一、四种常用构件的标准载荷及其J积分数值解（论文文献综述）
胡官清[1]（2021）在《极端海况下浮式风机运动响应的预报研究》文中进行了进一步梳理“30·60”碳达峰及碳中和承诺,为我国新能源跨越式发展吹响了号角。在明确的碳中和目标之下,海上浮式风电作为清洁能源的重要力量之一,其发展迎来了强确定性。本文将针对半潜型海上浮式风电发展中的重难点问题,利用数值手段,对海上浮式风电系统在风浪联合作用下的“气动力-水动力-系泊”全耦合分析、极端海况下浮式风机运动响应的准确预报方法及应用展开研究。首先,本文搭建了基于Wave Forcing消波方法的波浪数值水槽,并对其造波精度进行了验证,为准确求解海浪作用在浮式半潜平台上的水动力载荷打下基础。在对小幅规则波和不规则波的数值模拟研究中发现,运用Wave Forcing消波方法可以大幅减少网格数量,提高计算效率;但是,流域的网格划分、时间步长选取对于造波精度影响较大。此外,运用波高修正的方法对规则波和不规则波进行二次模拟,可以较好的弥补数值耗散引起的波高衰减问题,从而在一定程度上提高造波精度。接着,以OC4 Deep Cwind半潜风电平台和NREL 5MW风机为研究对象,搭建了风机气动性能、平台水动力性能、系泊锚链性能验证模型及海上浮式风机“气动力-水动力-系泊”全耦合数值模型,并对各部分载荷计算的准确性进行了逐步验证,之后运用所搭建的全耦合模型,开展了浮式风机在工作海况和极端海况下运动响应的实例研究。研究结果表明,在垂荡和纵摇两个自由度上,本文所搭建的海上浮式风机“气动力-水动力-系泊”全耦合模型与NREL开发的FAST水平轴风机计算程序结果基本吻合良好。最后,本文介绍了两种具有不同形式阻尼板的新型半潜风电平台——独立式阻尼板平台Wind Float和一体式阻尼板平台Hexa Semi,并运用静水自由衰减、极端海况下浮式风机运动响应预报和时、频域分析的方法,研究了阻尼板对于两种新型半潜风电平台水动力性能的影响。通过研究发现,一体式阻尼板平台Hexa Semi在垂荡静水自由衰减中衰减速度快且幅度大,其原因在于较大的泄涡周长有助于其在运动过程中向周围流体快速释放能量。此外,新型一体式Hexa Semi平台可显着控制横荡运动,这也为工程实践和未来海上浮式风电的发展提供了一定参考。
许瑾[2]（2021）在《风电机组多体动力学模型及其应用研究》文中认为为了从环境中捕获更多风能,风电机组朝着高塔筒、长叶片、大功率的大型化方向发展,机组结构变的更加复杂;同时为了减轻质量、节约成本以及出于不同的设计需求,叶片往往被设计为柔性且具有弯、扭、掠等复杂外形的细长形式。这些都导致风电机组面临更为严重的几何非线性、气弹、共振、失稳等动力学问题,需要建立更适用大型风电机组的动力学分析工具来进行机组载荷和运行安全性评估。因此,该文建立了适用于现代大型风电叶片和机组的动态响应分析模型,搭建了仿真分析平台,并基于理论分析、数值计算和实验模拟的方法对叶片几何非线性问题、自由振动和旋转振动的振动模态问题以及风轮不平衡问题等风电叶片及机组的动力学问题进行了研究。关于模型建立,首先基于多体动力学理论中的绝对坐标方法建立了叶片快速分析模型BaMB（Blade analysis with Multi-Body）,实现了 MATLAB编程设计和模型验证。其中,叶片被离散为由球铰、弹簧和阻尼器链接而成的多刚体系统,叶片变形和内部抵抗变形所产生的弹性力分别采用球铰在空间的自由转动及三维多刚体离散元模型得到的弹簧等效弹性力等效替代。BaMB模型可以用较少的自由度准确预测叶片的变形,能够描述叶片预弯、扭角、后掠等复杂几何特征,且具备几何非线性分析能力;模型动力学方程中已包含旋转所产生的惯性力,可以进行叶片在旋转状态下的动力学分析;BaMB模型将叶片离散为多刚体系统,适用于任意多刚体系统或刚-柔耦合多体系统,改变约束方程和弹簧等效弹性力并给出合理的坐标初值和外载荷后可直接应用于整机。通过将BaMB推广到整机,并结合BEM气动模型、变速变桨控制模型、包含剪切风和湍流风在内的风模型建立了风电机组气动-结构-控制耦合模型ARC（Aero-structure-control coupling）,给出了模型气动、结构、控制以及载荷计算的详尽表达式并实现了 MATLAB编程设计。其中风电机组被简化为叶片、轮毂、机舱和塔架组成的多体系统,轮毂和机舱建模为单个刚体,叶片和塔架被离散为多个刚体。ARC模型考虑了气弹影响以及风轮和塔架的耦合振动,可以实现定常风、剪切风以及湍流风下机组的动态响应分析,同时模型三款叶片独立建模,为风轮不平衡的研究奠定了基础。对于叶片几何非线性问题,以一款100 kW小型直叶片和一款2.3 MW的大型预弯叶片为研究对象,对传统欧拉-伯努利梁模型、铁木辛柯梁模型、有限元模型以及BaMB模型在静力加载条件下的仿真结果与实验值进行了对比研究。结果表明,大型预弯叶片在加载过程中表现出更为明显的几何非线性变形行为;在大变形情况下,线性欧拉-伯努利梁和铁木辛柯梁模型对于变形的预测误差会大幅增加;BaMB模型能够准确预测叶片的小变形和大变形,且对于变形的预测精度接近有限元,但计算效率远超有限元。研究结果验证了 BaMB模型描述叶片复杂几何外形和预测叶片非线性变形的能力。对于振动模态问题,通过结合BaMB模型与模态参数识别法,充分讨论了旋转状态下动力刚化效应对叶片固有频率和运行安全性的影响以及预弯、重力等参数对旋转叶片固有频率的影响。研究发现,预弯和重力对旋转叶片各阶固有频率大小影响较小,但会加强挥舞-摆振耦合振动;动力刚化效应会明显增大叶片各阶挥舞频率且模态阶数越低影响越大,一阶挥舞频率在额定转速下可增长约20%,这导致坎贝尔图中考虑动力刚化效应影响后的一阶挥舞频率和3P的交点所对应的转速增加;挥舞频率的显着增加缩小了挥舞-摆振以及挥舞-扭转频率之间的差距,且越柔的叶片表现越明显,易引发稳定性问题。对于风轮不平衡问题,分析了不同控制区间的剪切风下一台1.5MW风电机组存在附加的集中质量和离散质量偏差,以及机组单叶片存在不同桨距角偏差时机组的动态响应,揭示了风轮质量不平衡和桨距角偏差所引起的气动不平衡对机组各项参数的影响规律,为风轮不平衡的检测和识别提供了理论指导。此外,全面分析了切入到切出的全风速湍流风下机组存在不同桨距角偏差对机组的输出功率、年发电量损失、叶片变桨角度、叶片载荷和变形以及机舱轴向加速度频谱的影响,并基于分析结果提出了一套以实测数据中平均风速、叶片平均挥舞弯矩/变形的相对大小,以及机舱轴向加速度1P与3P之比的频谱特性为判定指标的风轮角度偏差精准识别定位方法,该方法对于工程中风轮不平衡的检测识别具有重要指导意义。
郭帅[3]（2021）在《非均质薄板弯曲问题解析的无网格法》文中进行了进一步梳理本文提出了一个关于弹性薄板弯曲问题的无网格方法,该方法适用于求解任意荷载形式及不同边界条件下的薄板弯曲问题。目前来讲,只有少数几种弹性薄板的挠度得到了简单形式的精确解,并都侧重于求解轴对称和结构比较简单的情形。相反,对于复杂且非对称荷载的情况,主要还是采用近似解或者数值模拟的方法,多用级数的形式。有限元法作为一种广泛应用的数值方法,需要进行全域网格化剖分且计算效率相对比较低。本文在此基础上,提出一种无网格方法,把垂直作用板平面的单位集中力看作为点源,得到相应薄板弯曲的四阶偏微分方程的特解,并结合傅里叶级数形式的一般解,得到一种求解弹性薄板弯曲问题的无网格方法。本文提出的无网格法,它满足板的控制微分方程,可通过边界条件,利用最小二乘法和配点法求解待定系数。在考虑常见边界条件下,首先引入二维狄拉克函数来将薄板弯曲的四阶偏微分方程进行转换,得到二维拉普拉斯方程的基本解,对比可以求出偏微分方程的特解。其次,将方程的解傅里叶级数展开后代入齐次微分方程,转化成欧拉方程形式,做变量代换后,可以将一般解形式表示出来,最后与特解组合成该问题的通解。如在求解集中力作用下固支均质圆形板,它的固支边的边界条件是挠度为零,转角为零。将挠度的通解形式代入到边值条件中,形成线性方程组后,容易得到常系数项,从而得到挠度的通解,并通过薄板内的取点便可得到板内的内力变化和挠度变化特点。利用这种无网格法计算了多种板的弯曲问题,包括单一均质薄板、非均质薄板、连续多跨薄板。在求解过程无需网格划分,并且级数收敛的很快,计算量小,但它的计算结果却能够满足任意精度的要求。
