张力结构位移限制下的形状调整强度优化分析

为了提高张力结构的刚度和减小结构受力,在结构杆件中引入作动器,主动调整杆件的长度,改变结构的形状.定义结构的合理工作状态系数,推导作动器的主动变形向量与结构内力向量、结点位移向量等的几何非线性迭代矩阵表达式.以结构工作状态系数最小为目标,以作动器主动变形量为未知量,考虑索的应力约束、结点的位移约束以及作动器参数等约束条件建立优化模型,并编制相应的求解程序.通过算例表明,在作动器调整张力结构的形状后,在相同荷载作用下,结构的刚度获得提高,并且仅通过在索中布设作动器,可以达到杆件受力减小而结构刚度增大的优化目的.     

网状天线反射面形状精度控制智能结构作动器的位置优化

就网状天线反射面振动控制智能结构的作动器位置优化进行了讨论;把模态分析和能量作用原理相结合,提出了一个网状天线反射面振动控制智能结构的作动器位置优化的新方法;求每个候选单元的位置评价准则T_C(所有模态的模态可控度之和),T_C大的候选单元就是作动器的最佳位置. 并用算例验证了该方法的正确性.     

压电薄壳结构的形状主动控制研究

随着卫星、空间站等航天器日趋大型化、复杂化和高精度化,迫切需要研究采用形状控制的空间薄壳结构航天器,解决在火箭运载舱的空间限制下,实现其较高形状精度的大型航天器空间结构设计问题。针对压电薄壳结构设计形状主动控制算法,借助于Abaqus软件对压电薄壳结构进行形状主动控制仿真,研制压电薄壳结构形状主动控制系统的地面演示样机和实验平台,研究结果表明,其形状控制率达到80.00%以上。     

智能桁架结构的最佳形状分析

以四主动元的平面桁架结构为对象进行了强度分析，给出了在不同方向载荷作用下的最佳强度曲线和最佳结构形状，为设计最佳的桁架结构提供了理论基础。     

空间网壳结构的形状优化

采用二级优化算法对空间网壳进行形状优化分析,建立了以结构自重小为目标函数的空间网形状优化的数学模型。详细分析了二级优化算法的实施步骤,以及一种有效的离散变量优化方法－相对差商法。     

调整与优化高等教育结构

结构是发挥系统总体功能的重要条件。调整高等教育结构的目的是为了充分发挥高等教育系统的功能，使其能产生更好的经济效益和社会效益。从调整与优化高等教育结构的必要性入手，剖析了目前高等教育结构存在的问题，提出优化专业设置、课程总体结构，使布局结构日趋合理等举措。     

桁架结构形状优化的粒子群优化算法

为解决有应力约束、几何约束以及局部稳定性约束的桁架结构的形状优化设计,将粒子群优化(PSO)算法应用于桁架结构的形状优化设计.首先详细介绍了原始PSO算法的基本原理,然后引入压缩因子改进了原始的PSO算法,并提出了合理的参数设置值.优化计算过程中,综合考虑了节点坐标和截面面积等两类不同性质的设计变量.最后对几个经典问题进行了求解,并与传统的优化算法进行了比较.数值结果表明,改进的PSO算法具有良好的收敛性和稳定性,可以有效地进行桁架结构的形状优化设计.     

多线切割系统中切割线张力检测与调整

基于大直径、超薄硅片对多线切割机的要求,针对典型张力调整方法的不足,对张力检测与调整技术进行了研究,即应用传感器检测张力且采用扭矩电机驱动张力摆杆调节张力。同时,对张力检测与调整系统进行了设计。将所研究的张力检测与调整方法应用到DQX型多线切割样机上,利用多线切割样机验证了该方法的可行性。     

悬索结构的初始形状确定分析

应用非线性有限元位移法，推导了悬索结构的几何非线性有限元方程。通过由平面将控制点移动到设计给定的几何位置，寻求了一个与给一预应力值分布及结构几何控制参数对应的平衡的形状，建立了一种悬索结构的初始形状确定分析方法。算例结果表明提出的方法是可行，实用的。     

调整与优化高等教育结构

结构是发挥系统总体功能的重要条件。调整高等教育结构的目的是为了充分发挥高等教育的功能，使其能产生更好的经济效益和社会效益。从调整与优化高等教育结构的必要性入手，剖析了目前高等教育结构存在的问题，提出了优化专业设置、课程总体结构，使布局结构日趋合理等举措。     

张拉整体结构的非线性主动控制

为了有效解决张拉整体结构在各种动态激励下的振动控制问题,保证结构的功能与安全性,研究张拉整体结构的主动控制问题.根据结构的机电耦合作动方程,推导结构的状态空间描述.基于瞬时最优控制算法和New-mark关系,推导张拉整体结构机电耦合最优控制方程.在Newmark算法的基础上引入Newton-Raphson迭代过程,考虑结构的几何非线性效应,实现了张拉整体结构的机电耦合非线性主动控制.以双层柱状张拉整体结构在随机激励下的振动控制为例,验证了算法的正确性与可行性.     

