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含有随机分布缺陷的弹性介质

一、引 言 工程材料往往含有各种各样的微观缺陷,而这些缺陷在很大程度上决定着材料的性能.尤其对于脆性材料更是这样.如何正确分析这些缺陷在材料中所起的作用是深入理解材料性能的关键.而且,缺陷在材料中往往是随机分布的,单一缺陷问题的研究结果不一定能代表随机分布缺陷群的作用.B。diansky等”’曾经利用自恰方法计算了含有随机分布裂纹的弹性固体有效弹性模量.但是,仅仅限于讨论随机分布微裂纹的存在对干材料弹性常数的影响是远不够的,而最为基本的问题是首先应该研究随机分布缺陷的存在对于材料中弹性场分布的影响.本文的目的是为了寻求含有随机缺陷材料中弹性场的分布规律.首先提出了随机点场模型用于描述缺陷分布的统计规律性,并发展了随机缺陷介质的基本均值场方程及其解法.对于空洞及微裂纹两种缺陷形固体具体得到了弹性场在其中的分布形态. 二、基 本 理 论 由文{幻中结果,可以得到非均匀介质的基本场方程为 。;,一。h一I 厂;。。;(互一X’)q;。...  (本文共12页) 阅读全文>>

华北电力大学(北京)
华北电力大学(北京)

随机分布系统的控制研究

随机分布系统的控制研究问题是控制理论体系中的一个重要组成部分。由于大部分实际系统均存在非线性和不确定性,导致系统输出或状态变量服从非高斯分布。当工业生产过程中存在的随机变量不再满足高斯分布的假设前提时,系统输出的均值和方差便不能包含描述被控对象所需要的足够信息。考虑到输出概率密度函数(probability density function,PDF)能够对系统的输出信息有更完整的描述,王宏教授提出了随机分布控制理论,该理论以非高斯随机系统输出的整个PDF形状作为控制对象,并已在很多的工业场合取得了良好的应用效果。另外,随着精密仪器、图像采集以及数据处理等技术的快速发展与提高,目前已经可以较容易的通过对图形处理设备等得到的图像信息进行处理来获得系统输出PDF形状。在一些实际生产过程中,可以通过对系统的三维输出分布信息展开研究进而提高系统的控制品质,例如针对锅炉炉膛燃烧系统中燃烧稳定性以及燃烧效率等问题,可以利用炉膛的三维温度场分布...  (本文共68页) 本文目录 | 阅读全文>>

《兵器材料科学与工程》2009年06期
兵器材料科学与工程

随机分布颗粒增强复合材料损伤萌生数值分析

复合材料中应力场的分布情况决定了材料的性能和损伤萌生[1],比如弹性应变,局部塑性带和裂纹形核等损伤形式的出现,断裂和疲劳等裂纹扩展,大范围的塑性屈服变形等。所以无论在复合材料设计时还是复合材料损伤分析时,准确掌握材料中的外载应力场的大小和空间方位都是很重要的[2]。但由于各种条件限制,有时很难通过实验方法测得复合材料中应力的分布情况,难以对复合材料的应力集中区和损伤演化情况作出预测,而有限元方法可以建立不同的纤维形状,可以考虑到细观结构上应力空间的变化以及塑性变形,因此可以给出一点较详细的应力-应变时间和空间描述[3-5]。20世纪90年代以来,国内外对复合材料的外载应力场进行了较多的数值模拟,这些研究所建模型大多为包含一个颗粒的单胞[6-7],这难以考虑颗粒之间的相互作用,而且以前的研究主要集中在定向排列纤维或颗粒增强复合材料的性能[8-9],定向排列计算模型基本上都是复合材料实际结构的一种抽象,未能反映真实材料的一些重要特...  (本文共4页) 阅读全文>>

《物理学报》2009年S1期
物理学报

非一致随机分布复合材料力学参数预测的统计二阶双尺度方法

1.引言随着科学技术的发展,颗粒随机分布复合材料以其重量轻、耐磨性强和耐高温等特点越来越受到重视.在随机分布复合材料中有一类材料,其颗粒的随机分布特征不是处处都相同,也不是杂乱无章,而是逐渐变化的.如图1所示,图1(a)中颗粒分布处处相同,而图1(b)中颗粒分布从左端到右端逐渐稀疏.不但颗粒的体积分数可以渐变,其形状、尺寸、方位角、材料属性以及空间分布特征都可能随着位置逐渐变化.我们把这种结构命名为非一致随机分布复合材料结构.由于夹杂物在基体中分布渐变的微结构特征,导致这类复合材料结构的宏观物理、力学性能在空间上具有连续变化的特点,从而使材料的结构具有多功能特性.如何能够充分地预测、设计、制备并应用非一致随机分布复合材料结构的多功能特性已经成为科学家和工程师们关注的一个焦点.到目前为止,针对随机分布复合材料的力学性能预测,科学家和工程师们已经做了很多工作,例图1随机分布复合材料微结构示意图(a)一致随机分布,(b)非一致随机分布...  (本文共7页) 阅读全文>>

扬州大学
扬州大学

基于两步模糊建模的随机分布系统故障分析及仿真研究

包含随机噪声、外部干扰以及系统故障的随机过程广泛存在于工业控制和航空航天等实际模型中,其中含有非高斯变量的随机分布系统因为工作环境复杂以及缺乏完整的模型信息,已经成为控制工程领域的研究热点。特别当系统受到故障以及外部干扰的影响时,如何保证系统稳定尤为重要。论文在此基础上,研究随机分布系统的两步模糊建模方法,进一步讨论系统的故障诊断、容错控制以及控制算法的Simulink实现等问题。论文的主要工作包括如下方面:针对复杂非高斯随机分布过程,基于模糊逻辑系统和T-S模糊模型的动态逼近性能,研究两步模糊建模理论框架,在此基础上讨论系统的故障诊断问题。设计模糊滤波器以及带有投影算法的自适应调节率,很好地估计系统故障,同时保证了故障估值的有界性。基于凸优化理论和Lyapunov分析过程,计算滤波器增益,验证了误差系统在故障发生情况下的稳定性。仿真算例比较了B样条函数和模糊逻辑系统逼近的动态过程,仿真结果显示出系统具备了良好的故障诊断性能。在...  (本文共64页) 本文目录 | 阅读全文>>

《科学技术与工程》2009年10期
科学技术与工程

颗粒增强复合材料随机分布模型的数值模拟

准确而有效地预测颗粒增强复合材料的机械性能,包括其强度、刚度、延展性以及热膨胀系数等,对于材料设计和应用是十分必要的。已有的有限元法数值模型主要包括圆柱体和立方体单位胞体模型(unit cell mode1),Guild[1]用圆柱体模型预测了聚乙烯羟磷灰石复合材料的性能。Balac[2]用立方体单位胞体模型模拟了聚乙烯丙脂羟磷灰石复合材料的应力场分析。而圆柱体单位胞体是对实际的颗粒增强复合材料的一种简化模型[3],ZhangJiang-Tao[4]等建立了随机分布的平面模型,研究预测了复合材料动力学性能。对于规则分布的球形颗粒增强复合材料,六棱柱和立方体单位胞体模型是对实际情况的较真实的反映。近年来,尽管对立方体单位胞体模型和六棱柱单位胞体模型有一些研究进展,但对颗粒增强复合材料而言,颗粒的分布往往是杂乱无章的随机分布,而颗粒的直径往往也是在某一平均值下符合正态分布的。但迄今为止,对于单位胞体模型(不管是圆柱体、立方体还是六棱...  (本文共4页) 阅读全文>>