高力扬[4]（2020）在《基于运动平台与训练学习的足式机器人全域自稳定器研究》文中研究表明足式机器人的平衡控制是其走向实用化的先决条件,近年来对平衡控制问题的研究目标已从完成确定环境内的动作,过渡到如何在未知、不确定环境内获得对环境扰动具有强鲁棒性的自稳定能力。现有的平衡控制以基于动力学模型的控制器为主,虽然随着机器人本体驱动能力、响应速度等指标的提高取得了相当成功的实验结果,但仍难以从根本上解决对未知、不确定环境的适应问题。针对现有平衡控制器在设计阶段只考虑有限的扰动情况,导致对未知、不确定环境鲁棒性弱的问题,本文以多自由度运动平台的限幅随机运动模拟环境的随机扰动,首次提出并研究通过稳定性训练和智能学习获得足式机器人全域自稳定能力的方法,这里的全域自稳定能力是指在机器人驱动能力允许的范围内适应任意大小、方向和种类的环境扰动的能力,本文主要研究内容分为以下几个方面:提出并设计基于智能学习算法的足式机器人全域自稳定器。分析训练平台运动与所施加的扰动之间的关系,建立通用的足式机器人训练系统模型,定义全域自稳定器的状态与行为空间,设计全域自稳定器的总体结构并进行任务分解,基于Q学习和RBF网络提出各功能模块的学习与决策算法。针对全域自稳定器的训练数据获取问题,构建包含不同平衡控制策略的控制器。将ZMP的力反射控制拓展到三维空间内的任意斜面上;提出基于Capture Point的姿势平衡控制方法,分别通过理论证明和仿真验证其控制稳定性;提出基于动能调节的抗冲击扰动平衡控制方法并进行仿真验证;对所推导的平衡控制律进行组合,构建多种不同的平衡控制器,用于生成全域自稳定器的训练数据。研究全域自稳定器的学习加速收敛方法,解决由高维连续系统空间引发的学习收敛困难问题。为了缩减系统空间的维数,提出基于互信息理论的特征选择方法（RAFS方法）;使用最大隶属度原则对状态空间进行分割,提出基于高斯基函数的状态空间自律划分方法;在多个数据集内对比RAFS方法与现有方法的特征选择效果;对单自由度扰动下的训练数据进行学习,对比状态空间自律划分前后的学习效果,验证所提出的方法对全域自稳定器的加速收敛作用。为加强运动平台施加扰动的能力,对其进行机构参数优化,并研制双足机器人稳定性训练用的运动平台系统。对机构参数优化涉及的并联机构正运动学问题,提出基于伪弧长同伦延拓法的空间连杆机构通用正运动学数值解算法;以稳定性训练中施加扰动的能力为目标建立机构参数优化模型,使用粒子群算法进行求解得到最优机构参数;根据优化结果进行运动平台系统的研制。以GoRoBoT-Ⅱ型双足机器人为对象,分别在仿真与实验环境内进行全域自稳定器的稳定性训练,并对训练完成的全域自稳定器进行验证。在运动平台施加限幅随机扰动的条件下,应用多种基于模型的平衡控制器,进行双脚站立、单脚站立、随机踏步三种运动下的稳定性训练与验证仿真;将仿真得到的全域自稳定器移植到GoRoBoT-Ⅱ机器人系统中,进行稳定性训练与验证的实验研究,对比训练前使用基于模型的平衡控制器和训练后使用全域自稳定器的效果,验证全域自稳定器的有效性。
舒计城[5]（2020）在《托换桩-土钉墙组合支护体系的变形控制机理与稳定性研究》文中进行了进一步梳理土钉墙因施工方便、经济高效常用于硬土地层的基坑支护,但基坑侧向和坡顶竖向变形较大。托换桩常用来控制既有建筑物基础的沉降。将托换桩与土钉墙联合形成的托换桩-土钉墙组合支护结构,当基坑开挖引起邻近建筑物基础沉降时,托换桩将原来由天然地基承受的部分荷载转移到托换桩上,减小了由邻近建筑物荷载和基坑开挖引起的基坑侧向土压力,托换桩与土钉墙共同承担侧向土压力和限制基坑及邻近建筑物变形,构成了托换桩-土钉墙-上部结构（邻近建筑物）共同作用体系。托换桩-土钉墙组合支护结构对邻近建筑物基础的预防性托换属于主动保护。目前对于这一新型支护结构研究甚少,不利于该技术的推广应用,为此本论文依托国家自然科学基金项目《托换桩-土钉墙组合支护体系的破坏模型和变形控制机理》（No.41272281）和山东省自然科学基金项目（No.ZR2012EEM016）,采用理论分析、数值模拟和现场案例相结合的方法,对托换桩-土钉墙组合支护结构的受力变形及稳定性等方面进行研究,研究成果可为该技术的优化设计与推广应用提供理论支撑,具有重要意义。论文的主要研究成果如下:（1）依据双参数弹性地基梁理论开展了托换桩单桩内力与变形分析,建立了适用于托换桩单桩的有限差分格式。为了验证本文方法的合理性,将有限差分计算值与工程实测值进行了对比,结果显示有限差分计算结果与实测值比较接近;两种结果桩身弯矩呈S型分布,每一种结果桩顶都存在一个负弯矩;有限差分位移计算结果和实测值位移变化曲线基本一致,呈现“鼓肚”状;无论是剪力值还是剪力作用位置,有限差分法计算结果与实测值较好的贴近。（2）依据水平刚度分配作用在土钉与托换桩上的土压力,提出了考虑P-Δ效应的托换桩-土钉墙组合支护结构内力与变形计算方法。采用该计算方法分别计算了托换桩桩身位移、地表沉降、托换桩弯矩、桩侧土压力、土钉轴力等,考虑P-Δ效应的计算结果与室内模型实验实测值较为吻合,验证了本文计算方法的合理性。托换桩承担了部分既有建筑物的荷载,导致建筑物荷载传递到基坑侧壁的土压力减少,减少的土压力产生的桩身水平位移和弯矩要大于桩顶荷载P所引起的附加位移和附加弯矩。同时桩顶荷载P所引起的附加水平位移也会引起土钉部分受力,土钉受力反过来限制基坑侧向变形。（3）由现场案例监测结果可知,托换支护法桩身位移随基坑开挖深度的增加而增大,位移曲线呈现“鼓肚式”;随着基坑的分步开挖,坡顶沉降不断增大,坡顶沉降呈现“凹槽形”曲线分布,距离基坑4-5m位置坡顶沉降最大。土钉轴力大小呈两头小,中间大的“枣核形”分布;采用有限元数值计算,研究了托换桩桩径、托换桩桩间距、土钉长度、土钉竖向间距、土钉预应力、托换桩嵌固深度、坡顶荷载等参数对托换支护结构的受力与变形特性的影响规律。在托换支护法影响参数分析中,随着土钉预应力的增加,桩身水平位移和桩身弯矩减小,但是当预应力超过40 k N后,位移和弯矩减小幅度不明显,因此托换支护法存在一个临界预应力。（4）采用有限元数值计算,分析了托换桩竖向失稳、托换桩侧向失稳、土钉抗拔破坏和整体失稳破坏四种破坏模式,同时得到不同参数对基坑整体失稳破坏的影响规律。基于对数螺线型破坏机构,推导了作用在基坑上的内能耗散率与外力功率解析表达式,提出了基于极限分析上限法下托换支护围护结构的稳定性理论计算方法。（5）依据工程结构性能要求,提出了托换桩-土钉墙组合支护结构应用于基坑工程时的设计步骤及设计计算方法。总结归纳了托换桩内力与变形计算公式及土钉轴力计算公式;在托换微型桩单桩承载力估算基础上,给出了托换桩桩侧摩阻力及桩端阻力修正系数,并提出了托换支护法中单桩承载力计算公式;嵌固深度应该满足抗倾覆验算、抗隆起稳定性验算、整体稳定性验算。（6）依托某工程实例,对比分析了托换桩-土钉墙组合支护结构的变形与内力计算结果与相同条件下的桩锚支护、地连墙支护实测结果。在建筑物沉降方面,地连墙+锚索结构整体刚度较大,在保护既有建筑物方面具有优势。通过托换支护法结构与桩锚支护结构对比,托换支护法结构要优于桩锚结构,托换支护法托换桩具有减沉桩的特点;比较三种结构下侧向位移的变化曲线,地连墙结构优于托换支护法结构,托换支护法结构优于桩锚结构。
邵玉龙[6]（2020）在《脆性断裂相场模型的自适应一致性无单元Galerkin方法》文中研究说明材料和结构的脆性断裂广泛存在于土木、机械、航空航天、船舶、汽车等国民经济的各行各业中,其发生具有突然性,无明显的先兆变形,严重威胁着工程结构和工业装备的安全运行。对脆性断裂作深入研究对于揭示裂纹产生、扩展和融合等复杂断裂现象的力学机制乃至防止结构断裂事故的发生具有十分重要的意义。传统的脆性断裂分析以经典的Griffith理论为基础,数值模拟需要特别处理裂纹处的位移间断和裂尖的应力奇异性,导致多裂纹和三维裂纹的数值模拟十分繁复。而且,经典的Griffith裂纹模型多用于裂纹扩展,无法直接处理裂纹的萌生、融合等,需引入额外的判据。然而,研究和确定合适的断裂判据也绝非易事。相场模型是研究裂纹的另一途径,它的研究可以追溯到20世纪90年代末提出的脆性断裂的变分原理。该方法引入一个相场函数将裂纹模型化为未破坏和完全破坏材料之间的连续过渡,从而将裂纹的间断问题转化为相场函数的连续分布问题,在数值模拟中无需追踪和处理裂纹的间断,有效简化了多裂纹和三维裂纹模拟的数值实现。而且,相场模型也无需引入额外的断裂准则即可方便地模拟裂纹萌生、扩展和融合等复杂断裂现象。然而,为准确捕捉断裂区域内相场的高梯度变化,空间离散通常需要使用非常密的计算网格,导致了难以承受的计算量和过低的计算效率,尤其对于三维断裂的计算分析。针对该问题,本文采用能够精确通过线性和二次分片试验的一致性无单元Galerkin方法数值求解断裂相场模型,研究和建立随裂纹扩展自动在裂纹附近进行局部节点加密的自适应算法,有效减少空间离散所需的节点数目,提高断裂相场模型的计算效率。本文的具体工作简述如下:首先,针对局部高梯度问题的数值求解,本文建立了一致性无单元Galerkin方法的自适应算法。一致性无单元Galerkin方法通过导数修正技术有效改善了标准无单元Galerkin方法的计算效率、精度和收敛性。在此基础之上,本文进一步充分利用了无单元法的节点形函数不依赖于网格单元的优点,通过背景积分网格的局部多层细化加密计算节点,针对过渡背景积分单元构造满足一致性条件的积分格式,并基于应变能密度梯度触发节点的局部加密,建立了一致性无单元Galerkin方法的自适应算法。线弹性算例的数值结果表明,该算法能够自动加密应力高梯度区域的计算节点,形成合理的节点分布。与标准无单元Galerkin方法的自适应分析相比,所发展的方法在计算效率、精度和应力场光滑性等方面均展现出显着优势,为后续有效处理断裂相场模型中的局部高梯度问题奠定了坚实的基础。该自适应算法的建立及其数值验证将在本文第四章中给出。随后,针对裂纹萌生、扩展和融合等问题的数值模拟和分析,本文提出了脆性断裂相场模型的自适应一致性无单元Galerkin方法。本文采用基于应变谱分解的断裂相场模型描述裂纹的力学行为,采用一致性无单元Galerkin方法数值求解相场和力场方程。在相场模型中,应变能历程驱动着相场变量的演化,针对这一特点,本文建立了基于最大残余应变能历程和相场变量的自适应准则,并由该准则确定需要加密节点的局部区域,从而实现了脆性断裂问题的自适应分析。本文采用该方法有效模拟了裂纹萌生、扩展和融合过程,尤其是成功模拟了三维裂纹的非平面扩展（如裂纹面的扭转）,显着减少了所需节点数目和求解规模,提高了计算效率。而且,与线性有限元方法和标准的无单元Galerkin方法相比,本文方法具有更高的计算精度。本文第五章将具体阐述断裂相场模型的自适应一致性无单元Galerkin方法及其数值验证。最后,本文在所提出的断裂相场模型的自适应一致性无单元Galerkin方法中进一步考虑了材料参数的梯度分布,发展了功能梯度材料断裂分析的无单元Galerkin方法。与均匀材料相比,功能梯度材料由于其材料参数的梯度分布导致了更加复杂的应力场,准确的裂纹模拟变得更为困难。考虑到移动最小二乘近似所具有的高光滑性以及一致性积分格式均有助于应力场的高精度求解,本文采用一致性无单元Galerkin方法求解功能梯度材料问题,并通过数值算例验证了有效性。在此基础之上,本文进一步引入了功能梯度材料的断裂相场模型,同样采用一致性无单元Galerkin方法对其进行数值求解,并建立了相应的自适应准则,实现了功能梯度材料二维和三维裂纹扩展的自适应分析。数值结果表明,本文方法能够准确地反映材料参数的梯度分布对裂纹路径的影响,并在一定程度上揭示了裂纹扩展受控于应变能历程和临界能量释放率的断裂机制。本文第六章将详细讨论功能梯度材料断裂相场模型的无单元分析方法及数值结果。为了论文的完整性,本文第二章和第三章分别介绍了脆性断裂相场模型和Galerkin型无网格法的基本概念和基础理论。第七章为结论与展望,附录介绍了本文方法的计算机程序设计。
