史雪荣[1]2003年在《灰色系统模型及其在应力集中问题中应用》文中研究说明本课题主要研究灰色系统GM(1，1)模型在应力集中问题中的应用及适用范围。文中首先对已有的应力集中外推方法作了简要概述，然后，介绍了灰色系统理论GM(1，1)模型的建模过程、误差来源及精度检验标准。应变电测法是测量应力集中区最大应变值的一种比较常用的方法，主要是利用某些可测点的值去推测不可测点的值，即通常所说的外推法。但在实际运用应变电测法时存在一个问题，对于同一问题，采样位置不同时，用GM(1，1)模型预测结果的精度会有不同。针对采样位置对模型精度有一定的影响这一问题，本文通过叁个具体例子来研究采样位置对模型精度的影响，探求用应变电测法和GM(1，1)模型外推法求最大应力值时最佳的采样位置，从而为更合理的运用应变电测外推法提供一个理论依据。 为了对比和分析，文中利用复变函数理论对带有一种叁角形孔、一种正方形孔的无限大受拉板的近似理论解进行了推导，得出了解析解。并结合圆孔的情况构造出若干建模数据列，通过对模型预测结果的分析可知，当采样位置在一定范围内时，直接建立GM(1，1)模型精度较高，当超出了这个范围时，模型精度降低。 为了提高模型精度，满足工程上的需要，需要对GM(1，1)模型加以改善。本文在论证加权均值若干性质的基础上，将其运用于灰色系统GM(1，1)模型的建模过程，使传统的GM(1，1)模型得到改进，并将改进后的模型应用于应力集中问题，取得了较好的效果。这表明该建模方法有一定的实用性。
王沙燚[2]2008年在《灾害系统与灾变动力学研究方法探索》文中研究表明灾害系统是一个极其复杂的巨系统,它的发生、演化都具有相当复杂的特征,如有序化、突跳性、不可逆性、长期不可预测性以及模糊性、灰色特性等,这些特征都是传统的牛顿力学所不能描述的。然而,耗散结构、协同、突变论、混沌理论等非线性理论和复杂性科学的出现,使得从总体上研究系统灾变的非线性动力学发生、演化过程及控制因素成为可能。以耗散结构、协同、突变论、混沌理论的非线性理论强调了系统发生、演化的方向,亦即系统演化的不可逆性。开放的灾害系统吸收负熵流,系统的各个组成部分之间存在非线性作用,并在涨落作用下通过自组织和突变形成新的有序的结构—耗散结构。本文从耗散结构和自组织的角度研究整理了实际工程中的滑坡、围岩系统演化、水土流失、生物湮灭等灾变过程的发生、演化,总结了复杂性科学在煤矿安全管理中的指导作用,并介绍了耗散理论在社会经济、证券市场、气象、水文循环中的应用。突变理论是研究系统的状态随外界控制参数连续改变而发生不连续变化的数学理论,是研究灾变系统突跳特性的重要工具。本文介绍了尖点突变模型在系统危险性评价、预测和采矿、水利工程中灾害分析的应用,以及在隧道、地下硐室施工中防灾的指导作用;介绍了含软弱夹层岩体边坡失稳问题和建筑火灾的燕尾突变模型的应用。针对灾害系统的模糊性和灰色特性,本文介绍了利用模糊理论和灰色预测理论,为灾害系统的分级、综合评价、聚类分析和灾害的预测等问题整理出了较系统的解决办法。此外,灾害链理论是近几年才发展起来的灾害理论,本文介绍了基于灾害链式发生机理的防灾减灾新方法的当前有关成果。信息熵是热力学熵的推广,是系统混乱程度的测度。灾害系统的发生就是降维、有序化的过程,因此,用信息熵的演化来描述灾害系统的发生、演化特征是可行的。本文在修正一些既有灾害熵表述的不足之处基础上,构造灾变信息熵基本量的特征,并提出了基于损伤张量第一不变量构造损伤信息熵的观念。介绍了信息熵应用于系统的安全评价以及水文循环等实际问题中。混沌论是上世纪60年代才建立起来的科学,混沌是指在确定性系统中出现的无规则性或不规则性,灾害的混沌特征主要表现在短期可预测而长期不可预测的特征。