含裂纹圆截面梁损伤识别频率等高线法

圆形截面梁广泛应用于机械设备与道路桥梁等领域中,裂纹的存在及扩展直接危及梁的安全可靠性,进而引发灾难性事故。旨在研究一种基于频率等高线的裂纹识别方法。使用一种新方法推导了裂纹梁在轴力、剪力和弯矩共同作用时的应力强度因子,给出了相应的柔度系数计算公式。基于有限元法分别推导了含裂纹单元和无裂纹单元的柔度矩阵,推导了梁的振动方程,探讨了裂纹对梁模态频率的影响。在此基础上,将固有频率作为裂纹识别的判断指针,研究了圆形截面梁裂纹识别频率等高线法。最后,基于频率误差函数对固有频率等高线法进行改良,提高了裂纹识别精度。结果表明:改良后的频率等高线法弥补了其在一些工况下无交点甚至无三角形区域的缺陷,使它更具工程应用可行性,并且该方法对裂纹位置和深度的识别也较为精准,相对裂纹深度识别最大误差为77.5%,相对裂纹位置识别最大误差仅为12.6%。     

基于ISCA的盘形凸轮机构运动可靠性优化设计

为分析基本尺寸误差、运动副间隙对盘形凸轮机构运动精度的影响,建立了考虑两种误差的摆动推杆盘形凸轮机构运动可靠性、可靠性灵敏度数学模型.为使机构运动可靠性最大化,利用改进的正弦余弦算法(Improved Sine Cosine Algorithm,ISCA)对某摆动推杆盘形凸轮机构进行参数组合优化设计,得到机构最优参数组合;通过分析可靠性灵敏度可知,凸轮轴轴心与摆动回转中心距离误差对机构运动可靠性影响最大.实例分析表明,该方法在提高盘形凸轮机构运动可靠性方面具有较好的适用性,为各种凸轮机构的设计提供了一定的参考价值.     

面向可适应性的产品平台设计参数规划方法

 在分析已有产品平台特点的基础上,将模块化和参数化产品平台统一表示为基于“设计参数”的产品平台,提出了面向可适应性的产品平台设计参数规划方法．引入可适应设计理念,分析了产品平台结构及变型方式;以公理设计理论为指导,进行产品功能要求 设计参数的映射,建立公理设计矩阵;分析各设计参数之间及其与功能要求之间的敏感性,构建设计关联矩阵并对其进行关联度分析;然后通过变型产品关于设计参数的差异度计算,合理识别平台参数和变型参数,确定设计参数在产品平台中的共享策略．通过桥式起重机产品族的柔性配置实例,证明了该方法的可行性和实用性．     

模块化和柔性化的机载数据记录系统设计

 目前一般的机载数据记录系统通道数量与存储容量固定,不能灵活适应被测对象数据通道数量、存储容量的变化. 针对机载数据记录系统被测对象要求多变的问题,采用模块化和柔性化的设计方法,构建一种以基板为中央逻辑控制的插槽式数据记录系统,实现接口与存储模块的灵活扩展,提高了记录系统的灵活性和通用性. 对数据记录系统的关键模块进行测试与分析. 通过多次现场试验,验证记录系统的可实现性和可靠性. 模块化和柔性化的设计方法具有较高的可行性,值得推广到车辆、船舶等数据记录领域.     

环烷酸在超低硫喷气燃料中的摩擦学性能

采用高频往复试验机(HFRR)考察环烷酸用作喷气燃料抗磨剂在柴油机上使用时的摩擦学性能,采用纳米三维仪、SEM扫描电镜及EDS能谱对试验球磨斑表面形貌进行分析。结果表明,在HFRR试验中,随着环烷酸添加量的增加,磨斑直径和摩擦因数曲线开始时迅速减小,随后缓慢减小,当环烷酸质量浓度在80 mg/L以上时能够满足喷气燃料在柴油发动机上对润滑性的使用需求;随着环烷酸添加量的增加,试验球磨痕表面粗糙度下降;在喷气燃料中添加环烷酸后磨痕表面的O元素明显增加,说明环烷酸在摩擦化学作用下与金属基体发生了化学吸附,起到了抗磨效果。     

