液面上复合材料板的非线性动力响应

导出置于液面上的复合材料迭层板变形时流体作用力的近似表达式：由ａｍｉｌｔｏｎ原理建立考虑横向剪切变形以及流固耦合效应时迭层板的非线性动力方程;采用Ｐａｒｋ差分公式求解了板的非线性流固耦合动力响应;讨论了不同截荷类型下流场深度及几何非线性对动力响应的影响     

应力板带桥动力特性与人致振动响应实测

开展应力板带桥动力特性与人致振动响应的现场实测工作。首先,基于环境激励和冲击法,开展该桥动力特性测试;其次,基于随机子空间法和峰值拾取法,获得应力板带桥的前三阶自振频率、振型与阻尼比;最后,基于该桥动力特性实测结果,开展单人和队列同步行走以及随机行走测试,获得桥的人致振动响应,并对其振动舒适性进行评价。研究表明（：1）应力板带桥动力系统具有典型的低频、小阻尼比（<0.002）和密集模态特点（;2）人群同步行走时的结构响应并非单人响应的线性放大;与桥面人数相比,结构振动响应对行走步频更为敏感（;3）进行振动舒适度评价时应充分考虑结构使用功能和所处环境。     

冲击载荷作用下框架结构的非线性动力响应

基于大变形动力控制方程并应用有限差分离散求解.对冲击载荷作用下框架结构的非线性动力响应进行了初步研究.通过对响应过程中轴力、弯矩、变形以及塑性耗能分布规律的细致分析,探讨了框架结构的非线性响应模式和变形机制.研究表明,冲击载荷作用下,撞击点处"驻定塑性铰"是动力响应过程的主要变形机制,而框架柱"塑性铰"或"塑性区"是响应过程的又一主要模式,且此变形模式的表现形式会随初始动能的差异而发生变化.为验证本文理论计算的准确性,数值计算结果与已有文献的实验数据进行了比较,两者吻合很好.     

工程结构非线性动力响应数值分析中零能量模态控制对响应的影响

在工程结构非线性动力响应数值分析中,通常采用显式积分格式。这样可避免大量的刚度矩阵求逆叠代运算。但显式积分有条件稳定的,从而时间步长△t的取值受到限制,这样必导致进行大量的小时间步长循环计算。为了减少计算量,通常采用高斯积分一类的数值积分。单点高斯积分的采用可引起hourglass模态。控制hourglass模态是结构非线性动力响应数值分析中必须解决的问题之一。本文以八节点六面体实体单元单点高斯积分为例详细分析了hourglass模态产生的机理,并在此基础上讨论了hourglass模态的控制措施及具体应用。通过数值算例分析发现hourglass模态控制的采用对正常动力响应模态造成一定的影响。     

有限位移下张力腿平台的非线性动力响应

与一阶无限小位移情况不同,张力腿平台(TLP)发生有限位移时,所受外力与响应耦合,运动方程也必须在瞬时位置建立。建立了有限位移情况下张力腿平台非线性动力响应分析模型,其中考虑了由六自由度有限位移引起的多种非线性因素,如各自由度之间的耦合、瞬时位置、瞬时湿表面等;还包括自由表面效应、粘性力等因素引起的非线性。推导出张力腿平台六自由度有限运动非线性控制方程。对一个名为“ISSCTLP”的典型张力腿平台进行了数值计算,求得该平台在规则波作用下的六自由度运动响应。用退化到线性范围的解与已有解进行了对比,吻合良好。数值结果表明,综合考虑非线性因素后响应有明显改变。     

线阵CCD光电响应非线性特性测定与分析

线阵 CCD 广泛用于弱光的检测,但设置不当容易使器件工作进入非线性区。本文就其光电响应的两个因数?光强和积分时间,分别设计了实验并验证了CCD工作的非线性效应。利用LED的光通量?电流响应特性,研究了用LED发光来测定CCD输出与光强之间的关系;用标准灯照明,通过改变积分时间研究CCD输出与积分时间之间的关系。观察两个实验结果,采用晶体管模型来分析 CCD 的光电响应特性,分别对线性区和非线性区做了对比。结果表明,线阵CCD的非线性效应明显,实际应用中应充分利用其优异的线性响应特性。     

拉索_网壳结构的动力特性和非线性动力反应

将空间网壳结构与拉索有机结合便形成拉索-网壳结构体系。该体系不但具有美学特征，更可进一步增大跨度。基于泰勒数学展开公式和变分原理，推导了具有二阶精度的空间杆单元几何非线性刚度矩阵；研究了拉索单元非线性问题，得出了其切线刚度矩阵；给出了结构非线性力学响应计算策略等。通过数值计算，分析了结构动力特性和非线性地震动力响应问题。计算结果显示，拉索-网壳结构的自振频率皆明显高于对应的网壳结构，且频谱较为密集，甚至不同序号的自振频率几乎相同，拉索-网壳结构的地震动力响应不但与拉索长度、截面尺寸、预拉力和布置方式有关，还与塔柱高度、截面尺寸等有关。     