用Lyapunov指数、Kolmogorov熵、分数维等研究、预测灾害系统的演化,以达到防灾的目的。本文介绍了滑坡、基坑的非线性混沌预测以及基于混沌理论的冲击地压预测的具体方法。本文总结大量的灾害研究的资料,并以此为基础探索、总结了灾害系统的非线性与灾变动力学的研究内容和方法,从大系统角度讨论了如何研究灾害孕育、演化、发生、传播、影响,评定、预测和防止的普遍规律和方法。提出了建立灾害系统和灾变动力学的思想和理论框架体系,为灾害研究以及防灾减灾提供了新思路。
李永祥[3]2007年在《数控机床热误差建模新方法及其应用研究》文中研究指明本文首先对国内外数控机床热误差补偿技术的研究现状作了概述与分析,在此基础上,对热误差补偿研究的关键技术如:①热关键点的优化选择、②热误差建模技术进行了深入的分析研究,并通过数控机床加工中心的实验应用分析,证实本文研究成果可显着有效地改善机床的加工精度。主要研究工作包括以下几点:(1)针对影响机床热误差建模的机床温度场分布问题,提出了优化热关键点的新方法。借助于灰色系统理论的关联度分析方法,根据现场测得的统计数据序列,建立了灰关联分析模型,分析了影响机床温度场分布中的各因素对机械加工热误差的重要程度,对其进行了综合性能评价并进行了相对优劣排序,从众多的温度测点中选出了影响程度最关键的点,经过温度测点的筛选,减少了测点的数量,优化了测温时热传感器在机床上的布置,从而可以较简便的分析所研究机床的热误差,提高了热误差模型的鲁棒性。(2)提出了采用时间序列分析法进行机床热误差建模的基本原理及方法,及其在数控机床热误差补偿建模中的应用。详细论述了如何利用实测的热误差序列进行识模、建模和预报,最后通过对车削中心连续多组观测数据进行了计算分析,论证了时序分析法在数控机床热误差建模应用中的可行性与有效性。(3)提出了采用灰色系统模型进行机床热误差建模的基本原理及方法,及其在机床热误差补偿建模中的应用。详细论述了如何利用实测的热误差序列,通过灰色系统理论的建模方法进行机床热误差建模和预报。并且在此基础上提出了基于改进灰色系统的预测模型,该模型首先利用函数变换法改善灰色系统数据序列的光滑度,然后采用等维新陈代谢法克服了传统的灰色预测模型的不足,使所建模型具备了输入数据动态更新的能力,使预测更趋于合理。(4)基于机床热变形误差的产生机理及其表现形式的复杂性,本文综合了时序分析方法建模和灰色系统理论建模的优点,研究了智能预测模型,将该模型应用于一台数控车削加工中心进行热误差趋势预测,进行机床热误差补偿研究。智能预测模型是在灰色系统GM(1,1)建模思想的基础上,首先通过函数变换法改变了机床热误差原始数据序列的光滑度,再用得到的新数据序列建立灰色系统GM(1,1)模型,对于GM(1,1)模型的残差序列又建立了时序分析模型,以修正原GM(1,1)模型,从而进一步改善了综合预测模型的建模精度,将其应用于工厂现场的一台数控车削中心进行热误差预测建模研究,取得了令人满意的结果,能够有效地提高机床热误差的预测精度,对实现机床热误差实时补偿具有重要意义。(5)主要介绍了测量不确定度的定义及内容,借助于灰色系统理论的特点,着重探讨了检测系统的动态不确定度的计算步骤和方法。结合自主研发的数控机床热误差实时补偿检测系统,对车削加工中心热误差进行了测试,通过获得的测试数据来进行动态不确定度分析和研究,最终得出了检测系统的动态不确定度表达式,并与其静态不确定度进行了比较,分析了产生误差原因,通过残差修正进一步提高了动态不确定度的精度,为科学的评价检测系统,提高检测系统的有效性提供了依据。(6)进行热误差鲁棒建模的试验研究,实施热误差实时补偿在车削中心上的应用。先进行热源分析、热模态分析和温度传感器最佳安装位置分析,以了解影响机床加工精度的主要热源及获得机床上的关键温度点;然后利用上述多种机床热误差建模方法进行热误差检测和建模;最后给出热误差补偿系统,并通过实际生产使用情况论证方法的正确性。