不同弹塑性分析软件在超限高层建筑抗震性能分析中的联合应用研究

基于性能的设计方法很难将结构整体与局部关键构件的性能用一种结构分析软件全面把握，联合使用目前成熟的动力弹塑性分析软件PERFORM-3D和ABAQUS，可以利用各自特点对结构的抗震性能进行全面评价。以某超限高层结构为例，首先建立该结构在大震作用下所需达到的抗震性能目标，在PERFORM-3D软件中对整体结构在不同水准下的性能目标直接进行定义，使用ABAQUS软件对关键构件的钢骨、钢筋等局部应力状态进行分析。通过对结构构件性能水准的整体判定和关键构件的局部分析，全面评价了该超限高层结构的抗震性能，从而确定其是否达到预期的抗震性能目标。结果表明，两种软件的联合应用既可以反映结构的整体抗震承载力及抗侧刚度，又能够很好地把握结构关键构件的局部应力状态，可以更为全面且可靠地反映结构的抗震性能。     

弦支双曲扁网壳结构的鲁棒构型分析及试验研究

针对不良拓扑布置导致的结构鲁棒性不佳问题，以系统传递函数的H₂范数为基础，建立结构鲁棒性定量评价指标和鲁棒构型求解方法。以单元相对密度为设计变量，采用变密度模型描述材料的刚度，将结构的鲁棒设计转化为连续体拓扑优化，并对大爆炸算法进行二级搜索的改进，进而求解连续体拓扑优化模型。以四点支承的弦支双曲扁网壳结构为例，分析不同荷载作用下的鲁棒构型，探索不同参数的大爆炸算法优化效果，通过静力试验和冲击试验，对优化后模型和未优化模型进行对比分析。结果表明，二级搜索的大爆炸算法可以有效地应用于弦支结构的鲁棒设计中，改进的大爆炸算法加快了收敛速度，依据鲁棒构型进行杆件布置，可显著提高结构的力学性能和抗干扰能力。     

直升机结构响应主动控制频域法的改进算法

传统的频域结构响应自适应控制都是基于确定性最优准则求控制量,该方法计算量大,且对外扰敏感,常常导致求得的电压有较大波动,尤其在控制开始时刻.为抑制发散及增加平稳性,在传统方法的基础上,提出了双归一化LMS法,对控制通道频响矩阵与外扰响应幅进行在线识别与最优控制量求取均采用NLMS法;在参数识别采用LMS法的基础上,进行...     

长周期结构弹塑性能量谱模型及其应用研究

选取44条远场地震波和20条近场大速度脉冲型地震波作为输入,对双线性单自由度系统进行非线性时程分析、总输入能量谱分析及滞回耗能谱分析。基于等延性准则建立了适用于长周期弹塑性结构的滞回耗能谱模型,模型由一个新的参数——特征滞回耗能系数来反映滞回耗能与总输入能量的比值、屈服力系数及位移延性系数之间的关系。基于能量谱模型及能量平衡原理提出了非弹性单自由度系统的位移预测方法。采用一个计算实例比较了所提出的平衡式与秋山宏能量平衡式、Leelataviwat能量平衡式的计算精度,验证了所提出的模型及方法的有效性。最后将提出的能量谱模型应用到某10层隔震结构算例中,结果表明分析过程简捷高效,且计算结果较为理想。     

带位移放大装置新型阻尼墙结构的地震响应分析

基于黏滞阻尼器的耗能原理,针对地震时阻尼器位移小的特点,提出一种可提高阻尼器耗能能力的位移放大装置,并在此基础上设计出一种黏滞阻尼墙。针对黏滞阻尼器力学模型,增设放大装置后,得到带放大系数的黏滞阻尼墙力学模型。以12层框架为例,利用有限元软件分析比较带放大装置的黏滞阻尼墙减震结构与常规阻尼器建筑结构的减震效率。在加速度、层间位移、层间剪力等地震响应的控制效果方面,基于文中提案采用放大装置的减震结构更为有效。