工程结构非线性动力响应数值分析显式积分格式的研究

工程结构非线性动力响应数值分析中时间积分的处理是其难点之一,它关系到此类动力响应分析程序的运算效率及分析精度。本文详细介绍了有限元直接积分法中显式积分格式及其稳定性条件。通过分析可看出,对于求解强冲击载荷作用下的非线性结构动力响应及波传播等问题,显式算法是一种好的选择。文中给出了各种类型单元稳定性条件下临界时间步长△tcrit的计算公式,并以数值算例给出了实现的步骤。     

单根立柱失效条件下框架结构楼房动力响应特征研究

高层框架结构楼房不同部位单根立柱失效条件下楼房的变形能力、加速度响应和荷载传递等动力响应特征是本研究的重点。首先,依据《混凝土结构设计规范》(GB50010),采用PKPM设计软件建立了一个4×6跨的8层钢筋混凝土框架结构模型;其次,基于构件拆除法,应用有限元软件SAP2000非线性动力分析方法计算了一楼中心柱、长边中柱、短边中柱、角柱等不同部位单根立柱失效条件下框架结构的动力响应特征。研究结果表明:四种立柱失效条件下,其塑性转角均小于6°,结构不会发生倒塌,中心立柱失效时结构稳定性最差,发生连续倒塌的概率相对最大,短边中柱和长边中柱次之,角柱概率最小;中心柱失效条件下楼房荷载对剩余结构的动力冲击作用影响最为显著,其负向最大值加速度大约是短边中柱和长边中柱的2倍,可达3 g左右;不同部位立柱失效后,荷载将重新分布,其轴力由紧邻的柱承担,而上方梁的受力形式也从受弯转变为受拉,发生悬链线效应,在中心柱失效工况下,相邻的各柱轴力增加了近20%。     

粘弹性对称铺设层合板的非线性动力响应

基于Karman板理论和线粘弹性Boltzmann叠加原理,建立了粘弹性对称铺设层合板的非线性积分—偏微分动力学方程.针对材料具积分型本构关系以及松弛模量为Prony级数的形式,应用Galerkin技术、Newmark方法和Newton-Cotes方法,给出了求解粘弹性层合结构非线性动力学问题的一种有效的数值算法.具体地求解了若干算例,且与相关文献进行了比较.     

水下爆炸冲击波作用下自由环肋圆柱壳动态响应的数值仿真研究

运用大型商业有限元程序MSC.DYTRAN数值模拟了水下爆炸冲击波作用下自由环肋圆柱壳的非线性动 态响应。采用一般耦合算法(generalcoupling)模拟流体与结构的耦合效应,计算中考虑了材料的应变率强化效应,几何 非线性以及结构的初始缺陷的影响,计算结果与实验吻合较好。比较了肋骨和肋间壳板在迎爆面,侧爆面和背爆面处的 中面有效应力和应变,分析了壳体在三个不同部位的破坏机理。最后比较了计算中考虑应变率效应与否对壳体最终变 形的影响。     

基于扰动抑制的差分进化算法的纸浆浓度控制系统

目的为了解决传统单PID控制优化算法仅关注跟踪性能,无法满足在纸浆浓度控制系统等工业生产环节中控制品质和成品良率的需求。方法将PID控制系统离散化以计算在高斯扰动下的输出方差作为扰动抑制的依据,并结合ITAE指标通过差分进化算法优化PID性能。结果仿真表明,该整定方法可以通过权值选取优化的偏好,自由调节PID控制器的性能表现,对比基于Z-N法的PID控制和基于PSO算法优化的PID控制,基于扰动抑制差分进化算法的PID控制的ITAE指标为14.3495,输出方差为31.8530,均优于其他2种算法。结论基于扰动抑制的差分进化算法可以通过用户自定义权重来协调纸浆浓度的输出方差和跟踪性能,从更实际的角度整定纸浆浓度控制系统的PID控制器参数,使得控制系统的性能指标满足工业生产要求。     

基于非线性扫频的频率特性校准研究

在动态频率特性测量和校准应用中,传统的线性调频信号频谱均匀分布、可设计参数单一,难以同时兼顾测量精度与测量效率。本文提出了一种基于非线性扫频方式的动态频率特性校准方法,可广泛用于传感器与仪器仪表的频率响应校准与标定。非线性扫频信号可以实现激励信号能量在频域内的非均匀分布,从而在某些重要频段内实现较高精度测量的同时,在其他频段通过牺牲一定的测量精度来保证测量速度,从而进一步优化频率特性测量的整体性能。仿真结果表明,在相同的扫频时间内,非线性扫频方法相比于线性扫频方法,能够将特定频段内的测量精度进一步提高。     

