一、量纲分析中的Π定理及其应用(论文文献综述)
郑伟谋[1](2021)在《量纲分析和量纲制》文中认为物理定律不依赖于测量单位的选择。量纲分析探讨这种不变性及其后果和应用。无纲量为单位变换下的不变量,物理规律最终必然只能用无纲量表达。从一个问题中的物理变量可构造出的无纲量数要少于原始变量数,带来简化,构造的无纲量可更深刻反映物理量间的内在关系。量纲概念足够深刻,但方法足够简单,应该是物理训练的重要内容。文章阐述量纲分析的基本概念、原理及其应用,大部分内容来自文献,着重讨论量纲制及其与单位制的关系,企图厘正文献中的一些混乱。特别指出,仅就量纲分析操作而言,可以只用MLT量纲制。
郭威[2](2021)在《转体桥球铰结构优化设计与转体状态评估及预警系统研究》文中进行了进一步梳理近年来,随着桥梁施工技术不断完善,转体施工法在桥梁施工中崭露头角。转体施工方法以对线下既有交通运营干扰少等优势,广泛应用于跨既有线路(特别是铁路)的桥梁工程实践中。然而,当前转体桥球铰的设计理论偏于保守,对于球铰尺寸的控制主要以经验为主;对于球铰及其滑块的受力状态尚未形成统一的结论,理论求解的过程比较简单,无法对球铰的受力精确描述;复杂的转体施工工序和较多的不确定因素导致转体桥施工监测及风险管理的成果较少。本文依托中国铁路沈阳局集团技术开发委托项目“长春新区新型城镇化建设项目(一期)--兴福大路上跨京哈铁路立交桥工程转体球铰研究试验”,基于转体桥梁的结构特性,对转体桥球铰结构优化与转体状态评估及预警系统进行了深入研究,可为转体桥梁的结构设计和施工提供理论依据和技术支持。本文主要研究内容如下:1.转体球铰结构的静态特性分析及优化设计依托长春新区兴福大路上跨京哈铁路转体桥工程,采用有限元分析,建立了实际工程的精细化计算模型,并对其进行受力分析。系统分析了曲率半径、销轴半径、支撑半径、销轴深度等球铰结构设计参数对球铰结构受力特性的影响性。基于Box-Behnken试验设计方法,对球铰结构的支承半径、曲率半径和销轴半径影响因素进行了优化理论评价,确定了实际工程转体球铰结构的最佳优化参数以及不同转体吨位下转动球铰设计参数的建议取值范围。2.转体桥梁转动过程的动态特性分析对转体桥梁转动过程进行了理论分析和推导,确定了转体过程中的最大扭转剪应力、角加速度以及惯性制动距离。通过建立不同角速度和角加速度下转体桥梁的精细化计算模型,对转动过程中球铰滑块以及上部结构的应力状态进行了系统讨论,发现转动过程中球铰滑块以及下部结构的应力状态受角加速度以及角速度影响较小,上部结构为转动过程的敏感构件。3.多种风险工况下转体桥梁的抗倾覆稳定性研究通过有限元分析,针对风荷载、不平衡牵引力、不平衡配重和上部结构偏斜四种工况对转体桥梁结构状态的影响进行探讨。确定了各种工况下转体桥梁临界倾覆的控制参数以及销轴和撑脚等构件的支撑作用。提出了一种转体桥梁单动力牵引系统,可以保证转体球铰结构两侧受力始终相等,转速平稳,有效避免转体球铰横向拉力的产生,提高转体桥梁在转动阶段的转体质量,并且可以减少对多个牵引设别的需求,有效节省施工成本,具有良好的可推广性。4.大缩尺比例下转体桥梁缩尺模型的有效性研究基于量纲分析法对转体桥梁的相似函数进行了推导,并通过有限元分析法对转体桥梁缩尺模型的相似性和有效性进行了探讨。针对在大缩尺比例下转体桥梁球铰局部的畸变现象进行了讨论,通过对比现有的三种畸变修正模型的预测效果,提出一种适合本工程缩尺模型尺寸畸变的修正预测方法。根据设计要求制作了转体球铰结构的室内缩尺模型,设计了室内试验及测量方案等,对转体球铰结构的畸变模型进行了有效性验证。5.基于自感知球铰的转体动态监测及风险预警系统研究建立了室内桥梁转体运动模型,进行了转体运动试验和偏斜风险试验,并通过埋设测点对转体过程进行了动态监测。基于灰熵理论对测点数据与转动状态的相关性进行了分析,确定转体过程中的关键测点,作为转体过程的风险评价指标,并建立转体桥梁运动过程风险评价指标体系。基于GM模型预测理论以及综合模糊算法,建立转体过程动态监测及风险预警系统,并开发出配套动态监测及风险预警系统软件。
李莉佳[3](2021)在《残余应力下金属材料压痕响应的仿真分析与试验研究》文中提出在材料及其构件的制备和服役过程中,不可避免地会产生残余应力,而残余应力的存在会对材料及其构件的服役性能产生重大影响。与传统的残余应力测试方法相比,基于压痕技术的测试方法具有高效快捷、无损检测、绿色环保、准确性高、通用性强等优点,因此,也具有较好的应用前景。此外,压痕测试技术作为一种成熟的力学性能检测手段,能够得到材料的硬度、弹性模量等重要力学性能参数。因此,发展残余应力的压痕测试方法,探索残余应力下材料的压痕响应规律和微观作用机理具有重要的价值和意义。随着商业化压痕仪的全面发展和广泛应用,残余应力下的压痕测试技术取得了长足发展,但现阶段该研究仍旧具有一定的局限性。为此,本文结合有限元仿真、分子动力学模拟和试验方法,基于压痕测试技术从残余应力的测试方法、典型(各向同性/各向异性)金属材料残余应力下的压痕响应测试和残余应力下材料的压痕响应机理三个方面开展了以下研究工作:(1)基于经典的压痕数据分析方法,通过量纲分析和有限元模拟对幂硬化型材料在残余应力作用下的压痕响应过程进行了研究。分析了残余应力作用下压痕曲线和压痕功无量纲参数Πω随σr/σy、E/σy、n的变化规律。根据归一化压痕功Πφ和残余应力之间的关系,提出了残余应力的通用计算方法,并进行了反演分析。通过张量分解对残余应力下材料表面的应力状态进行分析,基于应力分析推导了残余应力的计算方法,并且通过有限元模拟结果对该方法进行了检验。