旋翼飞行器结构模态分析与调整

对超小型无人旋翼机的机体进行了结构分析,先利用了CATIA的有限元分析软件包对结构动力学特性进行分析,计算出了旋翼机的各阶频率与振型.其后通过结构试验对其计算的结果进行验证,并且根据计算和实验的结果进行了结构修正.通过结构的调整和强化,超小型无人旋翼机的机体振幅有所减小,并根据机体的振型模态,飞行控制系统的各类传感器均安装在机体振幅较小的位置,改善了传感器的工作性能.     

基于自适应模拟退火遗传算法的传感器优化配置研究

针对传感器优化配置组合优化问题,提出了一种基于模态置信度准则MAC的优化算法——自适应模拟退火遗传算法。以模态置信度MAC矩阵的最大非对角元的值极小为目标函数,针对满足传感器数量不变的约束条件问题,提出了二重结构编码遗传算法,并将传统的模拟退火算法改良后,作为一个独立的算子置于遗传算法进化过程中;为了避免出现过早收敛的现象,引入了自适应交叉和变异概率。算例结果表明该混合算法对传感器数目与位置同时实现了优化,得到了满足不同精度要求的传感器优化配置方案。     

大型结构测点优化与配置

对于大型结构测点的优化配置,一般传统的优化算法失效,针对传统优化算法的缺点,对大型结构的模型缩聚做了进一步的完善,并且引入一个反映高阶模态贡献比例的权重系数。由此提出一种基于有效独立法的混合优化算法。该算法不仅引入了对测量点选择有影响的模态动能系数,有效防止测点分布聚集现象,而且最大可能保证所有模态动能的贡献和较优布置测点具有较大能量的要求。经火箭仿真实例和GARTEUR飞机模态试验验证,该算法保证监测模态的完整性和线性无关性,对大型结构的测点优化与配置具有重大的工程应用价值。     

基于MEMS的结构振动无线传感器研究

针对结构振动监测现场传感器布线困难的问题，提出了一种基于MEMS微加速度计的可编程无线振动传感器集成设计方法，并进行了模拟试验。     

动态测试技术的发展系列讲座

随着快速傅立叶变换(FFT)算法和基于FFT的动态测试分析仪的出现,产生了模态分析与试验这一新技术,并逐渐成为机械与结构振动排故和动态设计的重要手段,在机械、航空、航天、汽车、动力、土木等工程领域获得广泛应用。模态分析与试验三十年的发展大致可分成三个阶段。初期阶段(60年代中期到70年代中期)有两项引人注目的“发明创造”:一是振型动画显示,使抽象的结构动力学特性易于为工程人员所理解;二是带力传感器的激振力锤,使模态试验简单易行,并从试验室走向现场。第二阶段(70年代中期到80年代中期),模态分析与试验有了长足的进步,提出了各     

基于预实验分析的箱梁模型模态测试

以箱梁模型为实验对象,使用一种基于预实验分析的方法对箱梁模型进行模态识别。首先,在有限元模型模态分析结果的基础上,利用预实验分析确定合理的布点方案及最优激励点;再由预实验分析结果,采用激振器法对自由支撑的箱梁模型进行模态识别;最后,将实验模态与有限元模态进行相关性分析,以验证实验模态数据的可信性。实验结果表明,识别的四阶模态频率值与有限元分析结果在10%以内,前三阶在5%以内;与有限元模态相关性分析表明,实验测得的模态数据与有限元结果相似度高,尤其是对应前两阶模态振型相关性高达90%以上。     

某无人直升机机身框架动力学计算与试验研究

建立某无人直升机机身框架的动力学有限元模型,计算得到前六阶固有频率和振型,与模态试验结果相比较,误差小于3 %,验证了有限元模型的正确性,表明该有限元模型能准确地反映该无人直升机框架的结构动力学特性。有限元计算的机身框架固有频率值避开了旋翼、尾桨、发动机主通过频率值,满足动力学设计要求。这种有限元计算、试验验证以及模型修改相结合的动力学分析方法,能保证框架固有特性计算的精确,也为无人直升机其它结构的动力学建模提供借鉴。     