郭峰[4]2014年在《基于灰色理论的机械传动零部件故障预测方法研究》文中研究表明灰色系统理论以信息不完整、具有不确定特性的系统为研究对象，由邓聚龙教授在1982年创立，被广泛应用于经济、天气预报、农业及工业等领域中。作为机械传动系统的关键零部件，齿轮和轴承由于长期在高载荷高转速工况下工作，发生故障比例极高，导致的灾难性事故经常发生，采用故障预测技术可以降低经济损失，增加机器使用的寿命，研究故障预测方法具有重要的应用价值。针对机械设备系统通常具有不确定性、动态时变性以及小样本等问题，本文采用灰色系统理论构建故障预测模型。本文的主要研究工作如下：(1)对最典型的灰色预测模型GM(1,1)模型进行研究，针对在处理带有冲击扰动的原始数据时，传统的GM(1,1)模型预测误差很大的问题，提出了一种基于弱化缓冲算子的数据预处理方法；(2)充分利用弱化缓冲算子对不稳定数据进行平滑的优势，预处理了带扰动的数据，建立一种弱化缓冲算子修正的GM(1,1)模型，并将此修正模型应用于齿轮寿命的预测建模中，实验结果表明该模型预测的精度和准确度均有所提高；(3)针对传统灰色多参数模型MGM(1,m)在建模机理上用近似值替换引起误差的这一缺陷，提出了一种背景值优化的灰色多参数模型。将新的背景值优化灰色预测模型应用到轴承故障预测中，以某型引风机轴承定检周期内的故障为例，验证了该模型较常用MGM(1,m)模型具有更高的预测准确度。
王旭亮[5]2009年在《不确定性疲劳寿命预测方法研究》文中指出疲劳破坏是机械构件失效的主要形式。随着现代机械向高温、高速和大型化方向发展,许多构件在复杂、恶劣的工作环境下运行,不确定性因素大大增加,疲劳破坏事故更是层出不穷。因此,深入研究机械构件的疲劳破坏机理和疲劳寿命预测方法,对加快我国现代化建设有着十分重要的理论意义和工程实用价值。本文在目前已有的确定性疲劳寿命预测方法和常规可靠性设计的基础上,结合概率论、模糊数学和灰色系统理论,系统研究了叁种不确定性方法在疲劳寿命预测及疲劳可靠性设计上的应用,主要开展了以下几个方面的研究工作:分析了疲劳寿命预测中存在的大量模糊现象,探讨了“精确性”与“模糊性”的对立和统一以及“随机性”与“模糊性”这两种不确定性的区别和联系。针对工程中不同情况下构件的疲劳寿命预测,首次提出了“应力模糊带”的概念及其两种扩展方式,系统阐述了应用模糊数学中的隶属函数将疲劳寿命预测中的模糊性进行定量描述的方法。算例分析的结果表明,此方法较忽略模糊性的传统方法更加准确、合理。针对传统Miner线性疲劳累积损伤理论无法考虑载荷加载顺序对构件疲劳寿命影响的缺陷,研究了不同载荷顺序下疲劳损伤存在的模糊性,提出了“疲劳损伤门槛值”和“疲劳极限扩展值”的概念,并首次应用模糊数学方法对不同载荷顺序下的疲劳损伤“模糊区域”进行了定量描述。为进一步考察载荷加载顺序对构件疲劳寿命的影响,以材料为6005AT6铝合金的某紧固孔模拟件为试验对象进行了疲劳试验,应用试验数据进行算例分析的结果表明,本文所提出的方法能够较好地反映载荷顺序对疲劳寿命的影响,预测结果更加准确、合理。另外,通过具体算例系统分析了选择不同的隶属函数及函数参数对疲劳寿命预测误差的影响,总结了隶属函数选取与函数参数设定的规律,得出了若干有意义的结论,可以有效指导工程实践。