曹小杉
- 作品数：36 被引量：35H指数：3
- 供职机构：西安理工大学土木建筑工程学院工程力学系更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金陕西省自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：理学金属学及工艺一般工业技术自动化与计算机技术更多>>
- 基于GABP的压力容器表面裂纹断裂研究
- 2023年
- 压力容器在长期运行过程中表面裂纹问题难以避免,进行基于断裂分析的安全评估对压力容器的稳定运行具有较强的现实意义.针对二维J-积分理论难以应用于表面半椭圆裂纹,数值模拟耗时冗长的问题,论文提出一种采用三维J-积分量化压力容器表面裂纹尖端应力强度,再结合神经网络进行预测的安全评估方法.通过有限元方法计算了1200例不同几何尺寸、裂纹尺寸和内压载荷的含表面裂纹的压力容器问题,分析了半椭圆裂纹尖端三维J-积分结果,构建修正系数F表征材料性能、裂纹尖端奇异性以及容器几何特征对三维J-积分的影响.基于生成的机器学习数据集,搭建反向传播神经网络(BPNN)模型,采用遗传算法优化,形成GABPNN预测模型.结果表明:BPNN和GABPNN模型预测精度高达96%以上,在未知数据上亦可以取得较为准确的结果,可以高效地预测裂纹尖端三维J-积分,对于实现计算机辅助压力容器安全性现场快速评定提供新的思路和方法.
- 张邢胡义锋李群师俊平梁浩徐勇张柏华曹小杉
- 关键词：遗传算法人工神经网络压力容器
- 温度相关性热电发生器耦合场的幂级数迭代近似解析解
- 介绍/亮点1.采用幂级数迭代近似求解法求解直角坐标系和柱坐标系下的变系数非线性微分方程,且得到的近似解收敛性好,精确性高;2.探讨了热电材料的温度相关性及器件的几何形状对热电效率的影响;3.当考虑材料的温度相关性时,对于...
- 牛薇曹小杉
- 压电椭圆柱曲壳中的SH波
- 本文研究极化方向沿母线方向的压电共焦椭圆柱曲壳的SH 波。基于运动方程、准静态Maxwell 方程、本构方程、几何方程和电位移与电势函数关系建立用位移和电势函数表示的椭圆柱坐标系的波动控制方程组。运用分离变量将场控制偏微...
- 曹小杉汝艳师俊平
- 关键词：SH波
- 功能梯度材料板中Lamb波传播特性研究被引量：11
- 2009年
- 对材料性能参数沿厚度连续变化的横观各向同性热应力缓和型功能梯度材料板中Lamb波的传播问题,采用幂级数法,求得其相速度方程.借助数值算例,分析了参数梯度变化对Lamb波频散曲线的影响,并与相应陶瓷板和金属板中的频散曲线进行了对比.进一步研究了参数梯度变化对波结构的影响,揭示了Lamb波在这种非均质板中的传播行为,所得结果可以为功能梯度材料及结构的超声表征与检测提供理论依据.
- 曹小杉金峰王子昆
- 关键词：功能梯度材料LAMB波超声检测
- 基于泛形理论的粗糙表面法向接触刚度研究
- 2022年
- 基于泛形理论和赫兹接触理论,通过泛形海岛分布描述粗糙表面的形貌从而建立结合面弹性接触模型,求解结合面的法向接触刚度.假设粗糙接触表面微凸体的高度满足高斯分布,通过赫兹接触理论建立单个微凸体的微观接触模型,利用粗糙表面的泛形复杂度D与面积度量尺码的最小下确界a;确定表面形貌.泛形复杂度反映微凸体在粗糙表面上占据的空间大小程度;度量尺码下确界是接触过程中的最小接触面积.通过泛形复杂度和面积最小下确界推导出粗糙表面法向接触刚度的解析表达式.数值算例结果表明:在相同的面积尺度区间内,粗糙表面的法向接触刚度随着泛形复杂度的增加而增加,反之减小.当接触表面的泛形复杂度不变时,粗糙表面的法向接触刚度随最小下确界的减小而增大.泛形复杂度的较大时,最小下确界的变化对于接触刚度的影响更加明显.通过与已发表的文献结果对比分析之后,发现采用泛形海岛模型所得到的结合面接触刚度与文献中实验结果吻合较好.
