带裂缝梁振动特征值灵敏度研究

本文用无质量弹簧模拟梁类结构中单侧裂缝引起的局部柔度，弹簧的转动刚度系数与裂缝高度有关，引入奇异函数，将裂缝处的转角间断表示为分布荷载作用，以弹性力学的变分原理为基础，推导出任意边界条件的带裂缝单跨梁的特征值灵敏度表达式，并讨论了裂缝引起的梁的振型变化，采用有限元法和本文方法对分别对简支梁进行动力分析，其计算结果吻合良好。     

结构静力问题的重特征值灵敏度分析

静力学中的结构设计，模型修正和优化等问题都属于矩阵逆特征值问题，解决这类问题的关键是求出特征值和特征向量关于设计参数的灵敏度，本文基于多元函数论和代数反问题理论，得到了具有重特征值情形的结构灵敏度解的形式，并给出了相应的计算实例。     

薄板结构边界支承刚度的识别

本文用动态测试与边界元法数值计算相结合的方法来识别薄板结构的边界支承的刚度参数。薄板在给定的激励下,根据在薄板有限点上振动响应的测量值,利用结构边界积分方程的解析关系即可较准确地估算出边界支承的参数。在建立边界积分方程中,采用了近似基本解技术。通过算例,验证了方法的可行性和有效性,其识别精度对工程问题来说,是足够满意的。     

层合板振动特征值对铺层角的灵敏度

研究了层合板特征值对铺层角的灵敏度, 从经典层合板理论出发, 结合有限元方法, 通过虚功原理, 推导了层合板的刚度矩阵和质量矩阵, 并且导出了质量、刚度矩阵和铺层角、铺层厚度之间的显式关系; 利用摄动方法, 推导了层合板各阶特征值对各个铺层角灵敏度的显式表达式。通过数值算例, 对比了本文方法与有限差分法得到的结果, 表明差分法只有当增量步很小时才能够达到本文方法的精度。      

复合材料对称层合板特征值问题的灵敏度分析

由于复合材料层合板的横向剪切模量较低,因此基于克希霍夫理论而计算的层合板特征值及其灵敏度与实际情况相差较大。本文采用层合板的一阶剪切变形理论,将纤维铺设角、材料参数和从层合板的中面到第K层板上表面的距离Z_K视为设计变量,研究了对称层合板特征值的灵敏度计算问题。     

结构动特性灵敏度分析的边界元摄动法

本文对离散后的边界积分方程采用摄动理论,把求结构特征解灵敏度的偏导数公式改写成摄动公式,导出了用边界元法计算结构动特性灵敏度的一种新方法。文中给出了边界元摄动法灵敏度分析的公式,数值实施过程和数值结果。算例表明,本文方法是正确的,且有良好的精度。     

基于有限元-边界元的声学构形灵敏度分析

通过灵敏度分析可以对由结构修改而引起的局部或全部结构状态特性的变化做出估计,为设计指明方向.对结构-声学优化设计中的构形灵敏度进行研究,利用有限元、边界元数值计算方法获得辐射声压关于组合结构各构件旋转角度的半解析声学构形灵敏度公式,扩大了声学灵敏度的范畴.该声学灵敏度公式可以用来预测结构组合方式的改变而导致的空间声学量的改变.对该灵敏度公式进行数值计算,与传统有限差分法对比,证明了本文方法的正确性.     

刚度悬殊结构振动的最优控制

讨论了刚度悬殊结构振动的最优控制问题，指出这类问题的困难在于矩阵Ｒｉｃａｔｉ方程的求解。先用摄动法求出系统的动力学响应，再求出最优控制的解，使得在实际应用上相当大一类带有上述奇异性的最优控制问题可化为非奇异性问题来求解。     

网架结构固有振动分析的分解刚度法

把矩形平面网架结构简化为夹层板,采用考虑剪切变形的具有三个广义位移的平板弯曲理论进行分析。基于分解刚度的思想提出了网架结构固有频率的计算方法,给出了八种网架结构(正放四角锥网架、两向正交正放网架、正放抽空四角锥网架、三角锥网架、三向网架、抽空三角锥网架、两向正交斜放网架和斜放四角锥网架)各阶频率的统一计算公式,对八种网架进行了固有振动分析,并与有限元分析结果进行了对比。作为一种简化的计算方法,该方法不仅计算公式简单,而且其精度比较高,误差基本在10%以内,可以为网架结构分析与设计作参考。     

