细编穿刺织物的数学建模理论与实例

针对细编穿刺织物,采用具有参数连续性的样条线作为纤维丝束的轨迹特性函数,建立了三维立体织物结构的数学抽象与三维建模方法。基于MicroCT方法实际测量的细编穿刺织物结构特征参数,采用四种丝束轨迹特性函数和两种丝束截面建立了八种穿刺织物结构的三维数字模型,通过丝束结构与孔隙率的对比,三维数字模型与织物真实结构符合较好。该织物结构数学抽象与三维建模方法,可用于小尺度的亚单胞模型与大尺度的宏观模型分析,具有较高的适应性。     

基于平面方程理论实现L*a*b*到CMYK转换与输出

目的研究L*a*b*到CMYK颜色空间转换建模的思路及方法。方法在平面方程理论的基础上,按照K取特征值的思路,在Matlab中采用拟合等方法,求出四色平面方程的相关系数,建立色空间转换的数学模型。结果实现了L*a*b*到CMYK的颜色转换,并根据模型输出了图像,通过计算色差验证了模型精度达到要求。结论该模型具有结构相对简单、运算速度较快的特点,对于颜色空间转换的研究有一定的参考和借鉴意义。     

基于平面方程理论实现L*a*b*到CMYK色空间的转换与输出

目的 研究 L*a*b*到 CMYK 颜色空间转换建模的思路及方法。方法 在平面方程理论的基础上, 按照K取特征值的思路, 在 Matlab中采用拟合等方法, 求出四色平面方程的相关系数, 建立色空间转换的数学模型。结果 实现了L*a*b*到CMYK的颜色转换, 并根据模型输出了图像, 通过计算色差验证了模型精度达到要求。结论 该模型具有结构相对简单、 运算速度较快的特点, 对于颜色空间转换的研究有一定的参考和借鉴意义。     

一种新的Presence建模方法

在分析Presence信息特征的基础上,提出了Presence模型的建模需求和功能目标,并指出:信息共享、隐私保护以及信息融合要求对信息提供一致的管理方式,可通过建立Presence信息模型来解决这一问题,信息模型的建立应该直观和易用.根据建模需求对适用的建模方法进行了比较,建立了一种新的面向普通应用开发者的混合建模方法,结合图形化建模和本体建模的优点,在建模过程引入了模型驱动结构(MDA)方法和工程化思想,标准化的表达方式和规范的建模步骤保证了建模的质量.     

基于状态空间模型的机床加工精度分析

伺服进给系统的机电耦合特性直接影响数控机床的加工精度，单独针对伺服系统或机械系统建立的模型不足以准确分析系统参数对机床整机加工精度的影响。因此，综合考虑机床伺服系统与机械结构之间的耦合关系，建立伺服进给系统机电耦合动力学模型具有重要意义。首先，为保证伺服进给系统建模精度，利用状态空间法建立了机床机电耦合状态空间方程。其次，建立了伺服进给系统机电耦合Simulink模型，在此基础上采用复合控制提高系统的响应速度和加工精度。随后，利用多体动力学软件建立机床进给系统的刚柔耦合动力学模型，添加摩擦、阻尼等非线性因素，并导入Simulink与伺服系统建立耦合关系。最终，建立了卧式加工中心伺服进给系统的刚柔-机电耦合仿真加工平台，通过模拟机床加工轨迹以验证机电耦合状态空间模型的可靠性。结果表明：该状态空间模型能准确描述系统内部参数和系统输入输出的耦合关系；采用复合控制结构能有效提高系统的响应速度和加工精度。研究结果为数控机床的仿真建模和提高加工精度提供理论依据，为机床机电系统的设计提供有效指导。     

时空相关路面不平度时域模型仿真研究

路面不平度时域模型对现代汽车理论研究意义重要。应用谐波叠加法建立单轮路面不平度输入模型,提出两种不同轮辙路面空间相关模型,并结合同轮辙路面不平度输入时间延迟关系,将单轮模型拓展为四轮路面不平度时域模型。仿真分析显示,该两种方法建立的路面不平度模型,其功率谱与理论功率谱基本吻合,异轮辙输入相干函数符合理论规律。与其它方法相比,该模型建模效率高。     