杨传潇[7]（2020）在《足地作用力学建模及在跖行四足机器人设计仿真中的应用》文中进行了进一步梳理机器人足地相互作用力学作为接触力学的分支科学,在足式结构设计、机体运动仿真、轨迹规划、跟踪控制,以及地面环境参数辨识等方面具有重要意义。硬质地面的准静态接触建模通常通过几何运动约束获得,动态接触通过弹性碰撞或弹塑性模型来预测,然而面对沙地、冻土、苔原和外太空星球表面等松软地面环境,由于存在法向沉陷和切向滑移等复杂现象,传统相互作用模型无法适用,因此需要解决相关的问题。机器人腿足可能以水平或倾斜的姿态与地面发生接触。平动接触为质点常规接触形式,旋转式接触则大多发生在刚体或柔性体之间,但足地旋转式接触缺乏有效的评估和预测手段。故此,建立足部与松软地面的相互作用模型需考虑构型足在多种姿态条件下与地面的接触形式,例如德国人工智能研究中心所开发的跖行四足机器人Charlie,是研究机器人足地力学的理想对象。本文开展了机器人腿足与地面的平动和旋转接触实验研究,包括跖行足与地面的仿生接触实验。针对平动腿足与地面的接触,分别开展了足部与地面的平动准静态接触和法向动态冲击力学接触实验研究。针对旋转接触,开展了平底和C形腿式构型足在沙土中的旋转实验,发现了转动矩形平底足与地面接触支撑力的单极值和牵引力的类正弦变化规律。利用人体行走的仿生接触实验确定了跖行足足地接触力从双极值切换至单极值时的临界速度以及足端各部分在足地接触全周期的支撑力关系,为模型预测结果评估和修正提供了数据支持。利用螺旋滑移理论建立了平底足与沙土的相互作用模型。基于极限承载理论建立了水平条形结构与沙土接触的力学模型,并推导了常规外形平底足与沙土接触时朗肯主动区域（Rankine active zone）的变化特征。针对平滑、非平滑以及复合几何外形平底足,分别建立三维平面内的被动压力积分模型。利用该积分模型结合简化的零合力矩方程,分别建立圆形和矩形平底足与沙土的法向/切向接触力学模型。通过添加朗肯主动区域渐变特征方程,减小了预测模型的误差,同实验结果对比验证了模型的有效性。利用比例系数和指数幂修正的螺旋滑移条件建立了曲面足与沙土的相互作用模型。基于Hansen半经验模型研究倾斜姿态角和三维宽度对足地接触力预测结果的影响。针对倾斜姿态角度的影响,引入转角比例系数;针对宽度的影响,引入倾角和长宽比协同影响的指数幂等效宽度,最终建立了包含比例系数和等效宽度改进的足地接触力学模型。利用该模型描述倾斜或水平条形微元与沙土的接触应力,将该应力在柱面足、球形足和C形足的作用区域上进行积分获得各种曲面足与沙土的接触力。基于建立的足地相互作用模型指导跖行足结构和C形足尺寸的优化设计。确定符合仿生结构的跖行足方案,分别根据足跟着地、足前掌离地和全足底触地三个阶段的足地接触力学提出步行性能的评价方法,将该指标作为优化目标完成跖行足尺寸和连接构件物理参数的设计,以及前端C形足半径和宽度尺寸的设计。以设计值为基准,分析了尺寸和物理参数的改变对步行性能的影响。最后,根据一种已确定的跖行四足机器人设计方案,系统的建立了机器人的运动学和动力学模型。将规划的运动步态和足端轨迹作为输入条件,开发了融合足地接触力学的跖行四足机器人松软地面运动仿真系统。通过比较关节力矩和移动速度等仿真结果得到了足端构型对该机器人步行性能的影响规律,验证了足地接触力学基于应用改进后模型的实用性和有效性。本文针对一种跖行四足机器人在沙地运动的足地接触力学进行系统的研究,对未来的运动规划、控制、仿真及应用等具有理论和实践指导意义。
路遵友[8]（2020）在《滚动轴承热弹流润滑特性研究》文中研究指明滚动轴承被广泛用于具有旋转运动的高端机电系统中,润滑条件会直接影响轴承的摩擦学特性和机电系统的运动稳定性,滚动体与内、外圈接触弹流润滑特性可借助弹性流体动压润滑理论来分析和计算。以往的研究中,国内外学者考虑热效应和粗糙度的影响以期获得与真实值更加贴切的数值解。本文以滚动轴承为研究对象,考虑微观表面、热弹性变形、弹性模量变化等方面的影响因素,对接触表面的弹流润滑特性、热应力和热变形等方面进行了研究,为滚动轴承润滑分析与结构设计提供有价值的理论参考。论文主要研究内容包括:（1）运用多重网格法全近似格式,采用4层W循环结构分析了网格节点个数及松弛因子对最大误差的影响。基于热弹性力学理论,利用Bessel函数,结合应力函数法推导了圆柱体的热应力和热变形表达式,通过算例给出了Bessel函数的参数求解方法。（2）建立了深沟球轴承滚珠与内圈的椭圆点接触微观热弹流润滑模型,求解了6206深沟球轴承在不同类型粗糙度下弹流润滑特性,研究了不同随机粗糙度下内圈转速和综合弹性模量变化对弹流润滑特性的影响规律。（3）计入了热变形的影响,建立了圆柱滚子轴承滚子与内圈的有限长线接触热弹流润滑模型,引入热力转换原理,求解了NU204圆柱滚子轴承接触表面的弹流润滑特性,实现了对润滑接触表面的热弹性变形和热应力的求解,研究了内圈转速、载荷、黏度变化分别对润滑特性、热弹性变形和热应力的影响规律。（4）考虑微观表面和热变形的影响,建立了角接触球轴承滚珠与内圈的椭圆点接触微观热弹流润滑数学模型,以7032C角接触球轴承为研究对象计算了热弹流润滑特性,得到了接触表面的热弹性变形和热应力的分布,研究了内圈转速、轴向载荷和初始黏度变化对油膜压力、膜厚、温升、热弹性变形及热应力的影响。（5）综合考虑粗糙度、热变形和弹性模量的影响,建立了滚针轴承滚针与内圈有限长线接触热弹流润滑接触模型,提出了一种求解热弹流润滑特性的数值方法。该方法中,引入了弹性模量随温升的变化关系,求解了弹性模量场。以NAV4004滚针轴承为研究对象求解了润滑接触表面的油膜压力、膜厚、温升、弹性模量和热弹性变形的分布情况。进一步研究了载荷和卷吸速度分别对弹性模量、油膜压力和膜厚的影响规律。（6）利用其他学者在滚动轴承弹流润滑油膜测量的实验研究数据对本文提出的数值计算方法进行了验证。分别针对阻容振荡法和超声法油膜厚度测量实验中的D1842926N1Q1和N2312圆柱滚子轴承尺寸与润滑油参数,利用提出的考虑弹性模量变化和热弹性变形的有限长线接触热弹流润滑数值计算方法求解了最小油膜厚度,分别与对应工况下的实验数据进行对比,数值解与实验值吻合较好。
孟临凡[9]（2020）在《一种完全基于数值模拟的断裂失效概率分析方法》文中研究指明A508-Ⅲ钢为压力容器标准用材,现有研究结果表明其具有一个明显的韧脆转变区,在此温度范围内,实验测试所得断裂韧性呈现强烈的温度相关性和高度分散性。本文以PCVN、W、0.5CT和1CT试样为研究对象,基于数值模拟对A508-Ⅲ钢韧脆转变区内断裂韧性和累积失效概率进行分析。基于J-Q理论将试样在加载过程中的裂纹尖端应力场分为三个阶段:小应变阶段、过渡阶段和有限应变阶段,并系统分析各阶段裂纹尖端应力场强度特征曲线。在有限元模拟中抑制裂纹扩展,基于J阻力曲线和流入裂纹尖端的能通量等理论判定断裂韧性分布区间。引入虚半径和实半径的概念,实现断裂韧性分布区间求解精度的进一步提升,并简要分析了实半径的影响因素。使用断裂韧性区间上界取代断裂韧性尺寸参数判定累积失效概率,与断裂韧性实验数据预测的累积失效概率曲线基本吻合,而且累积失效概率分布曲线和KJCvs Weibull应力曲线高度一致,反映了试样在加载过程中约束度的变化。对Beremin模型参量进行简要分析,m和σu的取值主要取决于试样的组合,同一试样选择不同的试样进行组合求解得到的参量也基本不同,对于0.5CT试样,m取值在4～30范围内,但是对于累积失效概率的判定并没有影响,在累积失效概率为0.6附近时,对应的断裂韧性基本相等。