张拉整体结构振动最优控制的作动器优化配置简

The simulated annealing algorithm is employed to implement the actuators placement optimization for a tensegrity structure, and the effect of actuator positioning on the vibration control of the structure is analyzed. To this end, the ANSYS model of a 4-floor tensegrity structure is built, and the state space control equation of the structure through mode transform and mode truncation is deduced. Based on optimal vibration control for the tensegrity structure, the energy of the system with respect to actuator locations is chosen as the optimal criterion. Simulation results indicate that the optimization method is effective, and that the performance of vibration control of the tensegrity structure is improved dramatically when actuators are placed in the optimal position.     

圆柱形张拉整体结构质量最小化方法

为减轻张拉整体结构的质量,提出一种张拉整体结构最小质量优化方法及进一步减轻质量的自相似迭代设计方法.以外载荷作用下的圆柱形张拉整体结构为研究对象,根据构件质量、材料失效模式的关系,提出以构件力密度、横截面积作为设计变量,结构静力平衡方程为约束的优化数学模型,采用线性规划优化方法对数学模型进行优化,并给出压杆两种失效模式下结构最小质量的选择方法;为进一步减轻质量,把三维T型杆自相似迭代结构应用到圆柱形张拉整体结构中,提出一种自相似迭代设计方法来设计一个质量更轻的张拉整体结构,提出有效替代空间概念,给出有效替代空间的计算方法.算例计算结果表明,最小质量优化方法及自相似迭代设计方法可以设计出质量更轻的张拉整体结构.     

采用改进鱼群算法的张拉整体结构找形方法

针对传统力密度法求解大规模、不规则张拉整体结构找形效率不高的问题,提出了一种力密度法与改进鱼群算法相结合的找形方法．先基于力密度法建立结构的平衡方程组, 然后采用改进的鱼群算法在力密度空间内进行全局搜索, 找出一组合适的力密度值使得平衡矩阵的秩满足求解条件, 从而找到结构的平衡构形．该算法加入了全局最优人工鱼信息, 引入了吞食行为和跳跃行为, 并采用了自适应步长, 比传统鱼群算法搜索效率更高, 不容易陷入局部极值．以扩展八面体张拉整体结构为例, 用该方法进行了找形, 并和传统鱼群算法的找形结果进行了对比分析．仿真结果表明,该找形方法的找形结果可靠, 并且收敛精度和平均最优值较传统鱼群算法均有所提高．     

Research on a tensegrity parallel mechanism for wave energy harvesting

To solve the problem that the conventional floating wave power device can not transform the rotational kinetic energy into electric energy, a novel wave energy harvesting device based on tensegrity parallel mechanisms is proposed. The dynamic model of the novel device is developed on the basis of Airy's linear wave theory and Lagrange's equation. Then, the kinematic and dynamic analyses of the float are made. Afterwards, the efficiency of the novel wave energy harvesting device and conventional floating wave power device is computed and compared. The results indicate that the efficiency of energy harvesting of the proposed device is higher than that of the conventional floating wave power device. Moreover, the ability of the proposed device to resist destructive water waves is better than that of the conventional floating wave power device.     

Analysis and experimental verification of relationship between external force and deformation of tensegrity structures

The tensegrity structures suffer the axial pressure in struts and the axial tension in cables and springs, so they are widely used in many engineering fields such as architecture, biotechnology, aerospace and robotics. Based on the Lagrangian dynamics and prototype experiment, the spring deformation of the tensegrity structure under the action of external forces is analyzed and measured. First, the dynamic model of the equilibrium state of the tensegrity structure is derived. The spring deformation of the tensegrity structure under the action of external nonconservative forces is analyzed. Then, by means of the prototype experiment on the tensegrity structure with six struts and three cables, the spring deformation is measured. The comparison and analysis between the experimental and numerical results validate the dynamic model of the tensegrity structure and reveal the mathematical relation between external forces and deformation of the tensegrity structure.     

张拉整体三棱柱构型和结构稳定性分析

为深入研究三杆张拉整体基本单元结构的构建方法和稳定性判定问题.提出以结构外形几何参数为基础,应用节点广义坐标矢量矩阵、构件矢量矩阵和连接矩阵建立数学模型,并用MATLAB编程实现单元结构的自动构型.引入构件力密度标量,建立系统力平衡矢量矩阵方程,分析结构的稳定性,把非线性系统平衡问题转化为线性系统平衡问题.通过分析平衡矩阵,对结构系统进行分类,筛选出能够构建起稳定结构的几何参数的变化范围.本研究方法具有通用性,适用于其它张拉整体结构形式的构型和稳定性分析.     

贝尔曼动态规划在板形板厚协调控制中的应用

针对板形控制技术在板带材生产过程中所起到的重要意义,介绍了一种用板带工艺的方法来进行板形控制的新思想。通过在新板形控制理论中运用动态规划方法从而实现了板形板厚的协调控制,对提高我国的板形控制水平具有一定的应用价值。