- 来延伟曹小杉上少飞师俊平
- 关键词：复杂度法向接触刚度赫兹接触
- 功能梯度压电压磁圆柱壳中纵向波的截止频率
- 2023年
- 采用解析方法研究材料参数沿径向变化的功能梯度压电压磁圆柱壳体中纵向导波的截止频率.建立了利用位移函数、电势函数和磁势函数表示的柱坐标系下功能梯度压电压磁圆柱壳中纵向波的力、电和磁耦合波动方程并表征齐次边界条件.在波数趋于0的条件下,采用Wentzel-Kramers-Brillouin(WKB)方法求解方程并推导得到梯度壳体中纵向导波截止频率的显式近似解析解.分别对比均质压电压磁圆柱壳体中纵向导波的截止频率的贝塞尔函数解和由功能梯度压电压磁圆柱壳体中纵向导波频散曲线所得的截止频率,验证了WKB解的高精确性.通过进一步解析推导简化可得:纵向波的截止频率是两个近似等差数列的集合;其公差分别与材料两种等效波速的倒数沿径向的积分成反比.数值算例表明,直接利用两个数列的公差表示截止频率具有足够的精度.研究对比分析了弹性参数、密度、电学参数、磁学参数和壳体厚度单独变化对截止频率的影响规律.其中弹性参数和密度梯度变化对截止频率影响较为明显;电学参数与磁学参数梯度变化对其截止频率影响较小;壳体厚度增加会导致截止频率降低.文中给出的分析方法与结论可适用于功能梯度弹性材料与功能梯度压电材料圆柱壳中纵向导波的截止频率,这些结论可为基于截止频率的非均质材料圆柱壳的超声无损检测提供理论依据.
- 邓良玉曹小杉马星荃汝艳
- 关键词：截止频率WKB
- 两相材料界面裂纹的起裂方向及断裂参量研究被引量：3
- 2014年
- 采用FRANC2D软件研究了两相材料含界面裂纹的断裂特性。通过在材料界面利用CASCA手动生成界面裂纹并在裂纹尖端附近设置1/4奇异等参元,得到了界面裂纹的复应力强度因子;数值模拟得到了界面裂纹的起裂方向,并分析了界面裂纹的破坏特征。计算结果表明:1/4奇异等参元很好地描述了裂纹尖端场的1/r(1/2)奇异性,FRANC2D软件能够模拟界面裂纹的扩展方向,可以得到界面裂纹尖端的应力场和复应力强度因子,为界面裂纹的断裂特性的进一步分析提供依据。
- 师俊平曹小杉胡义锋罗峰
- 关键词：应力强度因子
- 功能梯度压电材料半空间中的Rayleigh波
- 对于材料参数沿厚度方向连续变化的横观各向同性压电材料半无限体中Rayleigh波的传播问题,应用Wentzel-Kramers-Brillouin(WKB)方法得到了渐进解析解答。对于自由表面电学开路和电学短路边界条件,...
- 曹小杉金峰王子昆
- 关键词：功能梯度压电材料弥散特性WKB方法
- 一种材料断裂面分形维数的计算方法
- 本发明公开了一种材料断裂面分形维数的计算方法，包括提取材料断裂面的轮廓线，在轮廓线上绘制中线，中线对应的纵坐标值为截距c，将中线沿轮廓线的纵轴方向平移，记录不同处中线对应的截距，同时计算不同处中线与轮廓线的包络面积；计算...
- 曹小杉董颖璇师俊平
- 功能梯度纳米铜板中的SH波
- 研究层状功能梯度纳米铜板中的的SH波传播特性.
- 牛怡曹小杉张健