王琳琳[10]（2020）在《基于红外热像技术的风力发电机缺陷叶片疲劳损伤研究》文中提出风能是可再生能源。叶片为大型风力发电机的重要部件之一,受人为和制造工艺技术等因素影响,叶片容易带有纤维断裂、分层、气孔、微裂纹等原生缺陷。在风力发电机叶片服役过程中,原生缺陷不断长大和串接,导致风力发电机叶片宏观力学性能劣化,甚至导致风力发电机叶片疲劳断裂,使整个风力发电机组无法正常运行。因此对大型风力发电机原生缺陷叶片的疲劳损伤演化研究是至关重要的,有利于提前预测风力发电机叶片故障,保证风力发电机的安全性和使用性,减少巨大的经济损失。风力发电机叶片疲劳损伤演化过程是一种不可逆的热力学非线性过程,结合材料学、疲劳学、热力学及先进的红外热像检测技术,横跨微观、细观、宏观的不同尺度层次,研究多种原生缺陷风力发电机叶片的疲劳损伤机制,为实现风力发电机叶片的在线、实时的健康监测提供理论支撑,本文从试验、理论方面对原生缺陷叶片的疲劳损伤过程分析研究。利用红外热像仪研究分层、气孔缺陷对叶片疲劳损伤的影响,通过监测疲劳过程中分层、气孔缺陷叶片试件表面温度和红外热像序图变化,发现缺陷对叶片疲劳损伤与缺陷深度、缺陷类型有关。分层和气孔缺陷对叶片疲劳损伤程度随疲劳时间逐渐增加,表面温度逐渐升高。相同缺陷类型时,深度浅的缺陷对叶片疲劳损伤程度影响大;相同缺陷深度时,分层缺陷比气孔缺陷对叶片疲劳损伤影响大。疲劳极限是抗疲劳断裂重要参数,与疲劳损伤有密切关系,利用红外热像仪的双线式法预测疲劳极限是最常见方法。由于疲劳过程的稳定状态表面温度不精确影响双线式法预测疲劳极限精度,故提出角归一化双线式法预测缺陷叶片疲劳极限。分别对分层和气孔缺陷叶片进行阶段式疲劳试验,利用双线式法、角归一化双线式法预测疲劳极限,与升降法预测疲劳极限结果对比。试验结果发现,提出角归一化双线式方法预测结果与升降法试验结果最吻合,误差率小于双线式法。原生缺陷在疲劳载荷作用下会演化成微裂纹的形成、扩展,裂尖温度场能够反映裂纹扩展过程的热耗散现象。红外热像仪为疲劳损伤过程温度监测提供有利的技术支持,但是受试验条件影响红外热像仪测量温度精度不准确,直接影响叶片疲劳损伤的准确评估。因此,先重点探究疲劳过程微裂纹缺陷叶片温度场计算模型;再利用试验结果验证温度场计算模型的准确性和可行性;最后基于温度场计算的数值解和试验值分析影响红外热像仪温度测量精度的因素,提出调整红外热像仪测量方法。采用红外热像仪监测边界微裂纹缺陷叶片疲劳试验,通过ANSYS有限元的数值解和试验结果对比发现,建立的风力发电机叶片微裂纹温度场模型是准确和可行的。在提出的疲劳试验条件下,数据处理方法无法提高红外热像仪测量温度精度不高;在发射率、试验距离、环境温度、环境辐射几个方面对疲劳试验进行调整,发现使红外热像仪测量温度精度提高到4%。疲劳损伤伴随着不可逆的能量耗散,一部分转化为热耗散,另一部转化为内储能,内储能主要改变材料内部微观形貌。以微裂纹、分层缺陷叶片不同疲劳试验为例,分析疲劳过程中内储能变化规律,并利用宏观和微观形貌分析原生缺陷对叶片的疲劳损伤机制。试验结果发现,叶片的内储能随疲劳时间增长而逐渐增加,达到某一程度时出现转折点,内储能缓慢增加。利用微裂纹和分层叶片不同时刻的微观形貌图发现,不同时刻的内储能产生不同的疲劳损伤形式。深层次分析原生缺陷叶片疲劳损伤方式的萌生、衍变机理,为叶片疲劳损伤机理提供理论支撑。疲劳损伤临界点是疲劳断裂的重要判据,临界点的准确评估有利于预防风力发电机叶片的疲劳断裂。以温度和耗散能为辅助量,参考熵增原理构建法则,建立以熵为疲劳损伤参量的风力发电机叶片疲劳损伤模型,分析原生缺陷叶片的累积熵产变化规律,确定疲劳损伤的临界点。试验研究发现,纤维断裂和气孔缺陷叶片在恒载荷、变载荷疲劳试验下,叶片的累积熵产曲线有三个阶段变化。累积熵产曲线的第三阶段起始点确定为疲劳损伤临界点,并通过疲劳试验验证了临界点确定的准确性和可行性。临界点的累积熵产和疲劳断裂点的累积熵产均为恒定值,不受任何试验参数的影响,并且它们比值约为0.5,在疲劳试验临界点的疲劳寿命约占80%整个疲劳寿命。由于累积熵产具有恒定不变特点,不因风力机叶片的不同工况和叶片材料性质等因素受到影响,能够作为疲劳损伤能力的表征,对评估叶片疲劳损伤有重要优势。
二、四种常用构件的标准载荷及其J积分数值解（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、四种常用构件的标准载荷及其J积分数值解（论文提纲范文）
（1）极端海况下浮式风机运动响应的预报研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 海上浮式风电半潜平台研究进展 |
| 1.2.2 不规则波数值模拟研究进展 |
| 1.2.3 浮式风机“气动-水动力-系泊”全耦合数值模拟研究进展 |
| 1.3 本文主要工作内容 |
| 2 浮式风电系统耦合动力分析基本理论 |
| 2.1 气动载荷分析理论 |
| 2.1.1 二维翼型理论 |
| 2.1.2 理想风机(一维)动量理论 |
| 2.1.3 叶素动量理论(BEM) |
| 2.1.4 广义动态尾迹理论(GDW) |
| 2.1.5 风机载荷 |
| 2.2 水动力载荷分析理论 |
| 2.2.1 Morison方程 |
| 2.2.2 势流理论 |
| 2.3 系泊系统载荷分析理论 |
| 2.3.1 悬链线理论 |
| 2.3.2 准静态法 |
| 2.3.3 集中质量法 |
| 2.4 全耦合时域运动方程 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于Wave Forcing消波方法的波浪数值模拟 |
| 3.1 波浪理论 |
| 3.1.1 微幅波理论 |
| 3.1.2 有限振幅斯托克斯波理论 |
| 3.1.3 不规则波的理论基础 |
| 3.1.4 海浪谱及时、频域分析方法 |
| 3.2 基于Wave Forcing消波方法的数值波浪水槽搭建 |
| 3.2.1 基本控制方程 |
| 3.2.2 湍流模型 |
| 3.2.3 自由液面处理—VOF法 |
| 3.2.4 Wave Forcing消波方法 |
| 3.3 规则波的数值模拟 |
| 3.3.1 规则波数值水槽构建 |
| 3.3.2 波高修正及收敛性分析 |
| 3.3.3 规则波验证总结 |
| 3.4 不规则波的数值模拟 |
| 3.4.1 不规则波数值水槽构建 |
| 3.4.2 频谱修正及收敛性分析 |
| 3.4.3 不规则波验证总结 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 浮式风机“气动-水动-系泊”全耦合数值模型搭建 |
| 4.1 风机气动性能分析与验证 |
| 4.1.1 NREL5MW风机叶片三维建模 |
| 4.1.2 风机气动性能分析数值模型及验证 |
| 4.2 平台水动力性能分析与验证 |
| 4.2.1 Deep Cwind风电半潜平台三维建模 |
| 4.2.2 平台水动力性能分析数值模型及验证 |
| 4.3 系泊锚链性能分析与验证 |
| 4.3.1 系泊锚链参数配置 |
| 4.3.2 系泊锚链性能分析与验证 |
| 4.4 浮式风机“气动-水动-系泊”全耦合分析与对比研究 |
| 4.4.1 工作海况下浮式风机运动响应的对比研究 |
| 4.4.2 极端海况下浮式风机运动响应的对比研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 新型半潜风电平台在极端海况下运动响应预报研究中的应用 |
| 5.1 Wind Float和 Hexa Semi半潜风电平台模型介绍 |
| 5.2 Wind Float和 Hexa Semi半潜风电平台静水自由衰减运动比较 |
| 5.3 极端海况下不规则波设计 |
| 5.4 两种半潜风电平台在极端海况下运动响应预报比较 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（2）风电机组多体动力学模型及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 风电机组分析模型国内外研究现状 |
| 1.2.1 多体动力学模型 |
| 1.2.2 风电机组气弹模型 |
| 1.3 风电机组动力学特性国内外研究现状 |
| 1.3.1 叶片几何非线性特性研究进展 |
| 1.3.2 叶片模态特性及分析方法研究进展 |
| 1.3.3 风轮不平衡研究进展 |
| 1.4 论文研究目的及主要工作内容 |
| 1.4.1 研究目的 |
| 1.4.2 主要工作 |
| 第2章 长柔风电叶片BaMB理论模型 |
| 2.1 数学及刚体运动学基础 |
| 2.1.1 矢量及矢量运算 |
| 2.1.2 方向余弦矩阵与欧拉四元数 |
| 2.1.3 刚体的姿态坐标 |
| 2.1.4 刚体的角速度及角加速度 |
| 2.2 叶片BaMB模型 |
| 2.2.1 BaMB离散模型 |
| 2.2.2 叶片单刚体动力学方程 |
| 2.2.3 多刚体动力学方程 |
| 2.2.4 动力学方程约束违约修正 |
| 2.3 叶片球铰约束 |
| 2.4 叶片刚体单元载荷计算 |
| 2.4.1 气动载荷与重力载荷 |
| 2.4.2 弹簧等效弹性力 |
| 2.5 叶片复杂几何外形对初值的影响 |
| 2.6 程序设计及验证 |
| 2.6.1 程序框架及计算流程 |
| 2.6.2 程序验证 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 BaMB模型在叶片动态特性分析中的应用研究 |
| 3.1 BaMB几何非线性分析机理 |
| 3.2 小型直叶片静力分析 |
| 3.2.1 实验装置及测量方法 |
| 3.2.2 分段经济化检验 |
| 3.2.3 小变形分析 |
| 3.2.4 大变形分析 |
| 3.3 大型预弯叶片静力分析 |
| 3.3.1 测试装置及测量方法 |
| 3.3.2 摆振方向静力分析 |
| 3.3.3 挥舞方向静力分析 |
| 3.4 EOG工况下气弹响应分析 |
| 3.4.1 计算数据 |
| 3.4.2 计算结果分析 |
| 3.5 自由振动及旋转振动模态分析 |