阐述了结构元件的无限寿命疲劳可靠性设计和有限寿命疲劳可靠性设计,针对多级载荷作用下元件的有限寿命疲劳可靠性设计这一焦点问题,在已有疲劳可靠性分析模型的基础上,从疲劳破坏的客观规律出发,提出了基于线性疲劳累积损伤理论的“累积损伤-临界寿命”动态干涉模型,通过理论分析和大量试验数据证明了模型分析的正确性和合理性,并推导了相应的可靠度计算公式,为模糊疲劳可靠性设计奠定了基础。分析了应力和强度的模糊性及处理方法,系统阐述了结构元件的无限寿命模糊可靠性设计和有限寿命模糊可靠性设计。在有限寿命模糊可靠性设计中,基于本文提出的“累积损伤-临界寿命”动态干涉模型,把疲劳破坏条件视为一模糊事件,认为元件从安全状态到失效状态不是以突变形式完成的,而是存在一个渐进过渡阶段,首次应用模糊数学方法对常规疲劳可靠性设计所无法处理的模型性不确定性问题进行了定量描述,并推导了相应的可靠度计算公式。算例分析的结果表明,此方法的预测结果更加符合试验数据,同时也说明了此方法在工程上具有更广泛的适应性和灵活性。针对疲劳现象的复杂性,研究了灰色系统理论在疲劳寿命预测中的应用,将疲劳现象视为存在于一个灰色系统中,提出了运用灰色系统理论,通过建立灰色系统GM(1,1)模型预测构件疲劳寿命的新方法,算例分析的结果表明这一方法具有较好的预测精度和工程实用价值。
张彦[6]2006年在《基于灰色理论的汽车产品可靠性工程研究》文中提出汽车可靠性工程学是把可靠性工程学的一般原理、方法结合汽车工程问题,形成了以研究汽车可靠性设计、可靠性分配、可靠性预测、可靠性试验、可靠性评价、维修性等等为主要内容的应用性学科。作为一种新理论和方法,灰色系统理论是通过对“部分”已知信息的生成、开发去了解、认识现实世界,实现对系统运行行为和演化规律的正确把握和描述。它的研究对象是“部分信息已知,部分信息未知”的“小样本”、“贫信息”不确定性系统。本文将灰色系统理论与传统的可靠性方法结合在一起,应用于汽车产品的可靠性工程之中,对基于灰色系统理论的汽车产品可靠性工程进行了理论分析和实例应用。 第一章介绍了可靠性概念和发展,以及新出现的一些理论和方法,综述了国内外对汽车可靠性研究的发展和现状,提出了本论文研究的主要内容。 第二章阐述了灰色系统理论的形成、特点、基本概念和原理,了解灰色系统理论的主要研究内容,同时,定义了灰数和灰色系统的生成概念。对灰色可靠性的发展状况以及在汽车产品可靠性工作中的应用也作了简单的介绍。提出将灰色系统理论中的灰色决策、灰色关联分析法、灰色模型、灰色预测和灰色聚类法应用于汽车可靠性工程之中,建立了一个较为完整的基于灰色理论的汽车产品可靠性工程的体系结构。可以为汽车可靠性工程提供一种新的技术手段进行研究。 第叁章讨论了汽车可靠性设计的含义及其重要地位:从系统、零部件、外购件、人机工程和汽车产品制造几个方面来了解汽车可靠性设计的基本内容;简单介绍汽车可靠性设计常用的几种方法。提出将健壮设计与传统的可靠性方法相结合,形成以顾客为中心的汽车可靠性设计分析方法。将灰色关联分析法应用于汽车产品的可靠性设计之中。利用实例说明,在设计阶段利用相同或相似产品的故障诊断和分析可以为设计者提供设计的参考依据,获得高可靠性的汽车产品。 第四章介绍了可靠性预测的的意义、目的和方法,并引入灰色系统理论中的灰色预测对汽车产品进行故障预测。灰色预测依据以往产品零部件的故障数据对相似产品进行故障预测,以便改进设计方案,以提高产品的可靠性水平。 