机翼结构质量分配方法探讨

在进行飞机设计时,机翼结构的重量的分配十分重要。但是机翼结构的质量分配需要考虑诸多因素,提出一种机翼结构的质量分配方法。进行机翼结构的质量分配时,一般将其按照一定比例分配到承剪结构、承弯结构、起落架结构、气动荷载结构、燃油结构、前后缘结构以及其他一些附属结构等。需要对机翼结构的质量分配的方法进行探讨,分析质量分配方法的合理性和有效性。     

有限元技术在基于能量平衡的机床动态设计中的应用

结构动态系统的能量平衡是实现机床结构动态设计的主要依据。将有限元技术应用于基于能量平衡的结构动态优化设计中,在介绍结构动态系统能量分析方法的基础上,针对某平面磨床床身进行了结构动态分析。结果表明,该结构动态优化设计方法对找出机械结构的薄弱环节、结构的动态设计优化有指导作用,可推广到其它结构的动态设计中。     

热环境下的结构动力学特性优化

飞机上很多结构处于热和振动的复合环境中,在结构优化设计时应该综合考虑两者的影响。热环境对结构动力学特性的影响体现在结构刚度矩阵的改变,从而导致结构的固有频率改变。基于对热环境下结构动力学特性的分析建立热环境下结构动力特性优化模型,针对均匀温度场和热传导两种热环境下的结构,并考虑制造工艺,对结构进行动力学特性优化。优化结果表明:考虑热环境的结构动力学特性优化提高了结构的固有频率,使结构的固有频率远离外界激励的频率范围,避免由于热使结构固有频率改变而导致共振现象。     

机械结构形态知识融合

针对机械结构形态三维模型重建时基本体形态特征孤立的问题,提出机械结构形态的知识融合算法。通过分析基于本体的机械结构形态知识转换关系,提出基本体转换模型知识、机械结构形态元知识、机械结构形态知识的表示方法。根据机械结构基本体形态的特点提出机械结构形态元知识融合的包容规则、叠加规则、关联规则及吸收规则,并根据机械结构基本体的运算关系分析融合规则的运用规律,提出机械结构形态知识融合算法,实现了机械结构基本体形态的有机整合。支架实例验证了机械结构形态知识表示方法及其知识融合算法的有效性。机械结构形态知识融合为机械结构形态建模提供了实践的方法,简化了机械结构三维模型的特征。     

基于ANSYS的元结构选型与优化

运用有限元理论和有限元分析软件ANSYS。针对传统的元结构选型方法中存在的备选元结构尺寸比例由经验确定、质量不统一等不足,提出了新的选型方法。建立备选元结构的参数化模型,并进行尺寸迭代优化。将优化元结构进行扩展,并分析扩展结构的动态特性。依据扩展结构动态性能的优劣来确定元结构的型式。对两种典型元结构的动态特性进行比较,验证了新方法的可行性。该方法使元结构的选型更准确,并完善了基于元结构的机床结构动态优化的过程,     

有限元技术在基于能量平衡的机床动态设计中的应用

结构动态系统的能量平衡是实现机床结构动态设计的依据之一.文中尝试将有限元技术应用于基于能量平衡的机床结构动态设计,在介绍结构动态系统能量分析方法的基础上,针对结构动态系统的有限元模型,提出定量描述结构动态特性优劣的方法,通过算例对悬臂梁结构的集中参数模型能量分析结果与有限元能量分析结果进行比较,并以有限元能量分析实现悬臂梁结构的改进.结果表明该结构动态设计技术具有明显的优越性,最后将该技术应用于某平面磨床结构的动态特性分析,找出该磨床结构的薄弱环节,对该磨床结构的优化设计起到指导作用.     