两种方法的计算精度均可满足实际的工程应用需求。(2)针对不同热处理的各向同性材料TC4开展了有/无残余应力作用下的宏/微观压痕响应测试研究,对其宏观残余应力进行了计算分析。不同残余应力状态下的宏观压痕曲线呈现明显的规律性,不同残余应力下材料的硬度和弹性模量值不发生变化。α相的压痕曲线不随残余应力的变化而变化,βt相压痕曲线没有规律性,得出压痕法并不适用于材料微观残余应力的计算。通过两种压痕方法对TC4的宏观残余应力进行了计算,与XRD法测试结果对比,误差均在20%范围内,压痕法测试各向同性材料残余应力满足工程应用需求。(3)通过施加预应力的方式获得稳定的残余应力场,针对各向异性材料单晶铜开展了有/无残余应力作用下的压痕响应测试,从残余应力大小变化、方向变化、塑性损伤三个方面对压痕响应的变化进行了系统分析和研究。在压痕过程中单晶铜表面产生了明显的堆积现象,残余应力对压痕过程中的塑性变形(堆积)具有一定的抑制作用。通过AFM对不同残余应力作用下的堆积面积进行测量,获得了真实的接触面积,基于真实接触面积计算得到的不同残余应力下的真实硬度值保持恒定。计算所得到的弹性模量值与理论推导结果相符。在材料的不同晶向上,残余应力对压痕曲线的影响程度不同。不同预塑性变形下单晶铜的压痕曲线变化是残余应力和损伤共同作用的结果,损伤导致压痕硬度出现降低趋势。在各向异性材料残余应力的计算中,压痕法比XRD法测试便捷、准确,具有明显优势。(4)通过分子动力学方法对残余应力下单晶铜的压痕响应过程进行模拟,研究了残余应力下材料的压痕响应机理。残余应力下材料内部储存的弹性能增加,导致原子势能增加,实现相同的压痕变形所需的额外能量就会降低。残余应力作用下材料在压痕过程中更容易形成位错成核,并且更容易在残余应力作用的方向进行扩展。基于单晶铜的位错扩展变形机制,提出了残余应力下的位错成核准则。从原子运动角度对不同晶向残余应力对材料压痕响应的影响进行了分析。本文的研究工作为残余应力作用下材料及其构件的力学性能、变形损伤、结构设计及服役寿命预测提供了重要的理论和试验依据,对建立材料残余应力的压痕识别测量标准、扩展标准压痕仪的残余应力测试功能模块、指导应力作用下材料及其构件的结构设计具有一定的理论和应用价值。
方雪[4](2021)在《BL Lac天体多波段辐射模型参数研究》文中提出耀变体(blazar)因具有快速光变、高且变化的偏振和高光度等观测特征成为活动星系核中最活跃的一类,所产生的喷流可直接指向观测者。根据有无发射线,分为平谱射电类星体(Flat Spectrum Radio Quasar,FSRQ)和蝎虎天体(BL Lac object,BL Lac)。本文描述了活动星系核(Active Galactic Nucleus,AGN)的性质、分类、模型及的观测特征、BL Lac天体的辐射机制等,重点对BL Lac天体Synchrotron self-Compton(SSC)模型参数进行研究。同时,利用多波段观测数据获得的物理量值,对双幂律电子分布情况下的单区、均匀SSC模型中涉及到的8个模型参数进行限定。还利用模型计算两个典型的BL Lac天体多波段能谱对参数限定的结果进行检验。结果表明:在模型参数限定的范围内,选取的模型参数值计算出的理论光子谱与两个BL Lac天体的多波段准同时性观测数据符合较好。另外,论文收集了26个高峰频BL Lac天体的准同时多波段观测数据,基于SSC模型参数的限定结果,计算了26个高峰频BL Lac天体的能谱分布(Spectral Energy Distribution,SED)。通过与磁场强度和辐射区域半径有关的物理量,利用量纲分析的定律和量纲其次定律,提出了磁场强度(B)和辐射区域半径(R)的经验公式为:R/K1 B-1。为了验证提出的公式,对磁场强度和辐射区域半径的数值进行线性回归,根据结果,发现磁场和辐射区半径并没有相关性,原因是由于不同的源K1不一样,即对于单个源磁场和辐射区域半径的关系趋近于BμR-1。但是,从统计上就看不出相关性,最后我们也计算了喷流功率。结果表明:(1)从量纲上,我们发现根据量纲和谐原理推导得到的磁场和辐射区域半径的关系与Boutelier等人(2018)的结论(?)是一致的,说明我们用量纲分析方法得到的磁场强度和辐射区域半径的关系是可靠的。当l/1时,喷流内部的磁场是环形磁场主导的;(2)从统计上磁场和辐射区半径并没有相关性,是由于不同的源K1不一样;(3)关于喷流功率则存在这样一个关系:PB<Pe<Pp<Pjet。并且PB Pe/1.03表明磁场和相对论电子在喷流中接近均分。
王月敏[5](2020)在《基于纳米压痕技术的薄膜材料本构模型反演方法研究》文中提出微纳米尺度力学测试技术的发展对微纳米器件的应用具有重要意义。由于微纳米尺度薄膜材料几何尺寸的限制,以及其力学、物理性质等与宏观块状材料有显着的不同,传统试验方法及测试理论已不能满足其发展需求。纳米压痕技术具有测试分辨率高、试样制备简单等优点,得到研究者的广泛关注,但随着新材料的不断应用,存在测试理论不全面、应用范围窄等问题亟待解决。本论文以完善不同薄膜材料体系的本构模型反演方法为目的,分析凸起效应(pile-up)对传统薄膜材料本构关系反演计算精度的影响。以线弹性模型为基础,通过纳米压痕接触理论,研究适用于粘弹性聚合物薄膜本构反演模型的新方法。随后,根据有序微结构材料的几何特点,系统建立光子晶体薄膜在纳米压痕接触下的力学分析模型,利用能量分布方法探索有序微结构、尺寸效应与力学参数的关系。