| 3.5.1 概述 |
| 3.5.2 小型直叶片固有频率分析 |
| 3.5.3 具有复杂几何外形叶片固有频率分析 |
| 3.5.4 旋转叶片固有频率验证 |
| 3.5.5 预弯和重力对旋转叶片固有频率的影响 |
| 3.5.6 动力刚化效应对叶片固有频率的影响 |
| 3.5.7 坎贝尔图分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 风电机组气动-结构-控制耦合模型 |
| 4.1 风模型 |
| 4.1.1 定常剪切风模型 |
| 4.1.2 3D湍流风模型 |
| 4.2 BEM气动模型 |
| 4.2.1 动量理论 |
| 4.2.2 叶素理论 |
| 4.2.3 动量-叶素理论 |
| 4.2.4 叶尖、轮毂损失修正 |
| 4.3 风电机组MBD模型 |
| 4.3.1 风电机组离散模型及坐标系 |
| 4.3.2 初始坐标变换及广义坐标 |
| 4.3.3 运行中坐标变换及广义坐标 |
| 4.3.4 约束方程 |
| 4.3.5 弹簧等效弹性力 |
| 4.3.6 结构阻尼比及阻尼系数计算方法 |
| 4.4 变速变桨控制模型 |
| 4.4.1 变速变桨控制目标 |
| 4.4.2 变速变桨控制方法 |
| 4.5 叶片及轮毂载荷计算 |
| 4.5.1 叶片载荷 |
| 4.5.2 轮毂载荷 |
| 4.6 程序设计 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 风轮平衡特性研究 |
| 5.1 机组信息及模型验证 |
| 5.1.1 机组信息 |
| 5.1.2 ARC模型验证 |
| 5.2 剪切风下风轮质量不平衡研究 |
| 5.2.1 风轮转速和转矩 |
| 5.2.2 输出功率 |
| 5.2.3 叶片载荷和变形 |
| 5.2.4 机舱轴向加速度频谱分析 |
| 5.3 剪切风下风轮气动不平衡研究 |
| 5.3.1 风轮转速和转矩 |
| 5.3.2 输出功率 |
| 5.3.3 叶片载荷和变形 |
| 5.3.4 机舱轴向加速度频谱分析 |
| 5.4 湍流风下机组气动不平衡研究 |
| 5.4.1 平均输出功率 |
| 5.4.2 年发电量损失 |
| 5.4.3 平均变桨角度 |
| 5.4.4 叶片平均载荷和变形 |
| 5.4.5 机舱轴向加速度频谱分析 |
| 5.4.6 桨距角偏差精准识别定位及矫正方法 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）非均质薄板弯曲问题解析的无网格法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.0 课题的背景及意义 |
| 1.1 国内外研究现状 |
| 1.2 目前研究的存在的问题 |
| 1.3 本课题研究的主要内容 |
| 第二章 单一均质薄板弯曲问题 |
| 2.0 前言 |
| 2.1 直角坐标系下薄板弯曲理论 |
| 2.2 极坐标系下的薄板弯曲理论 |
| 2.3 薄板弯曲问题的一般解 |
| 2.4 基于边界条件求解常系数方法 |
| 2.5 算例1 单一均匀圆薄板在固支情况下的弯曲问题 |
| 2.6 算例2 单一均匀圆薄板在简支情况下的弯曲问题 |
| 2.7 算例3 单一均匀矩形薄板在简支情况下的弯曲问题 |
| 2.8 算例4 单一均匀矩形悬臂薄板在固支情况下的弯曲问题 |
| 2.9 算例5 单一均匀矩形挖孔薄板在固支情况下的弯曲问题 |
| 2.10 本章小结 |
| 第三章 非均质薄板弯曲问题 |
| 3.0 前言 |
| 3.1 不均匀薄板分区基本理论 |
| 3.2 算例1 非均质四边固支矩形板 |
| 3.3 算例2 非均质的四边简支矩形板 |
| 3.4 算例3 非均质阶梯型圆形固支薄板 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 多跨薄板弯曲问题 |
| 4.0 前言 |
| 4.1 多跨薄板弯曲问题的基本理论 |
| 4.2 算例1 三跨固支连续薄板 |
| 4.3 算例2 三跨简支连续薄板 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.0 论文工作总结与主要结论 |
| 5.1 对未来研究的建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）基于运动平台与训练学习的足式机器人全域自稳定器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 足式机器人平衡控制方法的研究现状综述 |
| 1.2.1 基于模型的平衡控制方法研究现状 |
| 1.2.2 基于软计算理论的低层智能控制方法研究现状 |
| 1.2.3 基于机器人行为控制的高层智能控制方法研究现状 |
| 1.3 多自由度运动平台的研究现状综述 |
| 1.3.1 并联机构的机构参数优化研究现状 |
| 1.3.2 空间并联机构运动学正解的研究现状 |
| 1.4 状态空间自律划分和特征选择方法的研究现状综述 |
| 1.4.1 特征选择方法的研究现状 |
| 1.4.2 状态空间自律划分方法的研究现状 |
| 1.5 现有研究中存在的主要问题 |
| 1.6 从生物体的平衡控制策略中获得的启发 |
| 1.7 本文的主要研究内容 |
| 第2章 足式机器人全域自稳定器的设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于运动平台模拟环境扰动的机器人稳定性训练方法 |
| 2.3 足式机器人稳定性训练系统的通用物理模型 |
| 2.4 全域自稳定器的状态空间与行为空间 |
| 2.5 全域自稳定器的结构构成与学习决策算法 |
| 2.5.1 行为矢量计算模块的学习与决策算法 |
| 2.5.2 行为选择模块的决策算法 |
| 2.5.3 关节运动映射模块的RBF网络 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 训练数据生成用的机器人平衡控制方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 任意斜面上的ZMP追踪控制方法研究 |
| 3.2.1 足式机器人的倒立摆简化模型 |
| 3.2.2 三维空间内任意斜面上的ZMP方程 |
| 3.2.3 三维空间内任意斜面上的ZMP追踪控制律 |
| 3.3 基于CP点的姿势稳定控制方法研究 |
| 3.3.1 任意斜面上的CP点位置方程 |
| 3.3.2 基于CP点的姿势平衡控制律 |
| 3.3.3 单自由度扰动下基于CP点的姿势平衡控制仿真 |
| 3.4 抵抗冲击扰动的能量调节控制方法研究 |
| 3.4.1 支撑区翻转运动平面内倒立摆模型的动力学特性分析 |
| 3.4.2 对质心动能进行调整的抗冲击扰动平衡控制器 |
| 3.4.3 冲击扰动作用下的平衡控制仿真 |
| 3.5 全域自稳定器训练数据生成用的平衡控制器设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 全域自稳定器的学习加速收敛方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于互信息的特征选择方法 |
| 4.2.1 特征选择中的互信息理论 |
| 4.2.2 基于互信息分配的特征评价方法 |
| 4.2.3 基于互信息分配的启发式搜索算法 |
| 4.2.4 多维空间内的互信息简化计算方法 |
| 4.3 高斯基函数表示下的状态空间自律划分方法 |
| 4.3.1 基函数分布的优化模型 |
| 4.3.2 基函数分布优化问题的求解算法 |
| 4.4 特征选择方法的算例验证与分析 |
| 4.4.1 纯隐性数据集“格子世界” |
| 4.4.2 特征选择算例验证的计算条件 |
| 4.4.3 RAFS算法中参数对特征选择收敛性的影响 |
| 4.4.4 特征选择计算的结果对比与分析 |
| 4.5 状态空间自律划分方法在平面倒立摆稳定性训练中的应用 |
| 4.5.1 抵抗单自由度摆动扰动的姿势自稳定器 |
| 4.5.2 特征选择和状态空间自律划分的计算结果 |
| 4.5.3 单自由度扰动下姿势平衡自稳定器的稳定性验证仿真 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 训练平台的机构参数优化与系统研制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 训练平台的机构原理及其稳定性训练性能指标分析 |
| 5.3 空间连杆机构的正运动学数值解算法研究 |
| 5.3.1 空间连杆机构的运动学通用建模方法 |
| 5.3.2 正运动学方程数值解的伪弧长同伦延拓算法 |
| 5.3.3 运动学建模方法及伪弧长同伦延拓算法的算例验证 |
| 5.4 训练平台并联机构部分的机构参数优化 |
| 5.5 二自由度稳定性训练平台的研制与加载运动控制测试 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 双足机器人稳定性训练与验证的仿真和实验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 双足机器人系统及其多刚体模型 |