面向关键结构的装配体结构方案生成方法

提出一种面向关键结构的装配体结构方案生成方法。根据装配确定性将装配体分解为装配体结构和装配体结构单元,以基本装配体结构以及装配体结构单元作为装配体的关键结构,通过部分包含零部件不同关键结构中功能表面间的连接关系、定性空间位置关系以及两功能表面的类型描述关键结构间的连接关系。讨论关键结构的邻接和组合条件、关键结构邻接条件的扩展方法、关键结构组合方案的装配确定性处理方法。提出先排除可替换关键结构,形成组合方案后再进行结构置换的策略,通过可替换关键结构的置换,形成关键结构组合方案族。借鉴化合物异构体穷举生成和冗余性处理算法,实现装配体结构方案的组合设计。并以阀杆组件为例验证方法的有效性。     

一种全封闭蒙皮点阵支撑结构的优化设计与试验验证

随着人类航天活动范围的不断扩大,复杂航天任务对于结构轻量化技术提出了更高的要求。在传统的结构形式基础上,单纯通过应用高性能材料等手段已经无法满足后续航天任务对于航天器载荷支撑结构轻量化的要求。提出一种封闭蒙皮包裹三维点阵层级结构的设备支撑结构形式,建立设备支撑结构的拓扑优化设计模型,并对优化后的结构进行封闭蒙皮包裹三维点阵化设计。运用激光选区熔化方法制备了支撑结构实物,并进行了振动力学试验验证,试验结果表明设备支撑结构比采用传统设计及制造方法的结构减重46.4%,实物已应用于某型号卫星载荷支撑任务。提出的封闭蒙皮包裹三维点阵的结构形式可以有效提高支架类结构的设计效率,在航天器结构轻量化方面具有推广应用前景。     

面向关键结构的装配体检索方法

针对装配体难以分类检索的问题,提出一种面向关键结构的装配体检索方法。利用装配确定性划分装配体,提出联接结构、运动副结构和装配体结构的概念。根据装配体结构可以包含更基本装配体结构,将装配体结构进一步分解为基本装配体结构和装配体结构单元。讨论了装配体结构单元的定义、分类、分解和判别方法。以装配体结构和装配体结构单元作为装配体的关键结构,以装配体装配结构模型作为评价装配体关键结构相似性的特征,借鉴文本信息检索方法建立关键结构的倒排索引,通过关键结构布尔模型检索装配体,提出中心零部件、拓扑分层模型子结构的概念,以及装配体结构、装配体结构单元标引算法,实现了结构单元的计算机自动识别和高效标引,并以阀杆组件为例验证了方法的有效性。     

运用拓扑优化的结构损伤定位

以结构共振频率和结构某点的反共振频率为基础,对拓扑优化中的渐进结构优化法应用于结构损伤定位的可行性进行了研究。基于结构共振频率和反共振频率的灵敏度分析,建立了损伤定位的数学模型,提出了利用渐进结构优化法进行损伤定位的策略。针对单一和多处损伤结构,分别给出了损伤定位的数值算例,对不同的损伤结构予以讨论,并准确识别出了损伤位置。结果表明,在已经测得结构损伤前后共振频率和反共振频率的基础上,渐进结构优化法能够在整个结构区域内寻找损伤点,有较好的搜寻效果。     

随机杆系结构的概率优化设计

对随机参数结构在随机载荷作用下的结构分析、可靠性分析和优化设计等问题进行研究。以衍架结构为对象进行结构分析，分别或同时考虑结构材料的物理参数、构件的几何尺寸和作用载荷幅值等的随机性。应用代数综合法对结构响应(位移、应力)随机变量的数字特征计算表达式进行推导。在结构可靠性分析的基础上，构建以杆件截面积为设计变量，使结构重量极小化为目标函数，同时具有应力和位移可靠性约束的优化设计数学模型。对模型中的可靠性约束进行等价显示化处理；对结构响应进行基于可靠性的灵敏度分析，导出结构响应可靠性约束的灵敏度计算公式。通过算例验证了文中提出的基于概率的结构分析和优化设计模型与方法的合理性与可行性。     

典型三维机械结构拓扑优化设计

为了提高拥有数万个单元以上的三维机械结构拓扑优化的计算效率, 基于渐进结构优化方法, 并结合结构位移计算的迭代方法, 建立一套三维机械结构拓扑优化的求解策略和算法.然后, 构建分别用于结构分析和结构优化迭代的两套数据流和它们间的映射方法, 研究和开发三维机械结构拓扑优化设计软件.完成几个典型和复杂的三维机械结构的仿真优化设计.设计结果表明,发展的方法和软件是正确和有效的, 且具有广泛的工程应用前景.     