具体研究内容如下:通过推导能量法、极限分析法以及五种典型材料的纳米压痕实验,系统研究了pile-up现象对硬度测试精度、弹性模量测试精度以及本构关系反演精度的影响。结果表明,pile-up现象对塑性变形较大的材料影响显着,采用Oliver-Pharr法的计算误差达到20%以上,可采用能量法等修正。同时,pile-up现象对本构关系反演模型的弹性区域和塑性区域后期有较大影响。通过对纳米压痕实验的有限元数值模拟,进一步验证了pile-up现象对荷载-位移曲线加载阶段后期及卸载阶段有明显影响。在线弹性接触分析的基础上,引入时间参量加载速率,采用Prony级数形式的广义Maxwell模型,推导出适用于粘弹性聚合物的本构关系反演模型。以聚酰亚胺薄膜材料为例,进行了2m N/s、1m N/s、0.5m N/s、0.1m N/s、0.05m N/s五种不同加载速率下的纳米压痕实验,通过计算P2(t)和h(t)的关系,拟合得出不同速率下的蠕变参数,进而获取粘弹性本构反演模型。结果表明,采用模型拟合得出的曲线与动态热力学(DMA)蠕变试验所计算出的曲线一致,证实了基于纳米压痕技术的粘弹性本构关系反演模型的合理性。同时,利用反演模型得出的拟合加载曲线,与实验所得加载曲线基本一致,而且加载速率越大,拟合加载曲线与实验加载曲线越吻合。通过输入模型参数进行蠕变试验的有限元仿真,进一步证实了粘弹性聚合物本构反演模型的有效性。利用垂直沉积法制备了排列有序、粒径均一的SiO2光子晶体薄膜,通过分析光子晶体材料有序微结构的几何特点,系统建立了光子晶体薄膜在纳米压痕接触下的有限元力学分析模型。结果表明,有限元仿真曲线和实验曲线趋势一致,数值误差较小,证实了几何模型及本构模型的合理性。同时,对不同压入位置进行数值模拟:随着压入位置从球形顶点过渡到两微球之间,薄膜的硬度和弹性模量有增大的趋势。通过能量法解释了压头所接触区域的变形行为以及不同压入位置力学参数出现变化的原因。利用微球粒径分别为326nm、348nm、437nm、470nm、538nm的SiO2光子晶体薄膜,系统研究了有序微结构、尺寸效应与力学参数的关系。结果表明,硬度和弹性模量随着微球粒径的增大而逐渐变小,呈现出与多晶材料类似的尺寸效应,且硬度随粒径尺寸变化的分布规律符合Hall-Petch经验准则。根据弹性功、塑性功与总功的能量分布方法,提出了解释尺寸效应的双阶段变形模型。模型指出,第一阶段是光子晶体中SiO2微球自身的变形;第二阶段是光子晶体材料中微结构的变形,有效的解释了硬度和弹性模量随着微球粒径的增大而逐渐变小的尺寸效应。同时,对不同微球粒径尺寸的光子晶体材料进行了仿真计算,验证了双阶段变形模型的合理性。
钱文杰[6](2020)在《基于压痕隆起形貌的金属材料残余应力测试方法研究》文中认为在机械制造、加工和构件表面处理等过程中,不可避免地会引入残余应力。在实际服役环境中,残余应力还会发生进一步的演化发展,直接影响着材料或构件的性能,进而威胁着生命和财产安全。因此,研究残余应力的快速、准确测量方法具有重要的工程实用价值。压痕法用于残余应力测试时,具有操作方便、对试件损伤小等优点。但是,传统的基于载荷—位移曲线的残余应力测量方法不够准确。本文研究了基于压痕隆起高度来获得残余应力大小和方向的测量方法。通过有限元模拟和实验相结合,重点研究了残余应力沿深度非均匀分布、面内应力大小和方向如何确定等关键问题。本文的主要研究内容和结论如下:1、指明了基于压痕隆起高度的残余应力测量方法的压头类型和适用对象,模拟验证了基于压痕隆起高度可以获得残余应力大小。结果表明,隆起高度作为压痕形貌响应量具有较高的灵敏度;球形压头比锥形压头的隆起高度更明显;压痕卸载后的隆起高度受到材料的屈服强度影响较小,而受硬化指数和弹性模量的影响较大;硬化指数大于0.3或弹性模量超过400GPa的材料不建议使用本方法。2、系统分析了沿深度非均匀分布残余应力对基于球形压入残余应力测量方法的影响。研究结果表明,材料表层残余应力是引起压痕隆起高度的主要因素;当压入深度超出0.3mm之后,由于残余应力分布形式所带来的误差在3%以内;表面以下0.6mm深度之外的残余应力对于压痕卸载后的隆起高度基本无影响。3、设计了可实现任意二向应力状态的加载装置,搭建了实验测试平台,开展了多种二向应力状态的压痕实验,并与三维有限元模型作对比。结果表明,平面任意二向应力状态下,压痕最大隆起高度与面内的两个主应力方向相对应,由此可以判断主应力方向;多种二向应力状态的压痕实验结果与有限元模拟结果相一致,证明了利用压痕隆起高度实验实现二向残余应力测量的可行性。
钟巍,田宙,寿列枫[7](2020)在《基于线性代数的大规模快速量纲分析算法及其在爆炸与冲击工程研究中的应用》文中认为量纲分析是科学研究,特别是工程应用中非常重要的一个理论分析工具.从E.Buckingham提出Π定理开始算起,量纲分析已有一百多年历史,其基本理论和方法已经非常成熟,在各个领域也取得了显着的成果并且仍然有着广泛的应用.然而,随着研究的深入,面对的问题越来越复杂和细致,人们越来越关注在传统量纲分析中忽略掉的一些所谓次要因素的影响,因此涉及的物理量变得越来越多,导致按传统的量纲分析方法处理时常常显得非常繁琐甚至困难.本文从线性代数的观点出发,将量纲分析转换为线性空间问题,通过矩阵运算,完成量纲分析的关键过程.给出了量纲分析对应的线性代数问题的基本定理,并基于这些定理建立了程序化的量纲分析算法,将原本复杂的量纲分析问题转化为借助计算机代数系统能够快速方便解决的矩阵运算问题.最后,结合笔者多年的工作经历,给出了上述方法在爆炸与冲击工程研究领域中的若干应用实例,详细表述了具体操作步骤,验证了算法的优越性.