变刚度半主动结构振动控制

变刚度半主动控制是通过改变结构的刚度来减小结构的振动反应。本文提出了变刚度半主动控制系统及其理论,并研制了该系统,成功地实现了变刚度半主动控制振动台试验。试验与分析表明,所提出和研制的半主动控制系统能够有效地减小结构的振动反应。该系统可实现全部硬件化、构造简单、造价低、健壮性好、鲁棒性好,具有很大的应用前景。     

基于刚度和模态灵敏度分析的轿车车身轻量化研究

以某轿车白车身为例,建立有限元模型,以车身结构的刚度和模态有限元计算为基础,经灵敏度分析方法确定优化设计变量,以车身结构质量的最小化为目标,在保证车身刚度和模态性能的前提下,优化车身零件的厚度,从而实现车身结构的轻量化,车身减轻的重量为原来的3.6%,车身结构的刚度和主要模态频率也都获得不同程度的提高。     

声学-结构设计灵敏度分析

声学 -结构设计灵敏度分析揭示了结构振动引起的辐射声压与结构设计变量之间的关系。分别用有限元法和边界元法计算结构设计灵敏度和声学灵敏度。将两个灵敏度结合得到最终的声学 -结构设计灵敏度。在边界元计算中 ,采用退化元处理奇异积分问题 ,对特征频率不唯一问题采用CHIEF方法处理。以脉动球和箱体为例 ,验证了算法的可行性和精确性。     

复合式流体滤波器的衰减性能分析

摘要：液压系统压力脉动对执行机构精度与性能具有很大影响,因而压力脉动衰减与抑制有重要意义。基于电液比拟的方法,结合K型和H型各自的滤波特点,提出一种以K型和H型串联的分支谐振滤波器,建立了流体滤波器的等效电路图。结合液压系统的特性,分析新型复合式流体滤波器结构参数和管道长度对插入损失的影响。数值仿真表明：该衰减器有两个衰减峰值,低频衰减由H型部分主导,高频与K型部分相关,加装衰减器应靠近负载。结合实际工况,合理的选择结构参数,可以达到宽频的效果。     

随机结构系统的特征值和特征向量分析

从实际工程出发，以现代数学理论为依据，研究了随机结构系统的特征值问题。根据Kronecker代数、向量值和矩阵值函数的灵敏度、一般二 阶矩法和概率摄动技术给出了计算随机结构系统特征值和特征向量的数值方法，可以有效和可靠地得出随机结构系统的特征值和特征向量的统计量。     

应用BP神经网络修正有限元模型中的刚度矩阵

在有限元素法中，用理论分析建立的有限元模型很难完全与实际相符，这便带来了如何寻找有限元模型的误差源和怎样对它进行修正的问题。用静力试验修正刚度矩阵，再以修正后的刚度矩阵为基准修正其它矩阵是方法之一。目前存在的问题是该方法的修正结果对静位移中各元素相对误差的不一致具有高度敏感性。本文应用神经网络修正有限元模型中的刚度矩阵，既消除了上述敏感性，同时具有可修正性。     

ZnO纳米弹簧的横向与轴向刚度分析

分析了ZnO纳米碳管弹簧在横向、轴向载荷作用下的变形,给出了ZnO纳米碳管弹簧的横向刚度Kr与轴向刚度K1的表达式,为验证Kr、K1公式的有效性,还将一ZnO纳米弹簧Kr、K1的理论解和相应的实验结果、有限元结果进行了比较,结果发现,理论解和实验结果、有限元结果均较为接近。ZnO纳米弹簧的横向刚度与轴向刚度表达式对人们进一步研究碳管纳米弹簧的力学特性具有重要的参考价值。     

碳管纳米弹簧的横向与轴向刚度分析

分析了碳管纳米弹簧在横向、轴向载荷作用下的变形,给出了碳管纳米弹簧的横向刚度Kr与轴向刚度Kl的表达式.为验证Kr、Kl公式的有效性,还将-碳管纳米弹簧Kr、Kl的理论解和相应的试验结果、有限元结果进行了比较.结果发现,理论解和试验结果、有限元结果均较为接近.本文碳管纳米弹簧的横向刚度与轴向刚度表达式对人们进一步研究碳管纳米弹簧的力学特性具有重要的参考价值.     

缓冲包装设计的灵敏度分析

首次对非线性多自由度包装结构缓冲设计进行了灵敏度分析。根据摄动法得到渐近解,通过脉冲响应及其关于设计变量的灵敏度表示成积分形式,该方法适用于质量阵、阻尼阵和刚度阵非对称及非比例阻尼的条件。利用响应灵敏度表达缓冲性能极值关于设计变量的灵敏度。通过其灵敏度分析进行改进能有效地提高缓冲性能。