层间弯剪偏心结构精准模型快速建立方法及多维减震应用

传统层间剪切模型与建筑结构真实受力状态不符，不能精准反映实际多维偏心结构的动力响应，工程可行性较低。目前的弯剪型简化模型建立方法计算效率偏低且无法直接指导三维偏心结构的建模。针对上述不足，根据结构力学中柔度法的基本原理提出一种精准的快速建立层间弯剪模型的方法。在此基础上，考虑结构的偏心对结构动力响应的影响，建立三维弯剪偏心模型，并通过多维时程分析对比验证在双向及扭转地震波下该简化模型的动力响应相较于有限元模型的差异性。结果表明，基于柔度法建立的三维弯剪偏心简化模型具有建模精度高和计算效率高的优点，并可以准确反映真实结构在多维地震作用下的动力响应。在考虑实际偏心后优化布置调谐阻尼器可充分发挥减震性能。     

门座起重机立柱结构的有限元建模与分析

本文针对门座起重机立柱结构的特点，讨论了目前有限元建模中不同方法的优缺点，通过实体建模中的面素法用四结点及八结点壳单元对立柱的空间及单侧结构在考虑有加劲肋和无加肋的情况下分别进行了静动态计算及计算结果的信区间分析，从而完成了该类结构的有限元建模与分析，了一些对工程设计有参考价值的结论。     

典型夹芯结构复合材料VARI工艺成型仿真计算研究

对于大尺寸夹芯结构或复杂形状夹芯结构复合材料的VARI工艺成型过程的模拟仿真计算,如果采用传统的建模方法,则建模困难,模拟仿真计算量大,效率不高。针对此问题,提出了一种简单方便的等效建模法。以弧形和带加强筋的夹芯结构复合材料构件为基础模型,采用等效建模法建立了实体CAD模型和有限元网格模型,并利用PAM-RTM软件对两种夹芯结构复合材料构件的VARI工艺成型过程进行了仿真计算,并结合工艺成型实验进行了实验验证。     

基于构造模型的植物形态建模

在对植物学家提出的23种植物构造模型及相关植物学研究的基础上,利用构造模型可以准确表达各种植物结构的特点,提出一种植物形态建模方法。该方法首先通过“构造”建立植物的拓扑结构和几何结构,再通过“渲染”处理和美化植物的三维结构。结合这种方法,在VisualC 环境下开发了相应的植物建模软件。文中给出的具体例子说明了该方法的可行性和有效性。     

电气化铁路接触网-受电弓动力学模型探究

电气化是铁路发展的大势所趋,为保证铁路电气化过程中良好的弓网受流,需要对接触网及受电弓进行系统研究。本文对目前世界范围内广泛应用的三类接触网,简单链型、弹性链型及复式链型接触网的结构特性及作用特点进行总结。文中还对受电弓动力学建模常用的四种模型,多刚体模型、归算质量模型、刚柔混合模型、全柔性体模型进行对比。为建立合适的弓网动力学模型,本文结合目前应用最广泛的几种接触网简化方式,单根索结构、单根梁结构及实际接触网结构,对弓网系统动力学的建模方法及动力学方程进行推导。     

陀螺随机漂移误差模型建模方法研究

论述了自６０年代以来的几种主要陀螺仪漂移误差模型建模的方法，介绍了各种方法的特点及建模公式，有助于惯导系统中陀螺漂移误差模型的建立。     

基于有限元分析的复杂结构弹性振动传递函数建模

为了解决复杂结构的弹性振动建模问题,提出了一种基于有限元分析的弹性振动传递函数建模方法。首先建立能够准确反映结构动力学特性的有限元模型;然后根据输入参数和辨识算法类型的不同,分别从时域和频域两方面进行传递函数建模,其中时域辨识建模以PRBS信号的瞬态响应结果为辨识数据进行时域参数辨识,频域辨识建模以结构的频率响应函数为辨识数据进行频域参数辨识;最后以“时域建模频域验证,频域建模时域验证”的方法检验传递函数的精度。通过建立悬臂梁、某运载火箭和某弹体局部结构的传递函数模型,证明了该方法的可行性和有效性,为该方法在工程实践中的应用提供参考。     

厦门本岛近地表三维速度结构建模研究

搜集整理了厦门本岛202个钻孔资料,分析、总结了工程场地剪切波速度结构的空间相关性和带状异向性特征。在此基础上,发展了一套先通过不规则三角网(TIN)法和克里格法划分出不同土层的分界面,建立场地三维工程地质模型,再基于克里格方法对土层内部剪切波速进行空间预测,最后整合各土层剪切波速度结构的建模方法。通过建立厦门岛近地表三维速度结构模型,对方法可行性和精度进行了检验。结果表明,建立的模型,能够很好反映出厦门岛工程场地同一土层内的剪切波速变化规律及不同土层剪切波速的带状异向性。     