白车身结构NVH优化技术研究

设计了一套以提高汽车NVH性能为目的的结构优化流程,期望通过较小的零部件改动,达到较大的汽车NVH性能的改进。以某商用车为例,首先通过试验和计算模态分析、模态灵敏度分析及板块声学贡献量分析等找到影响车身NVH性能较大的薄弱部件。其次针对不同的部件,提出相适应的结构优化方法。选取车顶棚部件为优化对象,提出易于实现的形貌优化方案,实现了白车身模态及NVH性能的提高。     

浮筏筏架模态测试及模型相关性分析

用有限元法计算浮筏隔振系统的中间筏架其前五阶模态,并通过模态测试测得其模态,再采用LMSVirtual lab对此筏架有限元模型和测试模型进行相关性分析,从分析得到的模态置信度可以看出用有限元法计算的模态基本准确。     

振动试验视频图像测试技术

基于数字视频技术,以普通 USB 数码摄像头与 PC 机作为硬件设备设计视频图像测振系统,采用该测试系统识别悬挂集中质量的简支梁模型的一阶模态参数。基于 Matlab 软件编制振动视频采集与图像边缘检测程序,获取梁振动的位移时程曲线,采用模态分析确定简支梁模型的固有频率、阻尼比与振型,试验结果表明采用该测振系统实现低频结构的振动测试是可行的。     

面向结构健康监测的传感器数量及位置优化研究

在能够反映结构特性的重要位置布置合理数量的传感器不但可以有效地降低结构健康监测成本,还可以提高监测系统处理信息的效率.根据结构系统可观性,分别给出了观测一般结构和重频结构的前若干阶目标模态所需要最少传感器数量的估计方法.提出一种选用Frobenius范数求最大化Fisher信息矩阵的方法,阐述了求最大化Fisher信息矩阵等价于选取具有最大能量的节点模态向量子集的结论.在此基础上并结合传感器优化布置的多重标准,提出基于节点能量和模态保证准则的传感器优化布置方法.数值算例的结果验证了该方法的正确性和有效性.     

动态测试中的抗干扰技术

分析了动态测试系统中引起干扰的主要因素，运用硬件技术实现的抗干扰方法。     

作动器／传感器配置优化的遗传算法应用

针对空间柔性结构,研究了振动主动控制中作动器/传感器的配置和控制器增益的全局优化问题。首先采用空间柔性结构的状态空间模型建立了以最大耗能准则为基础的目标函数,将优化问题归结为一个有约束的非线性优化问题,然后根据其特点,采用了一种十进制浮点数编码的遗传算法,并融合、设计了一些简单且优良的遗传操作,使得优化过程不依赖于初值,而且可以快速可靠地求得全局最优解。通过一个悬臂梁单点同位配置算例,证明了该算法的可行性和优越性。     

振动控制传感器／作动器的数目和位置优化设计

提出一种确定传感器、作动器的数目和优化设计传感器、作动器位置的方法。以独立模态最优控制方法为基础,将模态控制力、作动器作动力和传感器测量的信号处理为随机变量,分别建立了模态控制力能量、作动器作动力能量的自相关矩阵的测量信号的能量自相关矩阵。进一步通过作动力能量的自相关矩阵的和测量信号的能量自相关矩阵包含的能量分别确定了作动器和传感器的数目。在此基础上,建立了基于控制系统作动力消耗能量最小和传感器测量信号能量最大,分别设计了控制系统的作动器和传感器的最优位置。通过数值算例证明了该方法的有效性。     