| 6.3 双足机器人的稳定性训练仿真 |
| 6.3.1 稳定性训练仿真的训练数据生成 |
| 6.3.2 全域自稳定器的训练与学习 |
| 6.4 双足机器人全域自稳定器训练完成后的稳定性验证仿真 |
| 6.4.1 无冲击扰动情况下的稳定性验证仿真 |
| 6.4.2 含有冲击扰动的稳定性验证仿真 |
| 6.4.3 双足机器人应用全域自稳定器的随机踏步稳定性验证仿真 |
| 6.5 全域自稳定器在GOROBOT-Ⅱ机器人控制系统中的实现 |
| 6.6 双足机器人全域自稳定器的稳定性训练与验证实验 |
| 6.6.1 全域自稳定器的稳定性训练实验 |
| 6.6.2 全域自稳定器的稳定性验证实验 |
| 6.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A:稳定性验证实验的原始数据 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（5）托换桩-土钉墙组合支护体系的变形控制机理与稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 微型桩支护法 |
| 1.2.2 土钉墙支护法 |
| 1.2.3 复合土钉墙支护法 |
| 1.2.4 托换支护法 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 存在问题 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 本文技术路线 |
| 第二章 托换单桩的内力分析与计算 |
| 2.1 综合刚度原理及双参数法 |
| 2.2 托换桩的有限差分解 |
| 2.2.1 基本假定 |
| 2.2.2 微分方程的建立 |
| 2.2.3 单桩有限差分解 |
| 2.3 实例分析 |
| 2.3.1 工程概况 |
| 2.3.2 基坑设计参数 |
| 2.3.3 结果分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 考虑P-Δ效应的托换桩-土钉墙组合结构变形协调与荷载传递机理 |
| 3.1 托换桩-土钉墙组合结构计算模型 |
| 3.2 托换桩-土钉墙组合结构内力与变形计算方法 |
| 3.2.1 土钉与托换桩的水平刚度系数 |
| 3.2.2 土压力分配计算 |
| 3.2.3 传统的杆系有限元法 |
| 3.2.4 考虑P-Δ效应的杆系有限元法 |
| 3.2.5 基坑坡顶沉降(S_1) |
| 3.2.6 托换桩的沉降(S2) |
| 3.3 托换桩-土钉墙组合结构理论结果与试验结果对比 |
| 3.3.1 托换桩桩身位移对比 |
| 3.3.2 地表沉降分析 |
| 3.3.3 托换桩弯矩分析 |
| 3.3.4 桩侧土压力分析 |
| 3.3.5 土钉轴力分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 托换桩-土钉墙组合支护结构影响参数分析研究 |
| 4.1 工程案例与数值模型 |
| 4.1.1 工程概况 |
| 4.1.2 模型介绍 |
| 4.1.3 材料计算参数 |
| 4.1.4 数值分析工况 |
| 4.2 监测结果与数值结果分析 |
| 4.2.1 桩身位移分析 |
| 4.2.2 地表沉降分析 |
| 4.2.3 托换桩弯矩分析 |
| 4.2.4 土钉轴力分析 |
| 4.2.5 基坑侧壁土压力分析 |
| 4.3 托换支护法影响参数分析 |
| 4.3.1 坡顶荷载影响 |
| 4.3.2 托换桩桩径影响 |
| 4.3.3 托换桩桩间距影响 |
| 4.3.4 土钉长度的影响 |
| 4.3.5 土钉竖向间距影响 |
| 4.3.6 土钉预应力影响 |
| 4.3.7 托换桩嵌固深度影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 托换桩-土钉墙组合支护结构稳定性分析研究 |
| 5.1 托换支护法结构的破坏模式 |
| 5.1.1 托换桩竖向失稳 |
| 5.1.2 托换桩侧向失稳 |
| 5.1.3 土钉抗拔破坏 |
| 5.1.4 整体失稳破坏 |
| 5.2 托换支护结构整体稳定性影响因素分析 |
| 5.2.1 嵌固深度对稳定性的影响 |
| 5.2.2 土钉长度对稳定性的影响 |
| 5.2.3 土钉水平间距对稳定性的影响 |
| 5.2.4 桩间距对稳定性的影响 |
| 5.2.5 坡顶荷载对稳定性的影响 |
| 5.3 基于极限上限法稳定性简化计算方法 |
| 5.3.1 土体自重的外功率 |
| 5.3.2 坡顶既有建筑物荷载的外功率 |
| 5.3.3 托换桩桩顶的外荷载功率 |
| 5.3.4 滑动面上的内部能量耗散 |
| 5.3.5 土钉的外功率 |
| 5.3.6 托换桩的抗力功率 |
| 5.3.7 整体稳定性分析 |
| 5.3.8 算例验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 托换桩-土钉墙组合支护结构工程设计方法研究 |
| 6.1 设计步骤 |
| 6.2 设计计算方法 |
| 6.2.1 土钉设计参数 |
| 6.2.2 托换桩设计参数 |
| 6.2.3 托换桩内力与变形计算 |
| 6.2.4 土钉轴力计算 |
| 6.2.5 单桩承载力计算 |
| 6.2.6 托换桩弯剪验算 |
| 6.2.7 抗倾覆稳定验算 |
| 6.2.8 抗隆起稳定验算 |
| 6.2.9 整体稳定性验算 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 托换桩-土钉墙组合支护结构工程应用研究 |
| 7.1 工程实例 |
| 7.1.1 工程概况 |
| 7.1.2 土层参数 |
| 7.1.3 基坑设计参数 |
| 7.2 托换支护法与桩锚结构、地连墙结构内力与变形对比分析 |
| 7.2.1 计算参数 |
| 7.2.2 内力与变形对比分析 |
| 7.3 本章小结 |
| 第八章 结论和展望 |
| 8.1 本文主要结论 |
| 8.2 本文创新点 |
| 8.3 不足和展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
（6）脆性断裂相场模型的自适应一致性无单元Galerkin方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 断裂分析的研究进展 |
| 1.2.1 离散裂纹模型研究现状 |
| 1.2.2 弥散裂纹模型研究现状 |
| 1.2.3 断裂相场模型研究现状 |
| 1.3 无网格法的研究进展 |
| 1.4 本文的研究内容 |
| 2 脆性断裂的相场模型 |
| 2.1 Griffith理论 |
| 2.2 断裂的变分原理 |
| 2.3 基于应变谱分解的断裂相场模型 |
| 2.3.1 裂纹的相场法描述 |
| 2.3.2 控制方程的推导 |
| 2.4 其他断裂相场模型 |
| 2.4.1 能量正则化的相场模型 |
| 2.4.2 Kuhn和M(?)ller的断裂相场模型 |
| 2.4.3 基于体积-偏应变分解的断裂相场模型 |
| 2.4.4 高阶断裂相场模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 Galerkin型无网格方法 |
| 3.1 形函数的构造 |
| 3.1.1 移动最小二乘(MLS)近似 |
| 3.1.2 权函数及其影响域 |
| 3.1.3 形函数及其导数的加速算法 |
| 3.2 控制方程及其Galerkin离散形式 |
| 3.3 数值积分方法 |
| 3.3.1 背景格子积分 |
| 3.3.2 有限元背景网格积分 |
| 3.3.3 节点积分 |
| 3.4 位移边界条件的施加 |
| 3.4.1 拉格朗日乘子法 |
| 3.4.2 修正变分原理 |
| 3.4.3 罚函数法 |
| 3.4.4 Nitsche法 |
| 3.5 不连续问题的处理 |
| 3.5.1 权函数的处理 |
| 3.5.2 基函数的处理 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 自适应一致性无单元Galerkin方法 |
| 4.1 控制方程及离散 |
| 4.2 一致性无单元Galerkin方法 |
| 4.2.1 节点导数的一致性条件 |
| 4.2.2 Hu-Washizu变分原理及形函数导数的修正 |
| 4.2.3 二阶一致三点积分格式 |
| 4.2.4 修正节点导数的微分一致性及分片实验 |
| 4.3 自适应方案 |
| 4.3.1 细化区域的确定 |
| 4.3.2 细化方案 |
| 4.4 数值算例 |
| 4.4.1 方板圆孔问题 |
| 4.4.2 受压半无限平面问题 |
| 4.4.3 变体力板 |
| 4.4.4 L形板 |
| 4.4.5 异形板 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 脆性断裂相场模型的自适应分析 |
| 5.1 断裂相场模型的无网格离散 |
| 5.1.1 相场问题 |
| 5.1.2 位移场问题 |
