工程中钢结构构件经常采用螺栓连接,被连接部位多处于复杂受力状态,单轴疲劳理论已无法满足该形式下构件的寿命评估需求.针对现有理论不足,本文建立了螺栓连接件有限元模型,研究了不同工况下被连接件微动疲劳裂纹萌生位置,并基于临界平面的多轴疲劳理论,比较了四种常用模型的适用性以及预测了连接件的疲劳寿命.结果 表明:(1)裂纹萌生位置位于受拉端螺栓孔附近的滑移粘着区,在相同螺栓预紧力下,该位置与施加的疲劳载荷大小无关;(2)基于临界平面方法的四种模型均可以较好判断裂纹萌生位置,其中SWT(Smith-Watson-T
研究了四边简支双层纳米板在外加磁场的作用下的磁弹性随机振动问题.基于非局部弹性理论和板壳磁弹性理论建立了系统的磁弹性随机振动方程.通过模态分析法对其进行位移响应分析,得到了通入平稳随机电流时双层纳米板位移响应均值、功率谱密度函数等数字特征.在此基础上,分析了非局部参数、磁场强度、板厚比等对功率谱密度的影响.结果 表明,非局部参数、磁场强度、板厚比等因素的变化会影响系统的振动能量变化及振动响应带宽分布.
采用RMT-301B岩石与混凝土力学实验系统对施加预应力值为峰值强度20％、40％、60％的泥质白云岩进行单轴压缩实验,并借助三维数字图像相关技术(3D-DIC)测试系统观测受约束岩石试样的变形和破坏形态,研究泥质白云岩在约束条件下的位移场和Tresca应变场的演化过程.结果 表明:(1)岩石的破坏过程是由内向外扩展,当应力积累超出岩石承受范围后,岩石出现裂纹,随后裂纹尖端继续扩展,应力也发生了重分布,岩石内部多组裂纹开始联合扩展、贯穿,直到试件发生完全破坏.(2)含约束岩石在单轴压缩下一共有轴向劈裂破坏
基于预测水泥及其水化物体积性能的简化物理模型Wittmann模型,结合分子动力学研究方法,构建水化硅酸钙(C-S-H)凝胶模型用来模拟纳米压痕实验.在弛豫阶段使用高温淬火方法将模型转变为无定形态,并测定模型高温淬火前后的径向分布函数,确定了无定形态下的水化硅酸钙(C-S-H)压痕模型,计算得出荷载深度曲线(P-h曲线).考虑到高温淬火对模型内粒子热力学运动的影响以及带来的位错效应,分别采用Oliver-Pharr方法与Cheng-Cheng方法对荷载深度曲线的卸载段进行分析处理.其中Oliver-Phar
双稳态层合板作为一种柔性可变体结构,为实现振动状态下的构型调控,将对其开展固有振动特性的研究.本文以四角点简支约束的矩形非对称铺设双稳态板作为研究对象,运用最小势能原理、一阶剪切变形理论、以及冯卡门几何非线性位移应变关系,得到双稳态板的两种稳态构型.首次给出了适合于四点简支的6参数构型函数与17参数构型函数,研究对比发现对于稳态构型采用17参数的构型函数结果相对更精确;对于应用线性位移应变关系的基于任一稳态构型下振动固有特性而言,这两种构型函数得到的结果基频相差2％,其它阶次频率相差也不大.随后采用6参数