Comparison of Dynamic Differential Evolution and Self-Adaptive Dynamic Differential Evolution for Buried Metallic Cylinder

The application of two techniques for the reconstruction of shape reconstruction of a metallic cylinder from scattered field measurements is studied in this paper. These techniques are applied to two-dimensional configurations, for which the method of moment (MoM) is applied to solve the integral equations. Considering that the microwave imaging is recast as a nonlinear optimization problem, an objective function is defined by the norm of the difference between the measured scattered electric fields and those calculated for each estimated metallic cylinder. Thus, the shape of a metallic cylinder can be obtained by minimizing the objective function. In order to solve this inverse scattering problem, two techniques are employed. The first one is based on dynamic differential evolution (DDE) algorithm, while the second one is an improved version of the DDE algorithm with self-adaptive control parameters, called SADDE. Both techniques are tested for the simulated data contaminated by additive white Gaussian noise. Numerical results indicate that SADDE algorithm outperforms DDE algorithm in terms of reconstruction accuracy and convergence speed.     

非线性橡胶隔振器的冲击响应特性研究

为了研究非线性橡胶隔振器的冲击响应特性,考虑到阻尼非线性特性的影响,建立一个8参数的非线性响应力参数模型,由此描述橡胶隔振器的冲击响应力与位移的迟滞回线特性。选择某型渐硬型橡胶隔振器为研究对象,采用跌落式冲击实验方案获得不同工况下的橡胶隔振器冲击响应,以及不同冲击速度、冲击脉宽下的冲击刚度变化规律。通过最优参数的拟合,结果表明实测响应与模型预测值已基本相近。     

建筑结构对爆破地震的动力响应特性研究

首先分析了建筑结构的爆破地震安全判据的不足和爆破地震与天然地震的特点,然后详细地分析了爆破参量对爆破地震波反应谱的影响和爆破地震频率对建筑结构破坏的影响,并着重分析了建筑结构对爆破地震波主频率的响应特性和爆破地震波主频率的特性及一般规律,最后提出了今后进行建筑结构对爆破地震的动力响应特性研究和爆破地震作用下建筑结构的安全程度评价研究的建议.     

爆破振动作用下单层砖混房屋结构的动态响应

以单层砖混房屋为研究对象,应用有限元软件ANSYS建立了单层砖混房屋的数值模型。将实测地震波输入模型,分析了地震波引起的房屋结构的位移特征。根据小波包原理分析了实测房屋框架柱频域能量,构造了3种谐波加载到房屋模型,研究不同频域下房屋结构的速度响应。计算结果表明,单层砖混房屋的底部与顶部位移较大,门窗附近位移较为明显,框架柱顶端位移最大。实测发现,地基和建筑各结构能量大部分集中在7.81~37.50 Hz。构造了5、10、25 Hz 3种频率的地震波,加载到模型后发现,在高频爆破振动下,单层砖混房屋后山墙较前山墙受爆破振动影响较大;门窗与框架柱之间容易产生超越安全允许振速的情况;分析了后山墙左侧窗上带测点的频域分布,发现频带能量主要分布在0～15.63 Hz区间。     

地下巷道在爆破振动作用下的动态响应特征研究

为了研究地下巷道在爆破振动作用下的响应特征,以某露天铁矿转地下爆破开挖为研究背景,在地下巷道确定监测位置,结合爆破振动理论建立爆破振动衰减数学模型。为弥补试验方案不足,利用FLAC 3D软件建立地下巷道概念模型,分析地下巷道在爆破振动作用下的速度、位移的变化特征,并与现场试验进行对比。结果表明:当爆心距小于50 m时,水平径向峰值振动速度衰减变化率达到53.63%,而水平切向、竖直方向峰值振动速度衰减变化率分别达到53.07%和47.02%。通过对爆破时地下巷道的数值模拟分析可知,爆破振动速度变化主要集中在巷道的顶板及底板,而巷道竖直位移呈现先逐渐变大、后趋于平稳的状态,处于巷道安全允许范围之内。     

动力响应约束下的桁架结构拓扑优化

采用自适应遗传算法求解了以脉冲激励下的动力响应作为约束条件、以结构重量最小化为目标函数的桁架结构拓扑优化问题。其中遗传算子分别采用轮盘赌选择算子以及自适应的交叉和变异算子。定义了一些启发式准则来引导优化过程中杆件和节点的删除，另外引入了刚度矩阵的奇异性判断以防止桁架在杆件删除过程中变为机构。算例表明，用此方法可以得到桁架结构在脉冲激励下的最优拓扑形式，且能在满足动力响应约束要求的前提下极大地减轻结构重量，达到优化的目的。