基于模拟退火法的矿用车辆卸料系统协同优化

为了避免常规优化方法只考虑单个系统内部设计变量的片面性,对矿用汽车卸料系统总体设计中应用协同优化的可行性进行了研究.阐述了协同优化的基本框架,分析了标准协同优化自身存在的缺陷;提出了在协同优化的系统级优化中采用模拟退火法作为搜索策略.选择矿用汽车总体设计中的货箱、车架和卸料机构三个总成的协同设计作为工程实例,建立其协同优化数学模型,通过iSIGHT多学科设计优化软件集成各学科分析工具并进行优化求解.结果表明,采用模拟退火法作为设计空间搜索策略,系统级的一致性约束条件能收敛到零,提高了其搜索全局最优值的鲁棒性.     

碳碗清理机器人机架系统优化分析

为实现碳碗清理机器人的设计优化,本文以优化其机架系统质量和性能为目标,建立了机架系统的动力学模型和有限元模型.采用第二类拉格朗日方程和多目标驱动优化的方法,获得了机架系统的质量和结构的优化结果;通过对比分析,提出了最佳设计方案.     

基于渐进结构优化法的拱坝结构曲线函数优化

拓扑优化作为结构优化研究领域中的前沿课题和热点问题近年来受到设计人员的重视.其作为后续优化的起点,常见于工程结构的概念设计领域.另外,拓扑优化与后续的尺寸优化及形状优化关系密切.渐进结构优化算法原理简单,概念明确,极大地促进了拓扑优化的发展.本文基于渐进结构优化算法,通过现有的ANSYS软件,采用APDL语言开发了二维厚拱拱坝的拓扑优化程序,实现了拱坝渐进结构优化算法的应用.分析结果验证了拱坝结构二次拱理论的正确性,并分析了不同形式拱在均布荷载下合理的受力轴线.     

DN80型燃气电磁阀可靠性分析及结构优化设计

燃气电磁阀是燃气系统中重要的零件,在设计研发阶段对其进行可靠性分析和结构优化是必要的.基于Unigraphics NX软件建立了其三维模型,结合Ansys workbench的geometry几何模块和static structural静力分析模块对其进行有限元分析,得到其等效应力云图和变形最大值及其位置和可靠度数值,发现其等效应力位置和变形最大位置出现应力集中现象,对该关键位置进行结构优化,并进行有限元分析发现,通过结构优化,等效应力由65.797 MPa降低为13.575 MPa,最大的变形量为由0.11092 mm降低为0.0043326 mm,可靠度由0.942提高到0.995,优化后的电磁阀整体性能得到提高.研究方法为燃气电磁阀的设计与优化提供了依据,节省研发成本,缩短设计周期.     

渐进结构优化方法及算例

渐进结构优化法(ESO)是近年来兴起的一种解决各类结构优化问题的数值方法.其原理是通过将结构中无效或低效的材料逐步去掉,使剩下的结构逐渐趋于优化.与其它优化方法相比,该方法原理简单,计算效率高,工程应用方便.本文阐述了渐进结构优化法的基本原理和具体步骤,并按照各种约束条件详细介绍了该方法在国内外的研究进展和典型范例.     

粒子群优化算法研究进展

粒子群优化算法是根据鸟群觅食过程中的迁徙和群集模型而提出的用于解决优化问题的一类新兴的随机优化算法.介绍了PSO算法的基本原理和一些改进措施及PSO算法的应用,并对其将来的发展进行了展望.     

基于SM72295的功率优化器采样模块应用研究

功率优化器采用最大功率点跟踪技术(MPPT),来提高光伏发电效率.根据功率优化器的工作原理,设计了基于SM72295的功率优化器采样模块,降低了硬件电路设计的复杂性.采样模块包括电压和电流采样电路,其采样的精确度和速度影响MPPT和功率优化器的性能.引入中位值平均滤波算法,抑制周期性干扰,并进行样机测试.测试结果误差较...     