周志强,段士伟[8](2020)在《平头长杆弹侵彻有限厚度靶剩余弹速的相似律分析》文中研究指明应用量纲分析方法和相似模拟,针对侵彻问题建立理想弹塑性材料抗侵彻的无量纲形式相似律模型,应用LS-DYNA商业计算软件进行数值模拟,模拟结果验证了所推导相似律模型的正确性。对弹体侵彻有限厚度靶板剩余弹速与入射速度的关系进行相似律分析,结果表明在保持模型和原型材料相同、几何相似的前提下,原型下初始弹速与剩余弹速呈明显的线性关系。相关研究内容可以为高速侵彻模拟实验提供理论指导。
吴亚勇[9](2019)在《用于生物组织弹性模量测量的触觉传感器接触建模与实验研究》文中认为在微创手术中,触觉传感器可以将测得的生物组织信息,经处理分析后传递给医生,使得医生获得与真实生物组织接触相近的感觉,此技术不仅有助于医生判别生物组织是否发生病变,而且能够有效地优化手术方案,提高手术的安全性。本文在此背景下,设计一种用于测量生物组织弹性模量的触觉传感器。重点对传感器设计、传感器与生物组织间的接触机理、传感器的修正系数以及传感器实物实验展开研究。在阐述触觉传感器与生物组织间接触机理时,首先设计一种圆筒状触觉传感器,该传感器主要由一个刚性圆环、一个刚性接触圆盘、一根柔性弹簧和两个力传感器构成。其次假设接触面没有摩擦力,基于满足该边界值问题的Papkovich–Neuber一般解,运用Combination–of–Harmonics方法得到接触问题的线弹性解,最后求出生物组织弹性模量的表达式。在分析传感器的修正系数时,通过(47)定理对接触问题进行量纲分析,推导传感器修正系数与生物组织厚度间的无量纲函数关系。利用ABAQUS有限元仿真软件,建立接触模型。经过多次仿真后,得到无量纲函数的具体表达式。提出一种测量生物组织厚度的方案,从而能准确知道触觉传感器在测量不同厚度的生物组织时,所需要的修正系数的数值。在进行传感器模型实验时,制作触觉传感器实物,使用硅胶代替生物组织,搭建实验平台,设计实验方案,验证生物组织厚度和修正系数的测量准确性以及触觉传感器的性能。
方雪,郑永刚[10](2018)在《基于量纲分析法的单摆周期推演》文中研究说明采用半定量量纲分析法推导出理想情况下单摆做小角度振荡的周期公式.与运用力学分析的单摆周期公式相比较,该方法更为便捷,从而也为物理教学和科研工作提供了一种新的思维.