第五章在可靠性管理概念的基础上提出汽车可靠性管理的概念,指出:加强汽车企业的可靠性管理,对于提高企业的经济效益至关重要;对汽车产品可靠性管理所涉及到的内容进行了详细的介绍;提出了可靠性管理的新方法——基于并行工程的汽车可靠性管理;将灰色系统理论的灰色聚类法应用于基于并行工程的汽车可靠性管理,根据收集到的可靠性数据对汽车产品采用灰色聚类分析法进行质量评价,为汽车产品可靠性设计和制造改进的提供重要依据。 第六章对全文的研究工作进行了总结,给出了本论文的主要创新点,提出了有待进一步深入研究的问题。 将灰色系统理论应用于汽车产品的可靠性工程中,可以解决许多复杂的和用传统方法很难或者根本不能解决的问题。这一新的理论和方法的引入,将大大地丰富可靠性工程本身的内容,也能使传统的方法增添新的活力,使原先一些悬而未解的问题在一定程度上得到了解决,为可靠性研究和应用开辟了更广的研究方向。
王钟羡[7]2008年在《缺口应力预测和裂纹尖端约束评估》文中研究指明论文在分析孔口应力场的基础上,从灰色系统的观点出发,探讨灰色预测模型在应力集中等工程力学问题中的应用。首先对灰色预测模型进行研究。根据GM(1,1)灰色模型的指数特性,通过区间求积给出了关于背景值的一个计算公式,讨论由此建立的GM(1,1)改进模型的适用范围和预测精度。同时,对原始数据序列一次累加生成时,考虑序列的间距,提出一种建立非等间距序列GM(1,1)模型的方法。进而,研究灰色预测模型在应力集中测试中的应用。根据六种典型应力集中试件的应变电测试验,用电测数据建立灰色模型,预测应力集中问题的峰值应力。研究表明,灰色预测具有所需要的测试数据较少、预测值精度较高的特点,用灰色预测模型得到的预测值可以符合工程实际的需要。论文在分析裂纹尖端应力场的基础上,采用J-A_2双参数弹塑性理论对裂纹尖端的约束效应进行评估。探讨如何依据裂纹尖端的约束水平,将由实验室试件测试得到的断裂力学参数转移应用到实际裂纹构件。分析不同温度和不同载荷情况下,浅裂纹试件和标准深裂纹试件裂纹尖端区域的应力场。根据约束参数A_2的特点,对单边缺口拉伸试件进行加载设计,用不同的偏心载荷来模拟各种载荷形式和约束水平。在韧脆转变区,建立约束参数A_2与主曲线参考温度T_0之间的关系,根据裂纹的约束水平预测断裂韧性随温度的变化。提出一种二点匹配方法,使J-A_2修正解适用于深裂纹、大范围屈服情况,J-A_2的控制区得到进一步扩大,断裂韧性测试对试件尺寸的要求将更加宽松。进而,根据J-A_2控制扩展理论,建立J_R曲线与约束参数A_2之间的关系,根据裂纹的约束水平预测其扩展阻力。此外,为方便工程应用,给出单边缺口弯曲试件和单边缺口拉伸试件的约束等效曲线和各试件构形间约束参数的转化关系式。建立J-A_2双参数断裂准则,对不同裂纹深度的管道进行弹塑性断裂预测。对双向荷载下,多裂纹问题进行弹塑性分析,研究载荷比、裂纹间距、相邻裂纹长度对主裂纹J-积分和约束参数A_2的影响,给出相应的影响系数。
游涛[8]2014年在《桥梁施工监控及桥梁裂缝成因研究》文中认为目前,高速铁路建设在国民经济正以飞快的速度发展,而桥梁体系在高速铁路中被大量采用,预应力混凝土连续梁桥也成为目前应用最为广泛的桥型之一。在高速铁路桥梁施工过程中,桥梁施工监控的重要性逐渐被重视。桥梁施工监控能保证桥梁成桥线形,使桥梁内力满足设计要求,并且还给桥梁预留长期观测点,为桥梁创造终身监测条件,给桥梁运行阶段的养护工作提供科学可靠的数据。本文系统介绍了桥梁施工监控的目的和方法,并以沪昆高速跨320国道立交特大桥为主要工程研究背景,通过桥梁博士有限元软件建模分析与计算和现场测量与调整,论证了该桥梁的监控效果,并说明了桥梁施工监控在桥梁施工过程中对桥梁线形控制的重要性。文章中还采用灰色系统理论对相关结果进行预测和对相关缺失数据进行估算,在前人的基础上进一步论证灰色理论在桥梁施工监控中的可行性。文章最后还针对该桥梁0#块出现的裂缝,从扭转应力、水泥水化热、外界气温骤变以及日照温差影响四个方面进行分析,运用ANSYS有限元软件建立仿真模型,对各种因素进行比较,分析该裂缝出现的原因,并总结了0#块开裂预防措施。
