PRINCIPAL COMPONENT DECOMPOSITION BASED FINITE ELEMENT MODEL UPDATING FOR STRAIN-RATE-DEPENDENCE NONLINEAR DYNAMIC PROBLEMS

Thin wail component is utilized to absorb impact energy of a structure. However, the dynamic behavior of such thin-walled structure is highly non-linear with material, geometry and boundary non-linearity. A model updating and validation procedure is proposed to build accurate finite element model of a frame structure with a non-linear thin-walled component for dynamic analysis. Design of experiments （DOE） and principal component decomposition （PCD） approach are applied to extract dynamic feature from nonlinear impact response for correlation of impact test result and FE model of the non-linear structure. A strain-rate-dependent non-linear model updating method is then developed to build accurate FE model of the structure. Computer simulation and a real frame structure with a highly non-linear thin-walled component are employed to demonstrate the feasibility and effectiveness of the proposed approach.     

一种基于模型修改的结构多点损伤识别方法

可用于结构损伤识别的方法很多。一般来讲正向方法直接利用结构模态参数的变化,逆向方法则利用模态参数变化反演结构物理参数变化,还有些方法利用了神经网络和模式识别技术。文中利用模型修改的思想,通过逆向方法计算结构单元刚度变化系数来对结构的多点损伤进行识别。以一个七自由度弹簧阻尼质量系统作为研究对象,用数值模拟方法及特征系统实现算法计算系统的模态参数,并用这些模态参数验证所提出方法的可行性,结果表明该方法对多点损伤的识别是简单而可行的。     

基于频响函数相关性的灵敏度分析的有限元模型修正

有限元模型的修正对机械结构的动态特性进行准确而可靠的预测是很重要的。利用试验测试和预测的有限元模型计算得到的频响函数（FRF），引入两种频响函数相关性的判定标准，提出基于频响相关函数的灵敏度分析的修正方程。数值实例研究结果表明，该方法利用少量的测量数据，即使测试数据含附加噪声，也可在很宽的频率范围内得到接近真实结构的有限元模型修正解。本文的方法可适用于大型复杂结构的模型修正。     

基于有限元法的风力机塔架结构动态分析

将有限元技术与模态分析理论相结合,在有限元软件的基础上研制了一套用于风力机塔架结构的动态分析程序系统。讨论了模型建立、载荷施加、边界条件和模态参数的计算,并给出了应用实例及结果分析。     

基于信息熵的模糊随机桁架结构动力特性分析

考虑桁架结构同时具有模糊性和随机性，利用模糊熵和概率熵的概念，将结构的随机性和模糊性统一为结构的模糊性，将模糊随机结构转化为纯粹的模糊结构。利用模糊因子法和区间运算推导出结构固有频率的主值和最大、最小值的计算表达式。通过算例，分析结构物理参数和几何尺寸的模糊随机性对结构固有频率的影响，获得了一些有意义的结论。     

高温结构的材料本构模型和有限元分析方法

考虑到对大量工作于高温和循环热－机械载荷作用下的机械结构进行实际而有效的热弹塑性－蠕变分析，并进行合理的设计和寿命估计的需要，本文建立并完善了用于高温非弹性分析的修正分离型本构模型，此模型能描述材料循环弹塑性和蠕变行为以及它们之间的相互作用，发展了用于高温非弹性有限元分析的数值方案，此方案的算法是无条件稳定的，并有较高的精度和效率。多种算例证实了上述方案的有效性和对于工程分析的实用性。     

基于有限元法的数控机床主轴部件动态分析

采用多点约束方法模拟数控机床主轴部件中的轴承弹性支撑,建立主轴部件的有限元模型,正确反映主轴部件的装配关系.在有限元模型的基础上,根据实验得到的模态参数,选用振型叠加法求得主轴部件的瞬态响应,得到位移响应云纹图和曲线图,为结构改进指出方向.文中通过对机床主轴部件进行瞬态响应分析,得到其动态特性,为进一步提高其精度和转速提供理论依据.     

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.     

基于双响应面模型的6σ稳健设计

双响应面法是通过试验设计分别构造响应均值和方差的近似模型，并通过该模型进行优化的一种稳健设计方法。文中对实验设计方法、响应曲面模型建立以及优化策略等进行分析。为实现质量管理与产品设计的协调，将质量工程中的6σ理念与双响应面法相结合，提出基于双响应面模型的6σ稳健优化设计方法。与传统优化方法相比，该方法不仅提高了优化效率，而且提高了设计的可靠性和稳健性。将其应用于结构优化设计和金属板料的拉深成形优化设计，均获得良好的结果。     

基于十四面体模型的闭孔泡沫材料弹性性能的有限元分析

建立十四面体的单胞模型和多胞模型,采用有限元方法和周期性边界条件,研究胞体数目和相对密度对闭孔泡沫模型弹性性能的影响.同时,确定闭孔泡沫胞体在两种变形状态下的应力分布.文中还将数值结果与理论预测以及随机泡沫模型的计算结果进行比较.结果表明,十四面体模型可以较好地预测低密度闭孔泡沫的弹性性能.     