二、量纲分析中的Π定理及其应用(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、量纲分析中的Π定理及其应用(论文提纲范文)
(1)量纲分析和量纲制(论文提纲范文)
1 从一个故事和一个例子谈起 |
2 量纲分析的基本概念和方法 |
2.1 量纲制、量纲表示矢量、量纲表示矩阵和Π-定理 |
2.2 量纲分析的步骤 |
3 应用例 |
3.1 证明勾股弦定理 |
3.2 管道流动的阻力 |
3.3 单摆的周期 |
3.4 液滴的振动 |
3.5 液体表面张力测量 |
3.6 悬臂梁形变 |
3.7 LC回路的振荡周期 |
3.8 星体公转周期 |
3.9 水面波 |
3.1 0 弹性球的撞击形变 |
3.11平行板边界层问题 |
4 量纲制的基本量个数 |
4.1 流场中物体的传热 |
4.2 管道流动的传热 |
4.3 饮料加冰冷却 |
5 理论物理应用 |
5.1 黑体辐射 |
5.2 原子半径 |
5.3 电子经典半径 |
5.4 静电场能量 |
5.5 理想气体的压强 |
5.6 宏观性质和原子间力 |
5.7 范德瓦耳斯方程和对应态 |
6 有纲物理常数的压缩与恢复 |
7 相似性理论和模型试验 |
7.1 流体中运动物体的阻力 |
7.2 管道泊肃叶流动 |
8 标度律 |
8.1 承重圆柱的标度律 |
8.2 大气声波:等温或绝热? |
8.3 瑞利的蓝天解释 |
8.4 科尔莫戈罗夫湍流能谱 |
9 结语 |
(2)转体桥球铰结构优化设计与转体状态评估及预警系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 研究现状及存在的问题 |
1.2.1 关于水平转体球铰构造设计的研究 |
1.2.2 关于水平转体球铰受力状态的研究 |
1.2.3 关于水平转体桥转体状态及监控技术的研究 |
1.3 所存在的问题 |
1.4 主要研究内容及技术路线 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
第2章 转体球铰结构的静态特性分析及优化设计 |
2.1 概述 |
2.2 工程概况 |
2.2.1 桥型结构及总体布置 |
2.2.2 转体球铰结构 |
2.3 转体球铰数值模型的构建及分析方法 |
2.3.1 转体球铰数值计算模型的构建 |
2.3.2 Opti Struct与 Abaqus有限元分析算法分析 |
2.3.3 转体球铰计算模型简化形式分析 |
2.3.4 转体球铰接触应力及牵引力推导 |
2.4 转体球铰设计参数对转体球铰受力特性的影响性分析 |
2.4.1 曲率半径对转体球铰受力特性的影响 |
2.4.2 销轴预留半径对转体球铰受力特性的影响 |
2.4.3 销轴预留深度对转体球铰受力特性的影响 |
2.4.4 支承半径对转体球铰受力特性的影响 |
2.5 基于响应曲面法转体球铰设计因素的优化研究 |
2.5.1 响应曲面法 |
2.5.2 确定响应曲面法设计方案 |
2.5.3 建立响应曲面法设计模型 |
2.5.4 响应曲面法模型有效性分析 |
2.5.5 响应曲面法交互作用分析 |
2.5.6 确定球铰设计因素优化方案 |
2.6 本章小结 |
第3章 转体桥梁转动过程的动态特性分析 |
3.1 概述 |
3.2 转动过程的理论分析 |
3.2.1 转体过程中运动方程的推导 |
3.2.2 转体过程中最大扭转剪应力的推导 |
3.2.3 惯性制动距离的推导 |
3.3 球铰滑块的静态受力特性分析 |
3.3.1 球铰滑块的结构形式 |
3.3.2 球铰滑块的力学性能 |
3.3.3 带有滑块的转体球铰有限元模型的构建 |
3.3.4 球铰滑块的静态力学特性分析 |
3.4 球铰滑块的动态受力特性分析 |
3.4.1 带有滑块的转体球铰动态计算模型的构建 |
3.4.2 启动阶段球铰滑块的力学特性 |
3.4.3 匀速转动球铰滑块的力学特性 |
3.5 上部结构的动态受力特性分析 |
3.5.1 上部结构转体运动模型的构建 |
3.5.2 启动加速阶段上部结构的力学特性 |
3.5.3 匀速阶段上部结构的力学特性 |
3.6 本章小节 |
第4章 多种风险工况下转体桥梁的抗倾覆稳定性研究 |
4.1 概述 |
4.2 风载对结构状态的影响性研究 |
4.2.1 风荷载的理论计算 |
4.2.2 转体桥梁的抗风稳定性分析 |
4.3 不平衡牵引力矩对结构状态的影响性研究 |
4.3.1 不平衡牵引力计算模型的构建 |
4.3.2 不平衡牵引力对转体桥梁结构状态的影响性研究 |
4.3.3 转体桥梁单动力牵引系统的构造设计 |
4.4 不平衡配重对结构状态的影响性研究 |
4.4.1 不平衡配重计算模型的构建 |
4.4.2 不平衡配重对转体桥梁结构状态的影响性研究 |
4.5 上部结构偏斜对结构状态的影响性研究 |
4.5.1 偏斜工况下结构受力状态分析 |
4.5.2 多种结构形式的偏斜工况分析 |
4.5.3 中心支撑结构形式的偏斜工况分析 |
4.6 本章小结 |
第5章 大缩尺比例下转体桥梁缩尺模型的有效性研究 |
5.1 概述 |
5.2 相似理论基本原理 |
5.2.1 相似常数和相似定数 |
5.2.2 物理量及量纲 |
5.2.3 几何相似 |
5.2.4 相似三定理 |
5.3 转体桥梁结构相似模型研究 |
5.3.1 结构受力分析 |
5.3.2 基于量纲分析法转体桥梁相似函数的推导 |
5.3.3 转体桥梁结构缩尺模型的有效性分析 |
5.4 转体球铰结构畸变模型研究 |
5.4.1 相似畸变原理 |
5.4.2 转体球铰结构的畸变修正模型研究 |
5.4.3 预测系数修正方法在畸变模型中的应用 |
5.4.4 室内转体球铰结构缩尺模型图纸的生成 |
5.5 转体球铰结构室内畸变模型的有效性验证 |
5.5.1 转体球铰结构模型的建造与组装 |
5.5.2 转体球铰结构模型测点的布置 |