基于MATLAB遗传算法的离合器摩擦片优化设计

以湿式离合器摩擦片体积最小为优化目标函数,根据湿式离合器摩擦片的结构特点确定设计变量和约束条件,建立了湿式离合器摩擦片的数学模型.以某一湿式离合器摩擦片为例,运用MATLAB遗传算法对其结构参数进行了优化.优化结果表明:本文方法使摩擦片的整体体积减小了29.73%,可为摩擦片结构的参数优化提供理论参考.     

社会最小等待时间下的立体车库存取优化算法

自动化立体车库是将计算机与信息管理和设备控制集成起来的一种自动化设备,其出入库的算法策略对提高工作效率有很大影响.通过对立体车库总体工作过程的分析,对出入库的策略提出了一种基于社会最小等待时间的出入库优化算法,并运用运筹学原理,针对存取车高峰期,提出了以社会总等待时间最少为优化目标,将其应用于存取车优化,实现了存取车优化管理与调度的统一.     

大跨度缀板梁的准则法优化原理

缀板格构梁,是基于准则法结构优化理论的创新结构型式,从准则法结构优化理论出发,提出了弯剪构件结构体系的优化准则和优化手段,确立了缀板格构梁的核心理论.提出的优化准则是每根梁上的多个弯矩峰值相等,优化手段是设置附加剪弯杆(也被命名为缀板)并以其位置和刚度为主要设计变量进行优化.这种结构思想已被多次实际应用,对几个工程应用实例做了简单介绍.指出了这种优化思想关于建筑空间不同要求的适用情况,也指出了抗震设计情况下对计算分析应该注意的问题.     

树脂基复合材料固化过程中的温度和热应力场三维瞬态分析

建立了热固性树脂基复合材料固化过程温度和热应力场分析的数学模型,采用有限元方法,进行了三维非稳态数值求解。通过与已有实验结果的比较,验证了数学模型和计算方法的正确性。获得了3234/T300层合板固化过程中内部温度及热应力分布,分析了保温时间、升温速率、铺层设计等对温度、内部热应力的影响。数值计算结果表明:预固化时间越长,层合板内温度梯度越小,热应力峰值越低;升温速率越大,层合板内温度梯度越大,热应力峰值越大;采用对称铺层可降低层合板内部温度梯度和热应力。     

基于有限元的输气管道热应力及影响因素分析

输气管道因热胀冷缩产生变形,继而会产生热应力,对管道正常运作造成威胁。本文采用有限元模拟的方法建立空间模型,对管道中产生的热应力进行计算,并就影响管道中热应力的因素进行分析。结果表明:管道热应力在忽略内外压时在管道环向上呈递进式分布,且随着管道内外温度值大小分布不同,最大主应力总是出现在温度相对较小的管壁面上;管外温度低于20 ℃时,管道壁厚增大,管道热应力相应减小,反之管道热应力先减小后增大;有固定端约束的管道其热应力最大值往往集中出现在固定约束处;一端固定的管道产生的热应力随温度变化较为剧烈,而两端固定和不加约束情况管道热应力变化相对平缓。     

Mechanical Study of Nano-ceramic Thermal Barrier Coatings by the Equation of Phonon Radiative Transfer

基于辐射模型的微、纳米尺度陶瓷热涂层的热力学性能分析

张士元¹,郑百林²,贺鹏飞²

（1 福建工程学院 土木工程系,福建福州,350007;2 同济大学 航空航天与力学学院,上海,200092）

摘要：温度场、热应力（特别是剥离力）和J积分对于热冲击下的热涂层具有重要作用,在微、纳米尺度上,能量传输机制与宏观尺度上有显著的不同。对于热冲击条件下微、纳米尺度陶瓷热涂层结构,采用声子辐射输运方程(EPRT)（用于纳米尺度陶瓷涂层）和傅里叶热传导定理（用于基底）相结合求得温度场,继而得到热应力和J积分。将这些结果与涂层和基底都采用傅里叶热传导定理计算的结果进行比较,同时分析了热物理特性（如弛豫时间和声子速度）对这些结果的影响。结果表明,用EPRT计算的温度、热应力和J积分,低于采用傅里叶热传导定理计算的结果。此外,TBCs的热物理性质对温度场和热应力的影响在TBCs表面和内部不同。