基于ANSYS强度仿真与动力学测试的包装结构优化设计

目的 在保障机械结构强度的前提下,对消费量大的某泵用木包装结构进行优化设计,对机械强度进行CAE有限元仿真,并进行振动跌落冲击测试,以降低成本提高产品价值。方法 首先分析产品的使用功能,设计新型包装方案,将原有铁底板支撑结构优化改为用材更少的V型木质支撑结构,建立力学模型,进行底强度分析以及稳定性计算;然后运用SolidWorks建立3D模型,运用ANSYS Workbench进行仿真评估;最后生产出新型包装,并根据包装测试标准进行了测试。结果 新的包装结构用V型木质取代了铁底板支撑,节约了100%的铁质包装材料,并通过了冲击振动跌落测试。优化设计的新包装型式能满足运输过程中的冲击振动跌落等产品保护要求,满足运输稳定性的功能要求。结论 本文以价值工程理念为指导,优化设计的新包装结构,在满足产品功能的同时节约了成本,是价值工程在包装优化领域极好的运用,为机械工程领域包装工程师提供了设计参考和解决方案。     

复杂机械结构动力学参数优化设计

目的提高大型复杂结构动力学参数修改的准确性和效率。方法以某大功率发动机的缸盖为对象,首先以实测的固有频率为基准,通过比较有限元计算的固有频率和实测频率,找出误差较大的频率项,接着通过灵敏度分析法找出对该频率较敏感的参数,最后用设计参数修改方法对该参数进行优化设计和修正。结果经过动力学修改后的缸盖的固有频率计算值更接近于试验值,能够满足工程使用要求。结论结合设计参数法和灵敏度分析法修改后的有限元模型能够比较准确地反映结构的动态特性,可提高结构动力学修改的效率。     

基于相位法的色标传感器动态响应特性测试与分析

目的 研究色标传感器的动态响应特性。方法 采用相位法测试色标传感器的动态响应特性;以嵌入式工业触摸屏为控制核心, 与色标传感器、 富士伺服电机、 伺服驱动器和编码器组成测试装置, 间接测试动态响应时间; 用MATLAB软件处理实验数据, 分析其动态特性。结果 在动态响应时间内, 根据基于触摸屏的相位法, 测得动态响应时间为2 ms, 其系统为一阶系统。结论 该测试方法简单可靠, 可以测出各种传感器的动态响应时间, 并可以判断其系统特性。     

多通道压力传感器综合检测系统设计

主要描述了多通道压力传感器综合检测系统硬件组成及软件功能设计,通过本压力传感器综合检测系统可满足飞机研制试验中压力传感器检测需求,保证飞机型号试验进度及试验压力测量数据的准确可靠。     

Kernel Search-Framework for Dynamic Controller Placement in Software-Defined Network

In software-defined networking (SDN) networks, unlike traditional networks, the control plane is located separately in a device or program. One of the most critical problems in these networks is a controller placement problem, which has a significant impact on the network’s overall performance. This paper attempts to provide a solution to this problem aiming to reduce the operational cost of the network and improve their survivability and load balancing. The researchers have proposed a suitable framework called kernel search introducing integer programming formulations to address the controller placement problem. It demonstrates through careful computational studies that the formulations can design networks with much less installation cost while accepting a general connected topology among controllers and user-defined survivability parameters. The researchers used the proposed framework on six different topologies then analyzed and compared with Iterated Local Search (ILS) and Expansion model for the controller placement problem (EMCPP) along with considering several evaluation criteria. The results show that the proposed framework outperforms the ILS and EMCPP. Thus, the proposed framework has a 38.53% and 38.02% improvement in reducing network implementation costs than EMCPP and ILS, respectively.     

弹性连杆机构振动主动控制中作动器与传感器的位置优化

对机构振动主动控制中作动器和传感器位置的优化问题进行了研究。基于对连杆机构受控子系统能控度、能观度和剩余子系统能控度、能观度的分析,确定了能够综合反映主动控制器作动和检测能力及避免“溢出”的性能指标函数,建立了相应的优化模型,在此基础上,采用约束尺度法对该优化问题进行了求解。最后,通过算例说明了本文方法的可行性和正确性。