基于十四面体模型的开孔泡沫材料弹性模量的有限元分析

利用十四面体模型描述开孔泡沫材料的胞体结构,并用有限元方法确定开孔泡沫材料的弹性模量。计算中使用相同尺寸的十四面体胞体模型,并考虑两种不同支柱截面（圆截面和Plateau截面）形状对弹性模量计算的影响。此外,通过数值方法研究开孔泡沫材料的弹性模量随模型尺寸的变化规律。同时,讨论边界条件处理对开孔泡沫材料弹性模量计算的影响。结果表明,支柱为Plateau截面形状的模型,其弹性模量明显高十具有圆截面支柱模型的结果。且两种模型的弹性模量均随模型尺度的增加而增加,最终趋于一个稳定值,并与Warren和Kraynik的理论预测较为一致。此外,边界条件对模型刚度的影响随着模型尺度的增加而逐渐减小。     

MODELING AND ROBUST DESIGN OF REMANUFACTURING LOGISTICS NETWORKS BASED ON DESIGN OF EXPERIMENT

The uncertainty of time, quantity and quality of recycling products leads to the bad stability and flexibility of remanufacturing logistics networks, and general design only covered the minimizing logistics cost, thus, robust design is presented here to solve the uncertainty. The mathematical model of remanufacturing logistics networks is built based on stochastic distribution of uncontrollable factors, and robust objectives are presented. The integration of mathematical simulation and design of experiment method is performed to do sensitive analysis. The influence of each factor and level on the system is investigated, and the main factors and optimum combination are studied. The numbers of factors, level of each factor and design process of experiment are investigated as well. Finally, the process of robust design based on design of experiment is demonstrated by a detailed example.     

基于液—固耦合有限元仿真的液阻悬置集总参数模型动特性分析

探讨应用非线性固体有限元和液-固耦合非线性有限元仿真方法预测与识别液阻悬置集总参数模型的主要参数(如上液室的体积刚度和等效活塞面积、惯性通道中的液体和解耦板及其附连液体的惯性系数与流量阻尼系数等)的分析方法。在此基础上,利用集总参数分析模型对一种轿车用液阻悬置的动特性进行计算分析。数值预测结果与实测结果或近似解析计算结果的对比分析表明,基于液-固耦合有限元仿真方法的液阻悬置集总参数模型动特性分析技术是可行、有效的,其预测结果精度特性满足工程要求。应用这种方法,可以在液阻悬置的设计开发阶段较精确地预测产品的性能和进行优化设计,有利于提高产品设计质量、缩短开发周期。     

Efficient warpage optimization of thin shell plastic parts using response surface methodology and genetic algorithm

During the production of thin shell plastic parts by injection molding, warpage depending on the process conditions is often encountered. In this study, efficient minimization of warpage on thin shell plastic parts by integrating finite element (FE) analysis, statistical design of experiment method, response surface methodology (RSM), and genetic algorithm (GA) is investigated. A bus ceiling lamp base is considered as a thin shell plastic part example. To achieve the minimum warpage, optimum process condition parameters are determined. Mold temperature, melt temperature, packing pressure, packing time, and cooling time are considered as process condition parameters. FE analyses are conducted for a combination of process parameters organized using statistical three-level full factorial experimental design. The most important process parameters influencing warpage are determined using FE analysis results based on analysis of variance (ANOVA) method. A predictive response surface model for warpage data is created using RSM. The response surface (RS) model is interfaced with an effective GA to find the optimum process parameter values.     

波轮式洗衣机脱水桶的结构分析与多目标优化设计

为了抑制波轮式洗衣机脱水桶(简称内桶)洗涤振动噪声,优化内桶结构及其性能,先用Solidworks软件建立内筒参数化有限元模型,导入Ansys Workbench软件,进行有限元分析后,获得影响内桶性能的主要尺寸参数,由此确定其结构优化设计的自变量;然后,将试验设计法和响应曲面法结合起来,在提高强度和刚度的条件下,同时以质量最轻为优化目标,通过Ansys Workbench中的试验设计法确定试验点,构建内桶的响应面模型,用拟合优度来评价响应面模型对试验设计数据的拟合程度,评估优化参数,获得最优尺寸方案;最后,利用优化后的尺寸对内桶重新建模,完成有限元动态分析。分析结果表明,优化后的结构在提高强度和刚度的同时,减轻了5%内桶质量,提高了其动态性能,为实际产品的结构优化设计提供了理论依据。     

PERFORMANCE EVALUATION METHOD FOR BUSINESS PROCESS OF MACHINERY MANUFACTURER BASED ON DEA/AHP HYBRID MODEL

A set of indices for performance evaluation for business processes with multiple inputs and multiple outputs is proposed, which are found in machinery manufacturers. Based on the traditional methods of data envelopment analysis (DEA) and analytical hierarchical process (AHP), a hybrid model called DEA/AHP model is proposed to deal with the evaluation of business process performance. With the proposed method, the DEA is firstly used to develop a pairwise comparison matrix, and then the AHP is applied to evaluate the performance of business process using the pairwise comparison matrix. The significant advantage of this hybrid model is the use of objective data instead of subjective human judgment for performance evaluation. In the case study, a project of business process reengineering (BPR) with a hydraulic machinery manufacturer is used to demonstrate the effectiveness of the DEA/AHP model.