关键词:微纳尺度陶瓷热涂层,纯声子辐射模型,热应力,J积分

     

混凝土表层的冷击应力

本文解算了半无限体外界介质温度线性变化的冷击动应力,分析了影响冷击动应力的主要因素,论证了水工混凝土冷击应力计算中准静态处理的合理性。本文在归纳了现行的混凝土冷击应力计算方法的基础上,提出了薄层混凝土浇筑块综合考虑顶面热交换、底面热传导和水泥水化热影响的表面冷击应力的实用计算方法。本文还对混凝土柱状块顶部的冷击应力进行了分析,提出了一种简单的近似计算法。     

岩石抗力和内外温差对大型水电站蜗壳结构的影响

应用有限元方法分析了某大型水电站地下厂房中蜗壳结构的温度场和温度应力,阐述了围岩弹性抗力系数的确定方法,得出了混凝土截面的切向正应力。计算分别采用第一类（已知温度的边界）和第三类（对流换热边界）温度边界条件,并对两种边界条件下的温度场和温度应力进行了比较,根据计算结果讨论了温度应力对蜗壳外围混凝土结构的配筋影响。     

WC/Co单层与多层过渡熔覆层激光熔覆的热应力有限元分析

在建立WC/Co多层过渡涂层与单层涂层模型的基础上,对两种涂层结构分别选定了两条具有代表性的路径.借助有限元分析软件对高温下涂层和基体的应力分布进行了模拟,并提取两种结构对应路径上的应力进行对比分析.结果表明,在界面和涂层厚度方向,多层过渡涂层的热应力总体上小于单层涂层的热应力,其分布更加平缓.     

激光损伤1064nm增透熔石英的热应力数值模拟研究

研究并建立了激光损伤1064nm增透熔石英的理论模型,采用数值模拟方法计算了1064nm增透熔石英内部的瞬态温度场和应力场分布,分析了激光对1064nm增透熔石英的损伤机理。结果表明：激光对1064nm增透熔石英的损伤存在一定的累积效应,其效果使材料的损伤程度加剧,材料内部沿径向的温度梯度较大,沿轴向产生的温度梯度较小。在应力损伤中,环向应力起主要作用。1064nm增透熔石英发生损伤时,主要从激光作用中心点或光斑半径边缘附近开始。     

陶瓷/金属梯度热障涂层的热冲击性能研究

利用ANSYS软件对陶瓷／金属梯度热障涂层的热冲击性能进行了有限元分析，比较了不同涂层方案和不同基体金属材料对涂层抗热冲击性能的影响，理论计算与实验结果能够很好吻合。     

翅片管的热应力分析及其安全性评价

通过ANSYS有限元分析软件,对具有三角形截面的翅片管进行热分析,获得了其温度分布云图,发现管道周围温度最大;定义路径后,得到温度分布曲线及温度分布云图,分析了管道轴向及沿着翅片径向的温度变化趋势;在模拟温度场的基础上,应用间接法对其进行热应力分析并定义相应的路径,其目的是为了对热应力分布进行进一步的分析,发现管壁和管壁与翅片的连接处热应力最大;基于JB 4732-1995《钢制压力容器分析设计标准》,对应力进行了评定,得出了该翅片在模拟环境中是安全可靠的。研究结果为进一步的研究奠定了基础。     

基于ANSYS汽车盘式制动器温度场和热应力数值模拟

基于ANSYS建立了某汽车盘式制动器三维实体模型,分析了不同制动工况下盘式制动器的温度场和热应力,还分析了离心力与压应力和摩擦切应力分别作用下的应力分布.结果表明：热应力远大于其他应力的作用,这在分析盘式制动器失效时起着主导作用.运用循环迭代法进行温度场模拟,分析显示摩擦区温度是震荡上升、存在明显的尾迹且其显著大于非摩擦区温度.采用间接耦合法将温度场结果作为应力场载荷分析的热应力,结果显示：热应力呈现交变应力状态且幅值较大,摩擦区周向应力明显大于径向应力,制动盘凸台连接处应力很大.