产品全生命周期结构模型研究

针对目前产品结构模型存在的表达产品信息不全面、不深入和信息一致性差的问题，在分析现有产品结构模型的内涵基础上，提出了产品全生命周期结构模型的概念和构建方法。分析了结构子树的节点和它们之间的关系，给出了节点操作和节点属性操作的方法与结构子树转换的通用操作步骤，使用扩展的IDEF5图形化建模语言，描述了复制节点、增节点和删节点操作，以及属性赋值、增属性和删属性操作等6种基本操作，论述了不同结构子树间转换的规则。最后，通过实例阐明了从产品需求结构子树到整个产品全生命周期结构模型的构建过程。     

杆系结构鲁棒性应变能敏感度分析及试验

为研究结构鲁棒性动态分析方法,进行了理论分析、数值模拟和破坏性模型试验。结合平面悬臂桁架和六角星型穹顶算例,利用应变能敏感度法分析了杆系结构鲁棒性。基于杆件移除法讨论了结构应变能和应变能敏感度对结构破坏特征的影响,并同鲁棒性应力变化率评价法进行了对比。结果表明:应变能敏感度法能动态地反映杆系结构鲁棒性变化、预测结构稳定极限荷载、识别结构破坏模态及评价杆件易损性;尽管支座压杆、环向拉杆对应变能敏感度的影响比中心压杆小,但可能引起结构整体倾覆和中心压杆强度破坏;工程应用中应在杆件重要性分析和结构破坏模态识别基础上采用应变能敏感度法评价结构鲁棒性。     

建筑用胶黏剂结构安全性能检测技术研究进展

综述建筑用胶黏剂的分类,硅酮结构密封胶的特性及检验标准体系,结合硅酮结构胶的胶结机制,提出硅酮结构密封胶的主要安全性能指标.指出硅酮结构密封胶常见的质量问题,提出应探讨和建立对结构密封胶构件进行无损检测的方法.     

基于模糊因子法的模糊智能桁架结构动力特性分析

研究了模糊参数压电智能桁架结构的动力特性分析问题。在压电主动杆和被动杆的物理参数和几何尺寸 同时具有模糊性时,利用模糊因子法建立了结构刚度矩阵和质量矩阵;从结构振动的瑞利商表达式出发,利用区间 运算推导出结构特征值模糊变量的计算表达式。通过算例分析了模糊智能桁架结构参数的模糊性对其动力特性的 影响,并验证了本文方法的合理性与可行性。     

立体车库钢结构失效模式分析简化模拟及失效准则

基本结构系统可靠性失效模式的概念，探讨立体停车库钢结构系统简化模拟方法，提出结构系统失效准则的合理性原则，即工程结构系统失效不能笼统地定义为结构系统蜕变为机构，而应定义为结构系统中某些关键元件失效后，整个结构系统失效去继续承载能力或完成规定功能的能力，本原则不仅适用于立体停车库钢结构系统，而且对于其它结构系统也具有理论与实际指导意义。     

Stress analysis and design for a structural fatigue testing machine

A closed loop servo-hydraulic structural fatigue testing machine was developed. It can apply fatigue loads on actual engineering parts or components for their fatigue strength evaluation. The testing machine consists of a structural bending load frame, a structural torsion load frame, a hydraulic system, and a control system. Stress analysis and design for the crosshead, columns and test bed for the structural bending test frame are described. Finite element analysis was performed for the structural torsion load frame. Evaluation of the structural load frames and application of the test machine are briefly given.     

客车概念设计阶段的车身结构优化设计分析

阐述了概念开发阶段客车车身结构优化分析的方法，结合客车的概念实例，采用简化的参数化有限元模型，进行了以降低车身骨架自重为目标的车身结构参数的优化分析，从而有助于在设计初期预测和完善整车性能，减少设计重复和缩短开发周期，为车身结构设计有关参数的选择提供明确的方向。     

二维调节架支撑钢架的有限元计算分析

根据二维调节架支撑钢架的结构设计方案，利用结构分析软件ANSYS，建立了结构的有限元模型，求得了支撑钢架的变形、应力值以及前几阶自振频率和振型图，为结构设计提供了科学验证，并为改进和优化结构提供了理论依据。