基于Taguchi改进算法的脱水机悬挂系统参数优化研究

高速脱水机减振悬挂系统是其工作状态下抑振性能的基本保证,其中悬挂系统参数的波动更是直接影响高速脱水机的抑振效果。利用高速脱水机的动力学模型建立其筒体振幅的响应面模型,以该响应面模型为优化目标,悬挂系统参数为优化对象,分别采用传统遗传算法和基于Taguchi改进方法的混合遗传算法进行参数优化。对两种优化方法应用蒙特卡洛法进行算法分析。基于优化结果,开展高速脱水机多工况筒体振动试验研究,并进行对比验证。结果表明,基于Taguchi改进方法的混合遗传算法具有更优的精确性和稳健性,对于工程应用具有指导意义。     

基于加速混合遗传算法的非线性地表沉降模型参数优化研究

基于随机介质理论建立非线性地表沉降模型,将DFP变尺度算法嵌入到改进浮点编码遗传算法中,经加速循环得到加速混合遗传算法,对沉降模型参数进行优化分析。实例显示加速混合遗传算法优化地表沉降模型的三个参数的精度高于其它方法。     

结构动力鲁棒优化设计方法综述

如何提高结构动力学性能的鲁棒性,以减小各种不确定性因素对设计结果的影响是当前学术界和工程界研究和关注的热点问题之一。该文阐述了结构动力鲁棒优化设计的基本概念,从基于Taguchi的方法、基于多目标优化的方法和基于响应面建模的方法三个方面对结构动力鲁棒优化设计的研究进行了综述。以双转子为例,从结构的动力响应要求出发,采用响应面建模、多目标优化的方法进行了设计并与采用Taguchi方法得到的结果进行比较。结果表明,基于响应面建模、多目标优化的方法能够获得多个具有鲁棒性的设计方案,在处理具有不确定性的结构动力学问题时有着很大的应用潜力。最后,对当前方法和后续研究内容作了简要总结和展望。     

牵引变压器悬挂刚度采用响应面法的优化设计

为了对列车牵引变压器悬挂刚度进行优化设计,采用了响应面法。首先用车体及牵引变压器的有限元模型进行谐响应分析,取得车体与牵引变压器之间的振级落差。通过方差分析筛选出对振级落差影响显著的悬挂刚度参数,并构造了悬挂刚度与振级落差的二次响应面模型。最后,以振级落差最大为目标进行优化设计。结果表明,前、中、后三个悬挂位置的垂向刚度和后部横向刚度对振级落差影响显著。当前、中、后垂向刚度分别取2.05×106N/m、2.24×106N/m、7.68×106N/m,后部横向刚度取4.17×106N/m,车体与牵引变压器间的振级落差最大。该条件下振级落差的数学模型预测值为100.23 d B,仿真试验值为98.21 d B,两者基本一致,验证了响应面法在列车牵引变压器悬挂刚度优化设计中应用的可行性。     

核筒悬挂建筑结构体系的顺风向风致响应分析

核筒悬挂建筑结构是一种新型的高层建筑结构体系,其风致响应的研究很少.模拟了B类地貌下的风速时程,并转化为作用在结构上的风荷载时程;利用有限元软件ANSYS建立了结构计算模型,进行了结构水平顺风向风振响应分析,并与悬挂非减振结构进行比较,给出了阻尼器参数优化结果.分析结果表明,在水平顺风向风荷载作用下,核筒悬挂减振结构与...     

基于智能算法的动力吸振器多参数优化研究

动力吸振器在改善系统振动与噪声方面应用广泛,优化动力吸振器的参数是提高动力吸振器性能的关键。设计动力吸振器多参数优化目标函数,研究人群搜索算法在动力吸振器参数优化中的应用,并运用人群搜索算法、遗传算法和粒子群算法进行仿真计算,对比三种算法对动力吸振器进行参数优化时的稳定性、计算速度、计算精度。结果表明,所设计的基于人群搜索算法的优化方法具有较好的稳定性及计算精度,但计算速度稍慢于另外两种算法。工程实例证明,基于人群搜索算法优化后的动力吸振器对于改善汽车部件共振、降低车内噪声具有良好效果。     

基于响应面与灵敏度分析的区间不确定性参数识别方法

针对工程结构中普遍存在的不确定性,需开展考虑不确定性的有限元建模与模型参数识别。提出了具有区间不确定性参数识别的分步实施方法:①通过Box-Behnken矩阵设计方法进行响应面的样本点设计,并代入有限元模型计算获得结构的关心固有频率;基于二次多项式建立固有频率与待识别参数间的响应面模型;基于优化方法与自适应响应面思想对区间参数中值进行识别;②基于响应面模型并结合灵敏度分析,实现迭代区间参数半径的识别。通过某个质量—弹簧系统的数值算例和一组镜架系统工程实例的区间不确定性参数识别,验证了所提出方法的可行性和可靠性;参数识别结果表明所提出的方法具有较高的计算效率且可有效地避免区间优化导致的收敛问题。     