5.5.3 转体球铰结构模型加载试验 |
5.5.4 转体球铰结构模型试验测试数据分析 |
5.6 本章小结 |
第6章 基于自感知球铰的转体动态监测及风险预警系统研究 |
6.1 概述 |
6.2 室内桥梁转体运动模型的构建 |
6.2.1 转体桥模型的建造与组装 |
6.2.2 转体桥模型测点的布置 |
6.2.3 转体桥模型的运动及风险试验方案 |
6.3 转体桥模型的转动及风险试验数据分析 |
6.3.1 桥体转动试验数据分析 |
6.3.2 偏斜风险试验数据分析 |
6.3.3 基于灰熵理论的自感知球铰的偏斜响应分析 |
6.4 转体过程动态监测系统的风险评估 |
6.4.1 转速风险 |
6.4.2 偏斜风险 |
6.4.3 应力风险 |
6.4.4 转体过程风险指标体系的构建 |
6.4.5 转体过程风险指标预警界限确定及数据标准化 |
6.4.6 基于模糊综合评判法转体动态监测系统的风险评价 |
6.5 转体过程风险预警系统分析 |
6.5.1 GM预测模型的构建原理 |
6.5.2 基于GM模型转体过程的风险预警分析 |
6.5.3 转体过程动态监测预警系统的设计及主要操作流程 |
6.6 本章小结 |
第7章 主要结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 主要创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
附录 |
作者简介及科研成果 |
致谢 |
(3)残余应力下金属材料压痕响应的仿真分析与试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 压痕测试技术研究进展 |
1.2.1 压痕测试技术的产生与发展 |
1.2.2 压痕测试技术的扩展应用 |
1.3 残余应力下的压痕测试技术研究进展 |
1.3.1 残余应力及其测试方法 |
1.3.2 压痕法测试残余应力的产生与发展 |
1.3.3 残余应力下压痕测试的现存问题 |
1.4 数值模拟方法在压痕测试中的应用 |
1.4.1 有限元模拟技术 |
1.4.2 分子动力学模拟技术 |
1.5 本文主要研究内容 |
第2章 基于压痕技术的残余应力测试方法 |
2.1 经典压痕数据分析方法 |
2.2 压痕法测试残余应力的理论基础 |
2.2.1 应力分析 |
2.2.2 量纲分析 |
2.3 残余应力下压痕的有限元模拟与结果分析 |
2.3.1 模型介绍 |
2.3.2 压痕响应分析 |
2.4 基于量纲分析的残余应力计算方法 |
2.4.1 残余应力计算方法 |
2.4.2 反演分析 |
2.5 基于应力分析的残余应力计算方法 |
2.5.1 残余应力计算方法 |
2.5.2 方法验证 |
2.6 本章小结 |
第3章 残余应力下TC4的压痕响应测试 |
3.1 材料和实验介绍 |
3.2 材料微观组织形貌分析 |
3.3 残余应力对TC4宏观压痕的影响 |
3.3.1 宏观压痕曲线分析 |
3.3.2 屈服强度和应变硬化指数计算 |
3.3.3 宏观硬度计算 |
3.3.4 宏观弹性模量计算 |
3.4 残余应力对α相和β_t相微观压痕的影响 |
3.4.1 微观压痕曲线分析 |
3.4.2 微观硬度计算 |
3.4.3 微观弹性模量计算 |
3.5 残余应力的计算 |
3.5.1 XRD法计算TC4残余应力 |
3.5.2 压痕法计算TC4残余应力 |
3.5.3 XRD和压痕法测试残余应力对比分析 |
3.6 本章小结 |
第4章 残余应力下单晶铜的压痕响应测试 |
4.1 材料和实验介绍 |
4.2 残余应力数值对压痕响应的影响 |
4.2.1 压痕测试曲线分析 |
4.2.2 残余压痕形貌分析 |
4.2.3 投影接触面积计算 |
4.2.4 硬度计算 |
4.2.5 弹性模量计算 |
4.3 残余应力取向对压痕响应的影响 |
4.3.1 压痕测试曲线 |
4.3.2 残余压痕形貌 |
4.4 预塑性变形对压痕响应的影响 |
4.5 残余应力的计算 |
4.5.1 压痕法计算单晶铜残余应力 |
4.5.2 XRD法计算单晶铜残余应力 |
4.5.3 测试结果对比分析 |
4.6 本章小结 |
第5章 残余应力下单晶铜的压痕响应机理分析 |
5.1 模型的建立 |
5.1.1 势函数 |
5.1.2 系综 |
5.1.3 边界条件 |
5.1.4 晶体结构 |
5.1.5 模拟及后处理分析软件 |
5.2 单晶铜的残余应力模拟 |
5.2.1 [100]晶向拉伸模拟 |
5.2.2 应力取向分析 |
5.3 残余应力下单晶铜的压痕模拟 |
5.3.1 残余应力下压痕响应结果 |
5.3.2 残余应力对表面能量分布的影响 |
5.3.3 残余应力对微观结构演变的影响 |
5.3.4 残余应力下压痕的位错扩展机理 |
5.3.5 残余应力取向对压痕响应的影响 |
5.4 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
参考文献 |
作者简介与攻读学位期间的主要研究成果 |
一、作者简介 |
二、攻读学位期间的主要研究成果 |
致谢 |
(4)BL Lac天体多波段辐射模型参数研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 活动星系核的简介 |
1.1 AGN的性质 |
1.2 AGN的分类 |
1.3 AGN的模型 |
1.3.1 黑洞-吸积盘模型 |
1.3.2 AGN的统一模型 |
1.3.3 相对论喷流模型 |
第2章 耀变体 |
2.1 耀变体的观测特征 |
2.2 耀变体的能谱特征 |
2.3 BL Lac天体 |
2.4 BL Lac天体的分类及其演化 |
第3章 BL Lac天体的辐射机制和模型 |
3.1 黑体辐射 |
3.2 同步辐射 |
3.3 逆康普顿散射 |
3.4 Py相互作用 |