| 5.2 二维脆性断裂相场模型的自适应分析 |
| 5.2.1 自适应方案 |
| 5.2.2 数值算例 |
| 5.3 三维脆性断裂相场模型的自适应分析 |
| 5.3.1 二阶一致四点积分格式 |
| 5.3.2 自适应方案 |
| 5.3.3 数值算例 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 功能梯度材料的断裂相场模型分析 |
| 6.1 功能梯度材料的一致性无网格法 |
| 6.1.1 控制方程及离散 |
| 6.1.2 数值算例 |
| 6.2 功能梯度材料的断裂分析 |
| 6.2.1 控制方程及无网格离散 |
| 6.2.2 自适应方案 |
| 6.2.3 数值算例 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 程序实现 |
| A.1 程序结构设计 |
| A.2 主要程序模块流程图 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（7）足地作用力学建模及在跖行四足机器人设计仿真中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 国内外足式移动机器人研究现状 |
| 1.2.1 国外足式移动机器人研究现状 |
| 1.2.2 国内足式移动机器人研究现状 |
| 1.3 足地相互作用理论模型研究现状 |
| 1.3.1 传统接触力学模型 |
| 1.3.2 地面力学模型 |
| 1.4 足地相互作用模型的应用研究现状 |
| 1.4.1 足地相互作用模型在控制方面的应用 |
| 1.4.2 足地相互作用模型在仿真和设计方面的应用 |
| 1.5 研究现状分析与存在问题 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第2章 机器人步行足与地面相互作用力学实验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 机器人足地相互作用实验平台搭建及实验设计 |
| 2.2.1 机器人足端结构参数 |
| 2.2.2 足端相对运动参数 |
| 2.2.3 地面的物理特征参数 |
| 2.2.4 实验平台搭建 |
| 2.3 机器人平底足与地面的相互作用实验分析 |
| 2.3.1 圆形平底足与地面的准静态法向接触实验 |
| 2.3.2 圆形平底足与地面的准静态切向接触实验 |
| 2.3.3 矩形平底足与沙土的转动相互作用实验 |
| 2.4 机器人曲面足与地面的相互作用实验分析 |
| 2.4.1 柱面足与地面的准静态法向接触实验 |
| 2.4.2 C形足与介质的转动相互作用实验 |
| 2.5 跖行足与地面相互作用仿生实验研究 |
| 2.5.1 不同步速条件下足与硬质地面相互作用力 |
| 2.5.2 不同步速条件下足跟、足中、足前掌的应力分析 |
| 2.5.3 松软地形下跖行足底接触力研究 |
| 2.5.4 跖行足与地面相互作用力学分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于螺旋滑移理论的平底足与地面相互作用建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于螺旋滑移理论的被动土压力分析 |
| 3.2.1 螺旋滑移理论基本假设和被动压力基本方程 |
| 3.2.2 零力矩点位置对足地挤压侧推力的影响分析 |
| 3.2.3 零力矩点位置对足底流动介质重力的影响分析 |
| 3.2.4 以接触角点为零合力矩点的被动压力形式 |
| 3.3 多种几何外形的平底足底朗肯主动区域特征 |
| 3.3.1 圆形和椭圆形平底足底的朗肯主动区域分析 |
| 3.3.2 矩形平底足底的朗肯主动区域分析 |
| 3.3.3 奇异构型平底足底朗肯主动区域分析 |
| 3.3.4 足底朗肯主动区域承受被动压力的积分模型 |
| 3.4 基于朗肯主动区域平衡的平底足地接触模型建立 |
| 3.4.1 平底足地法向相互作用模型 |
| 3.4.2 平底足地切向作用力学模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于螺旋滑移理论的曲面足与地面相互作用建模 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 足端倾斜度和尺寸对足地相互作用的影响分析 |
| 4.2.1 倾斜度和尺寸对极限承载力影响的分析 |
| 4.2.2 倾斜足底最高点不同沉陷条件下的足地接触力建模 |
| 4.2.3 倾斜度和宽度对足地相互作用影响的数值分析 |
| 4.3 基于比例螺旋滑移理论的倾斜平底足地接触模型的建立 |
| 4.3.1 引入拟合比例系数的被动压力模型 |
| 4.3.2 考虑后填土斜坡的被动压力形式 |
| 4.3.3 考虑拟合宽度的比例螺旋滑移模型 |
| 4.4 基于微元积分的曲面足与地面相互作用模型 |
| 4.4.1 柱面足与地面相互作用的简化截面模型 |
| 4.4.2 柱面足与地面相互作用的简化倾斜微元积分模型 |
| 4.4.3 C形足与地面相互作用的简化水平微元积分模型 |
| 4.4.4 C形足与地面相互作用的简化倾斜微元积分模型 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于足地相互作用力学的跖行四足机器人步行足设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 后端跖行足设计及其运动性能评价 |
| 5.2.1 跖行足设计方案 |
| 5.2.2 跖行足运动性能评价 |
| 5.3 跖行足尺寸和连接构件物理参数对步行性能的影响分析 |
| 5.3.1 跖行足尺寸参数对步行性能的影响分析 |
| 5.3.2 跖行足关节连接构件物理参数对步行性能的影响分析 |
| 5.4 跖行足尺度设计 |
| 5.4.1 跖行足的尺寸设计 |
| 5.4.2 跖行足关节连接构件的物理参数设计 |
| 5.5 基于足地相互作用的前端C形足尺寸设计及实验验证 |
| 5.5.1 基于足地相互作用的C型足尺寸设计 |
| 5.5.2 C形足足地相互作用实验验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 基于足地相互作用力学的跖行四足机器人系统建模及仿真分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 跖行四足机器人的运动学建模 |
| 6.2.1 跖行四足机器人的正运动学建模 |
| 6.2.2 跖行四足机器人的逆运动学建模 |
| 6.2.3 微分运动学雅克比方程推导 |
| 6.3 跖行足系统的动力学建模 |
| 6.3.1 基于质心运动定理的力学建模 |
| 6.3.2 基于动量矩定理的力学建模 |
| 6.4 基于足地相互作用的跖行四足机器人动力学建模 |
| 6.5 跖行四足机器人的运动仿真分析 |
| 6.5.1 跖行四足机器人的运动仿真系统实现 |
| 6.5.2 跖行足地相互作用的仿真验证 |
| 6.5.3 基于足地相互作用的跖行四足机器人机体仿真 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（8）滚动轴承热弹流润滑特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 点接触弹流润滑理论的研究现状 |
| 1.2.2 线接触弹流润滑理论研究现状 |
| 1.2.3 有限长线接触弹流润滑理论的研究现状 |
| 1.2.4 热膨胀系数与机械热变形理论的研究现状 |
| 1.2.5 国内外研究中存在的问题 |
| 1.3 课题来源和主要研究内容 |
| 2 多重网格技术及热弹性变形推导 |
| 2.1 多重网格技术 |
| 2.2 固体表面热弹性变形的推导 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 深沟球轴承微观热弹流润滑分析 |
| 3.1 几何模型 |
| 3.2 数学模型 |
| 3.2.1 基本方程 |
| 3.2.2 方程的无量纲形式 |
| 3.2.3 控制方程的离散化 |
| 3.3 数值方法 |
| 3.4 结果分析 |
| 3.4.1 随机粗糙度与参数变化的影响分析 |
| 3.4.2 Y方向粗糙度与参数变化的影响分析 |
| 3.4.3 X方向粗糙度与参数变化的影响分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 考虑热弹性变形的圆柱滚子轴承热弹流分析 |
| 4.1 接触模型 |
| 4.2 数学模型 |
| 4.2.1 润滑控制方程 |
| 4.2.2 控制方程的无量纲化 |
| 4.2.3 控制方程的离散化 |
| 4.3 数值计算方法 |
| 4.4 计算结果分析 |
| 4.4.1 轴承润滑特性与热弹性分析 |
| 4.4.2 转速对润滑特性和热应力的影响 |
| 4.4.3 载荷对润滑特性和热应力的影响 |
| 4.4.4 黏度对润滑特性和热应力的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 考虑热弹性变形的角接触球轴承微观热弹流分析 |