多重调谐质量阻尼器参数优化的一种改进算法及其应用

提出了一种抑制主系统风振响应为主兼顾质量调谐阻尼器(TMD)子系统相对位移响应的参数优化算法,据此对控制九江桥吊杆风振的多重调谐质量阻尼器(MTMD)系统的参数优化设计进行了研究,结果表明:按通常以主系统响应最小为目标的MTMD参数优化算法所得的参数,TMD子系统的相对位移响应过大,其构件易疲劳损伤,影响减振效果,增加维护成本。按改进后的优化算法,可获得更合理的结果。     

基于响应面法的结构动力学模型修正

为了获得精确的结构动力学模型,提出了响应面和优化相结合的方法。利用参数化模型和优化拉丁方试验设计获取样本点构造多项式响应面模型,最小二乘法确定多项式系数并检验响应面的拟合精度。用响应面计算结果与实验结果的误差构造目标函数,自适应模拟退火算法来优化修正响应面参数,将修正后的参数值带入有限元模型得到修正模型。以欧洲航空科技组织的基准模型GARTEUR飞机模型为算例,对比修正前后模态频率,结果表明修正后的模型在测试频段和预测频段具有良好的复现和预测能力,进而验证了基于响应面法与优化方法相结合的结构动力学有限元模型修正的有效性。     

基于实测扫频响应反推管路卡箍支承刚度及阻尼

为了建立管路系统动力学模型并分析其振动特性,需获取动载荷下卡箍支承刚度及阻尼等力学特性参数。该研究提出一种基于实测扫频响应的响应面法来反推上述参数的方法;提出了基于响应面反推管路卡箍支承刚度和阻尼的辨识算法;利用自编有限元创建了管体-卡箍系统的动力学模型,推导了管路系统振动响应;在利用响应面法的匹配计算中,进行了卡箍刚度及阻尼关于频率和对应响应的多项式拟合,并采用基本遗传算法进行了优化。在实例研究中,用提出的方法辨识出了所研究管路卡箍的具有频率依赖性的支承刚度和阻尼;将辨识值回代到分析模型中,通过比较预测的与实测的频域响应,共振频率及响应偏差均小于3%,证明了辨识结果的合理性。     

V型减载式声屏障降噪特性的试验研究

V型减载式声屏障可减小高速列车气动载荷对声屏障及其基础安装结构的动力作用，但其透气结构降低了单元板件的隔声量，通过现场试验，客观地评价和分析其降噪效果对其工程应用具有重要的意义。采用ISO3095标准，基于现场测试，对比分析了高速列车以250km/h~360km/h通过状态下，安装V型或传统直立型声屏障的降噪效果。结果表明：随着列车运行速度的增加，V型减载式声屏障和传统直立型声屏障的插入损失均有较明显的下降，但V型插入损失的下降相对缓慢，在250km/h时其插入损失为13.6dBA，而360km/h时为10.2dBA，降幅为3.4dBA。对3.95m高的V型减载式声屏障与直立声屏障，当速度小于350 km/h时，直立声屏障的降噪效果更好，插入损失要大0.1~2.4 dBA；当速度大于350 km/h时，V型减载式声屏障的降噪效果更好，插入损失要大0.3 dBA。当V型减载式声屏障与直立声屏障的高度由2.95m增大到3.95m时，V型减载式声屏障的降噪效果提高的更明显，在360km/h时插入损失要大3.5 dBA。     

铁路客运专线吸声式声屏障降噪研究

声屏障是隔断客运专线环境噪声传播途径的降噪方式之一，工程上常用的计算声屏障插入损失的方法是基于演算性质的方法，很难实现声屏障的精确设计。为了预测铁路客运专线声屏障的降噪效果，利用边界元法建立铁路客运专线声屏障降噪预测模型，对声屏障插入损失进行数值计算。研究结果表明：（1）声屏障对高频噪声辐射的降噪效果比低频噪声的要好；（2）客运专线声屏障由于吸附材料的不同，它们的降噪效果表现得都不同。     