混合FE-SEA线连接建模方法研究

基于傅里叶变换提出了一种混合FE-SEA线连接建模方法。首先基于波动理论推导了波数空间下的板结构线连接的阻抗矩阵,然后针对线连接位移构造了一种节点坐标系下三角波形函数,最后依据傅里叶变换技术建立了节点坐标系下的线连接模型。仿真算例分析结果表明,该混合线连接建模方法具有较好的精度,能够有效地建立线连接的动力学特性建模。     

空间范数在压电柔性结构振动控制中的应用研究

在空间范数定义的基础上,推导出了结构模态空间范数的计算公式。考虑压电柔性结构振动控制中作动器分布对结构建模与控制性能的影响,利用模态空间范数度量各个模态对结构动力响应的贡献,并对结构进行了模态选择与模型降阶。利用所建立的降阶模型,设计了一个对受外部干扰结构进行振动抑制的动态输出反馈]]>;     

考虑间隙的空间圆柱铰多体系统运动学精度及动力学分析

为了研究空间圆柱铰间隙对系统性能的影响,针对典型的空间圆柱间隙铰结构,分析了其所有可能出现的接触模式。针对空间圆柱铰轴向和径向都存在间隙的情况,对复杂的接触模式进行了几何和运动学分析,提出一种改进的计算潜在接触点位置的方法,建立了接触碰撞力模型,将其带入多体系统动力学方程。对空间双摆进行了理想模型和间隙模型的对比分析。结果表明,由于轴向和径向间隙的存在,系统的运动学精度和动力学性能都受到了很大的影响,间隙大小的变化也会改变系统的运动学到位精度。空间圆柱间隙铰的建模方法和结果为机械结构的设计和改进提供了理论依据。     

基于坐标变换的功能梯度材料空间映射建模研究

随着3D打印零件复杂性和多样性的日益增加,单一材质的零件已无法满足各类特殊性能要求,功能梯度材料零件逐渐成为快速成型制造行业的研究热点。为满足功能梯度材料的制造要求,提出了一种基于坐标变换的功能梯度材料空间映射建模方法,该方法的关键是将几何信息与材料信息有效结合。首先,采用单梯度源法、多梯度源法构建功能梯度材料模型的材料空间,在遇到交叉梯度源模型时利用特定的相交算子以一定的权重比进行材料分布计算。然后,在几何空间与材料空间结合的过程中,巧妙地通过坐标变换将材料空间与几何空间的坐标系重合,实现将材料空间映射至几何空间,从而得到带有材料信息的功能梯度材料模型。通过修改梯度源、材料分布函数以及坐标变换方法即可获得所需的功能梯度材料模型。利用Visual Studio 2019软件和OpenGL编程语言对实例模型进行可视化分析的结果表明,所提出的建模方法相比于大部分估值建模、非估值建模方法可大大缩短建模时间,从根本上解决了某些算法所造成的储存空间不足和建模过程繁琐等问题。基于坐标变换的功能梯度材料空间映射建模方法为增材制造行业提供了一种新的建模方法,具有良好的应用价值。     

考虑频变阻尼的黏弹性阻尼层板结构模态分析方法

结构动力中的模态分析可归结为数学上矩阵特征值问题的求解。研究了一种求解有限元非线性特征值问题的数值方法,即RSRR,该方法通过对系统矩阵逆矩阵的采样,构造可靠的特征空间用于非线性特征值问题的求解,比现有基于围道积分的非线性特征值解法稳定性更好、精度更高。采用基于Layerwise离散层理论的Layerwise板单元建立黏弹性阻尼结构有限元模型比混合单元建模方法简单方便,结合Layerwise板单元建模方法,将RSRR拓展应用于黏弹性阻尼结构的模态分析,算例结果表明RSRR求解精度高、稳定性好,是黏弹性阻尼结构模态分析的有效数值方法。     

大型空间柔性桁架结构等效建模与动力学分析

大型空间柔性桁架结构具有周期性、大柔度、构型复杂等特点,其等效建模是进行振动控制器设计的关键性技术之一。基于能量等效原理和经典Timoshenko梁理论,对刚性连接的大型空间柔性正三棱柱桁架结构进行了等效建模与动力学分析,采用Taylor展开方法推导了等效梁模型的刚度和质量表达式,对比分析桁架结构与等效梁模型的固有振动特性,二者吻合较好。数值结果表明了等效方法的有效性且等效梁模型具有较高的精度。