| 5.1 几何模型 |
| 5.2 数学模型 |
| 5.2.1 基本控制方程 |
| 5.2.2 控制方程的无量纲化 |
| 5.2.3 控制方程的离散化 |
| 5.3 数值计算方法 |
| 5.4 计算结果分析 |
| 5.4.1 轴承参数及结果分析 |
| 5.4.2 转速对润滑特性和热弹性变形的影响 |
| 5.4.3 载荷对润滑特性和热弹性变形的影响 |
| 5.4.4 黏度对润滑特性和热弹性变形的影响 |
| 5.4.5 算法对比验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 考虑弹性模量变化和热弹性变形的滚针轴承微观热弹流分析 |
| 6.1 润滑接触模型 |
| 6.2 数学模型 |
| 6.2.1 润滑控制方程 |
| 6.2.2 控制方程的无量纲化 |
| 6.3 数值计算方法 |
| 6.4 计算结果分析 |
| 6.4.1 轴承润滑特性与热弹性分析 |
| 6.4.2 载荷对润滑特性的影响 |
| 6.4.3 卷吸速度对润滑特性的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 滚动轴承油膜厚度的数据验证 |
| 7.1 阻容振荡法膜厚验证 |
| 7.1.1 阻容振荡法膜厚测量原理 |
| 7.1.2 工况参数及结果对比 |
| 7.2 超声法膜厚的验证 |
| 7.2.1 超声法膜厚测量原理 |
| 7.2.2 工况参数及结果对比 |
| 7.3 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间主要研究成果 |
（9）一种完全基于数值模拟的断裂失效概率分析方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 Beremin解理断裂局部法模型 |
| 1.3 Beremin模型的研究进展 |
| 1.4 J积分简介 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 2 三维J积分在Comsol中的计算 |
| 2.1 有限元模型 |
| 2.2 三维J积分和Weibull应力的计算 |
| 2.3 本构方程 |
| 2.4 三维J积分路径无关性 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 断裂韧性区间的数值解法 |
| 3.1 J-O理论 |
| 3.2 流入裂纹尖端的能通量 |
| 3.3 三维约束下裂尖应力特征 |
| 3.3.1 应力特征的三个阶段 |
| 3.3.2 J场的阶段性特征 |
| 3.4 断裂韧性区间的判定 |
| 3.4.1 跳跃现象的普遍性 |
| 3.4.2 J场的实际控制半径 |
| 3.4.3 断裂韧性区间数值解的合理性验证及下界的确定 |
| 3.5 国产A508-Ⅲ钢断裂韧性汇总 |
| 3.5.1 CT试样断裂韧性汇总 |
| 3.5.2 PCVN试样断裂韧性汇总 |
| 3.5.3 CT试样实验数据测试结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 4.Beremin解理断裂局部法模型的标定及其运用 |
| 4.1 尺寸效应 |
| 4.1.1 CT试样的尺寸效应 |
| 4.1.2 PCVN试样的尺寸效应 |
| 4.1.3 W试样的尺寸效应 |
| 4.2 不同裂纹尺寸(a/w)试样断裂韧性的影响 |
| 4.2.1 不同a/w值对PCVN试样断裂韧性的影响 |
| 4.2.2 不同a/w值对W试样断裂韧性的影响 |
| 4.3 基于断裂韧性区间预测试样断裂韧性的累积失效概率 |
| 4.3.1 CT试样断裂韧性的累积失效概率 |
| 4.3.2 PCVN试样断裂韧性的累积失效概率 |
| 4.3.3 W试样断裂韧性的累积失效概率 |
| 4.4 不同裂纹尺寸(a/w)试样断裂韧性的影响 |
| 4.4.1 不同a/w值对PCVN试样断裂韧性 |
| 4.4.2 不同a/w值对W试样断裂韧性的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（10）基于红外热像技术的风力发电机缺陷叶片疲劳损伤研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 疲劳损伤的能量耗散理论研究进展 |
| 1.2.2 风力发电机叶片疲劳损伤无损检测技术研究进展 |
| 1.2.3 基于热力熵的疲劳损伤研究进展 |
| 1.3 存在的主要问题 |
| 1.4 课题研究目标和研究内容 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第2章 缺陷叶片疲劳损伤的红外热像试验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基本理论 |
| 2.2.1 红外热像的基础定律 |
| 2.2.2 疲劳损伤的热力耦合方程 |
| 2.2.3 疲劳极限方法概述 |
| 2.3 试验研究 |
| 2.3.1 材料及试件制备 |
| 2.3.2 试验平台 |
| 2.3.3 试件发射率测定 |
| 2.3.4 试验过程 |
| 2.4 试验结果与分析 |
| 2.4.1 分层缺陷叶片疲劳损伤的红外热像图分析 |
| 2.4.2 气孔缺陷叶片疲劳损伤的红外热像图分析 |
| 2.4.3 疲劳损伤的表面温度分析 |
| 2.4.4 疲劳极限结果与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 疲劳损伤的热耗散温度测量方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 缺陷叶片热耗散温度场模型 |
| 3.2.1 叶片复合材料的应力场 |
| 3.2.2 叶片复合材料的屈服准则 |
| 3.2.3 温度场模型 |
| 3.3 验证模型的试验研究 |
| 3.3.1 材料和试件制备 |
| 3.3.2 试验平台和试验过程 |
| 3.4 试验结果与分析 |
| 3.4.1 疲劳损伤的红外热像图分析 |
| 3.4.2 热耗散温度场分析 |
| 3.5 红外热像仪检测温度的调整方法 |
| 3.5.1 数据处理方法 |
| 3.5.2 试验方法 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 缺陷叶片的疲劳内储能分析与损伤机理探究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 疲劳损伤内储能的理论计算 |
| 4.3 缺陷叶片的疲劳内储能研究 |
| 4.3.1 试件方案 |
| 4.3.2 微裂纹缺陷的结果与分析 |
| 4.3.3 分层缺陷的结果与分析 |
| 4.4 缺陷叶片的疲劳损伤机理研究 |
| 4.4.1 叶片复合材料疲劳损伤类型 |
| 4.4.2 试验原理及平台 |
| 4.4.3 试验过程 |
| 4.5 试验结果与分析 |
| 4.5.1 宏观疲劳损伤机理分析 |
| 4.5.2 微裂纹缺陷的微观疲劳损伤机理分析 |
| 4.5.3 分层缺陷的微观疲劳损伤机理分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 缺陷叶片的临界疲劳损伤研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 热力熵的基本理论 |
| 5.3 基于热力熵的疲劳损伤模型 |
| 5.4 临界疲劳损伤的试验研究 |
| 5.4.1 试件制备 |
| 5.4.2 试验平台 |
| 5.4.3 试验过程 |
| 5.4.4 试验结果与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
四、四种常用构件的标准载荷及其J积分数值解（论文参考文献）
- [1]极端海况下浮式风机运动响应的预报研究[D]. 胡官清. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]风电机组多体动力学模型及其应用研究[D]. 许瑾. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2021(02)
- [3]非均质薄板弯曲问题解析的无网格法[D]. 郭帅. 汕头大学, 2021(02)
- [4]基于运动平台与训练学习的足式机器人全域自稳定器研究[D]. 高力扬. 哈尔滨工业大学, 2020
- [5]托换桩-土钉墙组合支护体系的变形控制机理与稳定性研究[D]. 舒计城. 东南大学, 2020
- [6]脆性断裂相场模型的自适应一致性无单元Galerkin方法[D]. 邵玉龙. 大连理工大学, 2020
- [7]足地作用力学建模及在跖行四足机器人设计仿真中的应用[D]. 杨传潇. 哈尔滨工业大学, 2020
- [8]滚动轴承热弹流润滑特性研究[D]. 路遵友. 西安理工大学, 2020
- [9]一种完全基于数值模拟的断裂失效概率分析方法[D]. 孟临凡. 西安理工大学, 2020(01)
- [10]基于红外热像技术的风力发电机缺陷叶片疲劳损伤研究[D]. 王琳琳. 沈阳工业大学, 2020