V型声屏障隔声性能测试及降噪效果预测

为了评价V型声屏障的降噪效果,通过试验及预测相结合的方法对低载荷V型声屏障进行研究。首先对V型声屏障进行实验室隔声性能测试,结果显示其计权隔声量比直立型声屏障小23.8 dB,隔声性能较差。而高速列车车外噪声声源有其本身的源强分布特性。为预测实际列车运行下V型声屏障降噪效果,通过线路测试识别出高速列车声源空间分布特征,确定预测模型声源,对声屏障总降噪效果进行预测分析。结果表明,V型声屏障针对实测高速列车车外噪声降噪效果显著,相对直立声屏障而言,约降低1 dBA左右;针对轮轨区域声源,V型声屏障的降噪效果降低4 dBA左右,尤其是在500 Hz、1 250 Hz和2 000 Hz频率处降噪效果最好。     

声屏障声学设计与计算机仿真应用

通过对重庆市某道路某处居民楼所存在的噪声污染情况进行实际监测，根据声屏障声学设计的步骤设计出适合该区域的三个不同顶部造型的声屏障，采用声学软件Virtual. Lab Acoustic对三种声屏障的降噪效果进行模拟，对模拟结果进行分析；确认直立型声屏障的设计可满足要求。     

近轨低矮声屏障降噪效果影响因素分析

针对城轨交通近轨低矮声屏障,为了量化分析其降噪特性和效果,以对称点声源模拟轮轨声源,考虑车体和轨道结构的空间几何构型及声学边界特性,采用声学边界元法,建立城轨列车车外噪声预测分析模型,对有无声屏障以及不同吸声处理方式下的空间声场响应进行对比分析。研究结果表明:对标准评价点(距轨道中心线7.5 m远,距轨面1.2 m高),0.25 m高直立型无吸声声屏障的插入损失为-1.7 dB(A);若其高度每增加0.25 m,插入损失将增加0.4dB(A)~2.9 d B(A);若在1.0 m高直立型无吸声声屏障的屏体内侧以及轨道增设吸声边界条件,插入损失增加6.1 dB(A);若对1.0 m高直立型无吸声声屏障增设Y头型,插入损失将增加2.7 dB(A)。相关研究可为城轨交通减振降噪提供科学指导。     

顶端结构为声扩散体的声屏障降噪性能研究

介绍几种基本常见的Schroeder扩散体并分别应用于声屏障顶端。应用边界元法对扩散体声屏障的结构模型进行了模拟计算。发现所有扩散体型声屏障降噪效果显著,在低频均有非常好的降噪效果且低频降噪量比传统的声屏障要高3～5 dB。同时发现素根序列(PRD)扩散体整体降噪效果最优,其在声屏障5 m后其降噪效果和其它类型的扩散体型声屏障比较,其插入损失要高0.61～1.52 dB,这为以后声扩散体应用于声屏障的工程应用提供了参考依据。     

低车流量下高速公路声屏障插入损失的分析计算

在对车流量较低的高速公路声屏障进行声学测量时，发现声屏障的实际降噪效果低于传统理论计算值。分析了车流量对这种偏差影响的原因，提出了等效时间模型和利用无限长线声源、有限长声屏障绕射损失计算公式进行修正的方法。     

高架复合道路交通噪声的动态模拟及特征分析

基于高架复合道路的噪声及其对周围环境的各种影响因素,结合声波的传递衰减建立动态的仿真模型。由此计算实时噪声的等效声级及统计声级;为取得高架复合道路一侧垂直面和水平面的声场分布,在模拟分析中,也考虑多车道、车速、交通量、声屏障高度、林带布置等各种因素影响。     

计算机模拟研究声屏障结构对降噪性能的影响

利用声学仿真软件RAYNOISE对Y形分叉形、多重楔形、T形弧形结构的声屏障在屏障后高度为30m,距离为50m范围内进行降噪效果的仿真模拟。结果显示,与直立形声屏障相比,多重楔形声屏障具有较好的降噪性能,在距离声屏障50m,高度2m时插入损失达到14.5dB。T形弧形顶声屏障在高度较低区域具有较好的降噪性能。Y形分叉形声屏障的插入损失随着声屏障后敏感点高度的增加,下降较少。研究吸声材料对声屏障降噪性能的影响,在能够实现的吸声材料的吸声系数的条件下,吸声材料的布置对声屏障后声影区的降噪效果没有影响,原因可能是没有考虑声波在屏障和车体之间多次反射的影响。     

城市高架复合道路交通噪声垂直面声场研究

采用Cadna/A 软件研究高架复合路在不同路况条件下交通噪声垂直面声场的分布规律和建设高架路声屏障的降噪规律。高架桥使高架复合道路垂直面声场发生较大变化,由此需要研究高架桥对不同路况交通噪声垂直面声场分布的影响规律。国内在高架路上建设大量声屏障,但在很多情况下,这种声屏障的降噪效果并不理想。为了研究产生这种现象的原因,计算并分析不同路况下建设高架路声屏障的降噪效果,提出可以根据不同路况来决定是否应建造声屏障,以避免建造无效声屏障造成的浪费。