熊志鑫[9]2010年在《基于强度稳定综合理论的金属疲劳寿命研究》文中指出本文主要研究强度稳定综合理论的内涵及其在材料力学性能的相似性、疲劳寿命、弹塑性断裂力学和整理实验数据中的应用。论文各章的主要研究工作：(1)通过引入四个短语对综合理论的内容和计算方法进行全面表述,勾勒出整个综合理论的体系以及解决问题的方法论。对大深度载人潜水器钛合金耐压球壳的极限强度问题,提出基于切线模量因子Φt为参数的简便算法,以解决钛合金材料的物理非线性问题和较大厚度半径比带来的中厚度球壳问题以及初始缺陷的问题。并将计算结果与经验算式值、有限元数值结果以及实验结果进行对比分析。(2)对大量船舶结构和飞机结构常用金属材料的性质曲线进行统计分析,分别建立材料无量纲应力应变曲线、相对应力和相对疲劳寿命的平衡状态参数曲线。通过材料性能曲线的参数Φt表达,发现多数材料间存在的相似性规律。材料的这种相似性规律可以使用PL(c,m)模型表达并应用于估算疲劳的局部应变值。(3)应用衍生比例定律和S-N曲线,可以建立疲劳寿命的参数Φt表达式。根据平衡状态参数Φt与断裂韧度KIC存在的对应关系,分别得出关于应变疲劳寿命和应力疲劳寿命的折算裂纹长度的计算原理和方法。(4)研究强度稳定综合理论的建模方法,比较分析该方法与灰色理论建模方法的联系和不同之处,将综合理论的建模方法拓展用于不同合金材料疲劳寿命的分析与预测,并应用于屈服应力的疲劳寿命估算,讨论拉伸曲线特征点对应疲劳寿命的灰关联分析。(5)将综合理论解决非线性问题的方法引入到断裂力学领域。通过综合理论和断裂力学理论中的参量进行比较分析,建立基于综合理论的弹塑性断裂的表达和计算方法,并与COD方法、J积分等经典方法进行比较,建立各种COD设计曲线和设计公式的Φt～ε统一表达式以及Kcr～Φt(φ)的安全评定曲线。(6)从材料的应力应变关系出发,运用PL(c,m)模型对压杆、受压板、加筋板、圆柱壳等承压结构的相关实验数据、规范表达和计算公式进行基于参数Φt法的格式化整理与说明。在相似性规律的基础上,利用综合理论对非对称循环疲劳寿命的试验数据进行描述和研究。还可以将该理论及方法应用于处理弹塑性断裂力学试验数据,并得出和若干经验公式表达的一致性。
倪绍虎[10]2010年在《地下工程并行优化反演分析方法研究》文中研究表明随着我国越来越多大型地下工程的建设,地下洞室围岩稳定成为岩土工程领域的一大热点问题。由于岩体介质的复杂性和不确定性,工程施工前难以获得十分准确的地质条件和赋存环境信息,因此利用工程类比和数值分析等传统的围岩稳定分析方法难以完全解决工程实际问题,基于现场监控量测的监测反馈分析就显得很有必要,也更能客观反映工程实际。通过施工开挖期现场量测信息和地质揭示获取更为可靠的工程基础资料,实时反馈围岩稳定状态,反演现场岩体参数并对后续过程进行预测预报,实现动态反馈、信息化施工。本文在总结前人研究成果的基础上,主要围绕地下工程监测反馈分析、层状岩体介质迭代计算方法及参数反演、基于围岩松动圈的参数场反演、渗流排水孔数值模拟、渗流场反演、反演的并行优化算法等几个关键问题开展了研究工作,并成功应用于实际工程中。本文研究主要包括如下几个方面的内容：(1)综述地下工程的工程特性和围岩稳定反分析方法,提出目前地下工程中反分析及动态优化设计中存在的一些实际问题。