3.5 PP相互作用 |
3.6 轻子模型 |
3.6.1 同步自康普顿模型 |
3.6.2 外康普顿模型(EC模型) |
3.7 强子模型 |
第4章 BL Lac天体喷流物理参数的限定 |
4.1 研究现状 |
4.2 同步自康普顿模型(SSC) |
4.3 SSC模型参数的限定 |
4.3.1 电子能谱参数的限定 |
4.3.1.1 电子谱指数的限定 |
4.3.1.2 电子谱Lorentz因子的限定 |
4.3.1.3 电子密度的归一化系数的限定 |
4.3.2 辐射区域参数的限定 |
4.3.2.1 辐射区域半径的限定 |
4.3.2.2 辐射区域磁场强度与多普勒因子的限定 |
4.4 能谱拟合及其参数计算 |
4.5 总结 |
第5章 高峰频BL Lac天体磁场和辐射区域半径的关系 |
5.1 量纲分析 |
5.2 喷流功率 |
5.3 样本描述 |
5.4 高峰频BL Lac天体的能谱分布 |
5.5 讨论与分析 |
5.5.1 验证高峰频BL Lac天体的参数限定结果 |
5.5.2 伽马射线辐射区和磁场强度关系的分析 |
5.6 总结 |
总结与展望 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(5)基于纳米压痕技术的薄膜材料本构模型反演方法研究(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 微纳米尺度薄膜材料力学测试的基本方法 |
1.2.1 微单轴拉伸法 |
1.2.2 鼓泡法 |
1.2.3 微梁弯曲法 |
1.3 纳米压痕技术的理论研究现状 |
1.3.1 硬度和弹性模量的计算方法研究现状 |
1.3.2 尺寸效应的研究现状 |
1.3.3 膜/基体系下薄膜本征力学参数提取及基底效应研究现状 |
1.3.4 应力应变反演计算研究现状 |
1.4 纳米压痕技术在新材料测试中的研究现状 |
1.4.1 纳米压痕技术在聚合物薄膜材料测试的研究现状 |
1.4.2 纳米压痕技术在有序微结构薄膜材料测试的研究现状 |
1.5 本文的主要研究内容 |
第2章 纳米压痕技术的理论基础及试验设备 |
2.1 引言 |
2.2 纳米压痕测试系统介绍 |
2.3 纳米压痕技术测试原理 |
2.3.1 弹性接触理论 |
2.3.2 测试方法的推导 |
2.4 实验材料选择 |
2.4.1 主要实验仪器 |
2.4.2 主要实验原材料 |
2.5 其他试验设备 |
2.5.1 扫描电子显微镜 |
2.5.2 光纤光谱仪 |
2.5.3 动态热机械分析 |
第3章 Pile-up现象对薄膜材料本构关系反演计算精度的影响 |
3.1 引言 |
3.2 Pile-up现象的解释 |
3.3 能量法的理论推导 |
3.4 纳米压痕实验与结果分析 |
3.4.1 纳米压痕实验曲线分析 |
3.4.2 能量法和Oliver-Pharr法的计算结果对比 |
3.5 基于能量法修正的应力应变关系反演分析 |
3.5.1 反演分析方法的理论推导 |
3.5.2 本构关系的反演计算 |
3.6 有限元仿真验证pile-up现象对本构关系反演计算的影响 |
3.6.1 有限元建模及纳米压痕过程的模拟 |
3.6.2 有限元模拟中摩擦系数的影响 |
3.6.3 Pile-up现象影响本构模型的仿真验证 |
3.7 本章小结 |
第4章 基于纳米压痕技术的粘弹性聚合物薄膜本构关系反演计算研究 |
4.1 引言 |
4.2 粘弹性本构模型分析 |
4.2.1 基于Prony级数的广义Maxwell模型 |
4.2.2 玻氏压头下的粘弹性本构接触模型推导 |
4.3 聚合物薄膜的纳米压痕试验 |
4.4 聚合物薄膜的动态热力学蠕变试验 |
4.5 粘弹性聚合物本构模型的计算 |
4.5.1 利用纳米压痕实验计算蠕变柔量 |
4.5.2 利用DMA蠕变试验计算粘弹性参数 |
4.6 粘弹性本构接触模型的有限元仿真 |
4.7 本章小结 |
第5章 基于纳米压痕技术的SiO_2光子晶体薄膜材料力学模型研究 |
5.1 引言 |
5.2 基于纳米压痕技术的光子晶体实验研究与有限元模拟 |
5.2.1 SiO_2光子晶体材料的制备 |
5.2.2 光子晶体薄膜的纳米压痕实验 |
5.2.3 有限元模型的建立 |
5.2.4 纳米压痕仿真及压入位置对力学参数的影响 |
5.2.5 不同压入位置的能量分布 |
5.3 光子晶体材料尺寸效应的研究 |
5.3.1 不同粒径光子晶体材料的选择 |
5.3.2 粒径尺寸对光子晶体力学性能影响的实验研究 |
5.3.3 光子晶体尺寸效应的机理研究 |
5.4 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 |
(6)基于压痕隆起形貌的金属材料残余应力测试方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究意义及工程背景 |
1.2 残余应力国内外研究现状 |
1.3 压痕法测量残余应力 |
1.3.1 压痕法概述 |
1.3.2 压痕法测量残余应力的发展 |
1.3.3 基于压痕隆起形貌测量残余应力 |
1.3.4 目前研究存在的科学问题 |
1.4 本课题研究目标及主要内容 |
第二章 锥形压入与球形压入对比分析 |
2.1 有限元模型的建立及基本假设 |
2.1.1 有限元分析的基本假设 |
2.1.2 有限元模型的建立 |
2.2 基于压痕形貌响应的残余应力测试灵敏度分析 |
2.3 基于压痕隆起形貌获得残余应力大小 |
2.3.1 基本思路 |
2.3.2 模拟验证 |
2.4 本章小结 |
第三章 压痕隆起高度的影响因素分析 |
3.1 量纲分析 |
3.1.1 锥形压入量纲分析 |
3.1.2 球形压入量纲分析 |
3.2 硬化指数(n)和屈服强度(σy)对隆起高度的影响 |
3.3 弹性模量(E)对隆起高度的影响 |
3.4 本章小结 |
