基于局部特征子结构方法的连续结构优化

为了实现连续结构优化的可行性和高效性,提出一种基于局部特征子结构的优化方法。从优化过程的各个子功能和连续结构的几何特征分析出发,将连续结构划分为参数化子结构、超单元子结构和状态变量子结构,以参数化子结构的几何特征为设计变量建立连续结构评价的目标函数;以最小的连续结构质量为优化目标,将参数化子结构和状态变量子结构所承载的连续结构应力应变作为约束条件,建立连续结构评价的最优化数学模型,其中隐含着整体结构局部几何不变而且不包含所需状态变量的局部构造,即超单元子结构。采用基于梯度的序列二次规划法对模型进行求解。以某柴油机活塞连续结构优化为例进行分析优化,并从收敛性和高效性方面与传统优化方法进行比较,说明了所提方法的合理性和优越性。     

弹鼓式供弹系统隔板的拓扑优化研究

将基于变密度法的拓扑优化技术引入到弹鼓式供弹系统的结构设计中,主要针对弹鼓系统重量及转动惯量影响较大的隔板等零部件进行优化。通过对隔板进行拓扑优化来提高结构的刚度,减少结构的重量。最后对优化后的结构进行刚度分析,得出优化后结构的优越性。     

4V-105柴油机连杆系统接触模态特性研究

本文首先利用ANSYS软件建立4V-105柴油机连杆系统的三维实体模型,随后分别对其在压缩和拉伸工况下进行接触非线性的静态应力分析,以获得连杆组件的等效应力分布,并且予以准确性验证,然后在此基础上分别进行有预应力的连杆系统模态分析,从而获得连杆组件相应工况下的固有频率和振型,这可为连杆组件的优化设计和技术改进提供重要的参考依据。     

新型行星环锥齿轮功率分流式无级变速器的研究

基于当前无级变速器油耗大,传动效率偏低,传动结构复杂的缺陷,设计一种新型行星环锥齿轮功率分流式无级变速器,即RX环锥齿轮无级变速器与2 K-H无级变速器的组合。对传统无级变速器进行结构改进设计,在原传动调速的基础上,以高效率,大变速比为研究设计目标,对其理论分析和研究。结果表明：该新型变速器传动效率高,变速范围广,有效实现传动比的无级变化,无封闭功率循环现象和无根切现象出现;且其传动系统中的调速性能及传动效率均优于原行星锥齿轮变速器;具有很高的推广实用价值。     

郑庄-胡底煤层气地球化学特征及成因探讨

结合沁水盆地南部地质构造史和热演化过程,从甲烷碳同位素与煤岩镜质组反射率、甲烷碳与氢同位素、甲烷与水的氢同位素值定量关系3方面探讨了郑庄和胡底区块煤层气成因,结果表明:煤层气组分中,甲烷体积分数占绝对优势,为96.83%~98.55%,为极干燥气体;甲烷δ13C1和δD分别为-33.1‰~-30.8‰和-179.32‰~-160.53‰;煤层气主要为经次生改造的热解成因煤层气。煤层气δ13C1实测值与推测值-27.89‰相比明显偏轻,其原因是燕山期异常古地温阶段,横向地下水循环和竖向热液循环过程中流体优先溶解13CH4产生的甲烷碳同位素分馏作用的结果。15号煤抽采煤层气甲烷氢同位素值与伴生水氢同位素值定量关系表明,由于CO2还原次生生物作用造成3号煤和15号煤抽采煤层气甲烷δD的差异。     

基于关键时间点的能量等效静态载荷法及结构动态响应优化

基于位移的等效静态载荷法是目前解决动态约束处理困难、计算收敛性差的结构动态响应优化问题的有效途径,针对位移等效静态载荷法的优化结果不准确、工程实用性差等不足,提出一种基于能量等效的动态载荷静态转化方法。该方法通过结构在动、静态载荷作用下能量变化关系推导,分析能量等效的基本原理,在载荷等效转化时刻识别基础上,进一步构建了基于能量等效理论的动态载荷等效静态转化的优化模型,最后应用全局优化算法求解找到了等效静态载荷,并以文献经典算例——124杆桁架结构为例验证方法的有效性和准确性;将理论研究成果应用于发动机活塞的动态优化设计中,验证了方法的工程实用性,同时为基于等效静态载荷法的结构动态响应优化设计提供了一种新的思想。     

基于声压的无损检测方法研究

为实现工业生产流水线产品的快速无损检测,结合结构动力学理论和声辐射模态理论,论述声辐射模态频率作为无损检测依据的可行性,提出一套基于声压的无损检测方案。该方案结合使用Matlab和高精度麦克风、工业声卡等硬件设备实现声音信号采集、FFT变换和模态识别等功能。以长安CS55发动机连杆为例进行试验,结果与Ansys仿真结果对比验证此试验方案的准确性。最后对上述连杆进行无损检测,通过对大量连杆进行重复试验的结果对比发现:利用声压的无损检测方案可以成功检测缺陷连杆,而且检测结果较为稳定。     

聚集单元谱元法在承受冲击载荷结构动态分析中的应用

为了扩展谱元法的适应性,针对承受冲击载荷的结构动态响应问题,从谱单元离散方案出发并根据冲击载荷的特点,以冲击载荷最大值点为中心将谱单元尺寸按一定比例等比向两侧扩大,实现单元尺寸与载荷特征相适应,在此基础上,将动力学方程转化为1阶线性微分方程组,通过Bubnov-Galerkin法获得离散线性方程组,应用高斯消元法求解。最后,应用此方法对标准形式、线性单自由度吸振器、124杆桁架结构和连杆小头问题进行计算并与等距谱元法进行比较,说明了此方法的可行性和有效性。     

基于热管技术的柴油机燃油加热系统性能分析

为了充分利用发动机尾气余热能量,并解决冬季柴油机难以起动的问题,设计了一套冬季柴油机燃油加热快速起动系统。在利用副油箱低标号燃油起动后,将柴油机尾气余热热量通过不锈钢-钠钾合金热管由排气管引至燃油,以实现对油箱中高标号燃油加热。通过台架试验,讨论了某6缸柴油机的余热特性及柴油机可利用尾气余热回收潜力,并在此基础上对热管工作特性进行了试验分析。研究结果表明:在柴油机全工况范围内,排气温度范围为440K~800K,柴油机尾气中至少有1/3的余热能可以利用;热管起动时间仅需275s,可以提供的加热温度范围为350K~600K。试验获取了在限定转速下的有效燃油消耗率与燃油温度变化情况,证明了冬季柴油机燃油加热快速起动系统对发动机的经济性有明显的提升。     

多学科设计优化技术现状及趋势

介绍国内外多学科设计优化技术的现状与发展.从MDO的主要思想、基本研究内容、涉及的理论基础展开,重点介绍了MDO涉及的理论基础中的搜索策略,预测了MDO的发展趋势.