(2)将粒子群优化算法运用于地下工程参数优化反演中,并对优化反演算法的收敛性和并行性进行了改进,运用改进的并行粒子群优化算法进行反演,极大地提高了优化性能和计算速度,通过算例验证了算法的可行性、可靠性及优越性。(3)提出采用隐式复合单元法对渗流排水孔进行数值模拟,很大程度上减少了计算工作量,经济可行,通过数值算例和工程实例得到了验证。针对渗透参数难以准确确定的问题,通过水位和流量等观测信息对渗透参数及渗流场进行反演分析。(4)运用信息实时反馈和动态优化技术对大型地下洞室群施工开挖、支护进行快速监测反馈分析。通过现场实测数据预处理和跟踪分析,对施工开挖量测信息进行深度挖掘；基于机群并行计算依据实测数据信息进行参数反演和围岩稳定评价；并采用反演正算预测和灰色理论预测方法对后续施工开挖进行预测预报分析。通过集监测、反馈和预测于一体的快速监测反馈分析技术指导后续施工开挖过程,制定及时有效的变更方案和防范措施,以保证地下洞室群施工期和运行期的安全稳定运行。(5)对层状各向异性岩体介质的破坏特性和迭代计算方法进行了研究。采用改进的叁维非线性层状各向异性弹塑性损伤有限元法,通过数值分析方法对层状岩体的特殊破坏模式进行了模拟。分析了岩层倾角和岩层走向对围岩稳定的影响,提出层状岩体中地下洞室的合理布置方式。并针对层状岩体的各向异性特性,采用基于MPI的并行粒子群优化算法进行参数反演。(6)地下洞室开挖后形成围岩松动圈,其力学特性与开挖前未扰动岩体相比有很大差异。研究了松动圈的形成机制和测试分析方法并通过实例进行分析。在松动圈双重介质或多重介质反演模型的基础上,提出了基于松动圈的围岩“参数场”位移反分析方法。充分考虑受施工开挖爆破影响后围岩的松动“劣化”效应,模拟施工开挖过程中地下洞室群的动态响应特性,更接近工程实际,为地下工程参数反演提供一种新思路。最后,总结本文研究成果,并对今后尚待深入研究解决的问题进行了展望。本文研究工作从工程实际出发,对地下工程反分析做了比较系统地研究,并对优化算法、主从式并行反演、排水孔数值模拟、层状各向异性岩体介质迭代计算及围岩松动圈数值模拟等诸多方面进行了改进,以解决实际工程问题,为地下洞室的设计和施工提供一定参考。
参考文献：
[1]. 灰色系统模型及其在应力集中问题中应用[D]. 史雪荣. 江苏大学. 2003
[2]. 灾害系统与灾变动力学研究方法探索[D]. 王沙燚. 浙江大学. 2008
[3]. 数控机床热误差建模新方法及其应用研究[D]. 李永祥. 上海交通大学. 2007
[4]. 基于灰色理论的机械传动零部件故障预测方法研究[D]. 郭峰. 沈阳大学. 2014
[5]. 不确定性疲劳寿命预测方法研究[D]. 王旭亮. 南京航空航天大学. 2009
[6]. 基于灰色理论的汽车产品可靠性工程研究[D]. 张彦. 合肥工业大学. 2006
[7]. 缺口应力预测和裂纹尖端约束评估[D]. 王钟羡. 南京理工大学. 2008
[8]. 桥梁施工监控及桥梁裂缝成因研究[D]. 游涛. 中南大学. 2014
[9]. 基于强度稳定综合理论的金属疲劳寿命研究[D]. 熊志鑫. 哈尔滨工程大学. 2010
[10]. 地下工程并行优化反演分析方法研究[D]. 倪绍虎. 武汉大学. 2010
标签：非线性科学与系统科学论文; 灰色系统论文; 应力集中论文; 预测模型论文; 疲劳寿命论文; 可靠性设计论文; 建模软件论文; 疲劳极限论文; 模糊理论论文; 可靠性分析论文; 疲劳断裂论文; 数据建模论文; 应力状态论文; 模糊算法论文; 可靠性测试论文; 误差分析论文; 可靠性论文;