第四章 残余应力分布形式对隆起高度的影响分析 |
4.1 隆起高度对残余应力深度的敏感性研究 |
4.1.1 理论分析基础 |
4.1.2 残余应力的临界深度范围分析 |
4.2 隆起高度对残余应力分布形式的敏感性研究 |
4.2.1 模型的建立 |
4.2.2 残余应力均匀分布与线性分布的对比分析 |
4.2.3 残余应力变化速率对隆起高度的影响 |
4.3 本章小结 |
第五章 基于压痕隆起高度的面内二向应力测试研究 |
5.1 面内二向应力的模拟研究 |
5.1.1 三维有限元模型的建立 |
5.1.2 有限元模拟结果分析 |
5.2 面内二向应力的实验研究 |
5.2.1 实验平台的搭建及实验流程 |
5.2.2 压痕实验结果分析 |
5.3 有限元结果与实验结果对比 |
5.3.1 对比分析 |
5.3.2 误差讨论 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 论文主要创新点和结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间发表的学术论文及其他科研成果 |
(7)基于线性代数的大规模快速量纲分析算法及其在爆炸与冲击工程研究中的应用(论文提纲范文)
1. 引言 |
2. 预备知识 |
(1)加减运算 |
(2)乘除运算 |
(3)求导运算 |
(4)积分运算 |
3. 量纲分析的线性空间描述及程序化的大规模快速量纲分析算法 |
第一步:确定相关物理量. |
第二步:列出物理量的量纲. |
第三步:矩阵运算. |
第四步:计算无量纲量. |
第五步:获得无量纲的定性函数关系式. |
4. 在爆炸与冲击工程研究中的应用举例 |
4.1. 自由场爆炸冲击波超压峰值解析公式 |
4.2. 地下化学爆炸气体泄漏规律 |
4.3. 冲击波“超压-冲量”毁伤准则的理论依据 |
4.4. 爆炸冲击波作用后钢化玻璃碎片质量分布规律 |
5. 结束语 |
(9)用于生物组织弹性模量测量的触觉传感器接触建模与实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 触觉传感器的研究现状 |
1.2.2 触觉传感器接触机理的研究现状 |
1.3 研究内容 |
1.4 论文的结构安排 |
第二章 触觉传感器的设计与接触建模 |
2.1 引言 |
2.2 触觉传感器的设计 |
2.3 触觉传感器与生物组织接触模型解析 |
2.3.1 Four-part问题的边界条件 |
2.3.2 Papakovich-neuber通解 |
2.3.3 引入调和函数ψ |
2.3.4 求解调和函数ψ |
2.4 生物组织弹性模量表达式 |
2.5 本章小结 |
第三章 接触模型的量纲分析及有限元仿真 |
3.1 引言 |
3.2 量纲分析 |
3.2.1 量纲分析的基本概念 |
3.2.2 Π定理 |
3.3 传感器对生物组织压痕的量纲分析 |
3.4 ABAQUS有限元分析 |
3.4.1 ABAQUS有限元软件介绍 |
3.4.2 有限元模型建立 |
3.4.3 有限元结果分析 |
3.5 .无量纲函数的确定 |
3.5.1 无量纲函数拟合方程 |
3.5.2 无量纲函数拟合方程验证 |
3.6 本章小结 |
第四章 生物组织厚度测量模型 |
4.1 引言 |
4.2 整体思路 |
4.3 测量原理分析 |
4.3.1 模型接触问题量纲分析 |
4.3.2 有限元模型 |
4.3.3 有限元结果分析 |
4.3.4 生物组织厚度与F_n数量关系 |
4.4 本章小结 |
第五章 触觉传感器实验研究 |
5.1 引言 |
5.2 实物模型制作 |
5.2.1 传感器模型的制作 |
5.2.2 硅胶模型的制作 |
5.3 生物组织厚度测量的实验验证 |
5.3.1 实验测量方法 |
5.3.2 生物组织厚度实验结果分析 |
5.3.3 修正系数实验结果分析 |
5.4 硅胶模型弹性模量测量的实验验证 |
5.4.1 测量硅胶模型弹性模量参考值的方法 |
5.4.2 实验结果分析 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 主要研究工作总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文 |
附录2 攻读硕士学位期间申请的专利 |
致谢 |
(10)基于量纲分析法的单摆周期推演(论文提纲范文)
1 相关知识 |
2 理想情况下单摆做小角度振荡的周期量纲分析 |
3 比例系数的确定 |
4 结论 |
四、量纲分析中的Π定理及其应用(论文参考文献)
- [1]量纲分析和量纲制[J]. 郑伟谋. 物理, 2021(12)
- [2]转体桥球铰结构优化设计与转体状态评估及预警系统研究[D]. 郭威. 吉林大学, 2021(01)
- [3]残余应力下金属材料压痕响应的仿真分析与试验研究[D]. 李莉佳. 吉林大学, 2021
- [4]BL Lac天体多波段辐射模型参数研究[D]. 方雪. 云南师范大学, 2021(08)
- [5]基于纳米压痕技术的薄膜材料本构模型反演方法研究[D]. 王月敏. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [6]基于压痕隆起形貌的金属材料残余应力测试方法研究[D]. 钱文杰. 江苏大学, 2020(02)
- [7]基于线性代数的大规模快速量纲分析算法及其在爆炸与冲击工程研究中的应用[J]. 钟巍,田宙,寿列枫. 计算数学, 2020(02)
- [8]平头长杆弹侵彻有限厚度靶剩余弹速的相似律分析[J]. 周志强,段士伟. 海峡科技与产业, 2020(02)
- [9]用于生物组织弹性模量测量的触觉传感器接触建模与实验研究[D]. 吴亚勇. 南京邮电大学, 2019(02)
- [10]基于量纲分析法的单摆周期推演[J]. 方雪,郑永刚. 玉溪师范学院学报, 2018(08)