基于自适应遗传算法的复合材料层合板铺层顺序优化设计

分析了杂交概率和突变概率对遗传算法收敛性的影响,提出了一种自适应遗传算法,并利用该方法研究了复合材料层合板的铺层顺序优化设计问题。算例结果表明,提出的复合材料层合板铺层顺序优化设计方法能够明显的提高计算效率。     

基于Memetic算法的复合材料层合板铺层顺序优化

应用Memetic算法对复合材料层合板的铺层顺序进行优化设计,以层合板的面内几何因子和弯曲因子为优化对象,建立Memetic算法的优化模型。通过遗传算子进化操作,搜索问题的最优解,借助于Memetic算法自身的全局搜索和基于个体的局部搜索进程,扩大了算法的寻优范围,加速了算法的收敛速度。数值算例中给定了层合板的面内几何因子和弯曲因子,应用Memetic算法求解层合板的最佳铺层顺序。并将应用Memetic算法与标准遗传算法得到的优化结果进行了比较,证明了Memetic算法的优越性和实用性。     

单层球面网壳选型优化设计

采用改进的自适应遗传算法来解决单层球面网壳结构构件截面优化问题,并采用VC 语言编写了相应的自适应遗传算法和有限元计算程序,可以实现单层球面网壳结构的自动优化设计。设计了不同类型、跨度和矢跨比的网壳优化算例;并通过对按照现行相关规范优化设计的单层球面网壳和符合现行相关规范要求但未经优化设计的单层球面网壳用ANSYS软件进行考虑几何非线性的屈曲分析,分别确定其屈曲荷载与设计荷载之比,以比较它们的受力和安全性能。结果表明采用自适应遗传算法进行离散变量的网壳结构截面优化设计容易收敛,优化效果良好。如果综合考虑经济和安全因素,设计网壳时,其矢跨比取1/6~1/5比较合适。     

单层球面网壳的动力分析

运用有限元分析软件ANSYS计算分析了网壳跨度、矢跨比、支座刚度和网格尺寸对凯威特型单层球面网壳结构自振特性的影响.得出了正放四角锥型单层球面网壳结构的自振频率变化规律和抗震设计的有关结论.     

基于zig-zag假设的压电阻尼层合结构机电耦合建模与分析

基于zig-zag板壳假设和哈密顿原理建立了压电阻尼层合结构的机电耦合动力学有限元模型,实现了结构自然频率和损耗系数的准确计算。有限元模型采用八节点的七自由度(degrees of freedom, DOFs)四边形单元,且考虑阻尼层的复弹性模量。通过对文献算例的计算与仿真,验证建立的有限元模型的正确性。研究了材料增强角度、阻尼层厚度和结构曲率对压电阻尼层合结构频率和损耗系数的影响,为压电阻尼层合结构的减振及结构优化提供参考。     

角铺设复合材料层合开口柱壳的振动问题

基于Donnell薄壳理论,提出了分析角铺设复合材料层合开口柱壳振动问题的计算方法,由此可方便地求解此类结构的自振频率等动力特性参数.     

受轴向集中载荷的层合连续梁的固有振动

把多跨层合连续梁按单跨梁来处理，利用Ｌａｐｌａｃｅ变换推导出层合连续梁自振时的振型函数及频率方程。     

受轴向集中载荷的层合连续梁的固有振动

把多跨层合连续梁按单跨梁来处理，利用Ｌａｐｌａｃｅ变换推导出层合连续梁自振时的振型函数及频率方程。     

正交各向异性圆柱层壳的自振分析

本文根据控制壳体自由弯曲振动的Von Kármán动力方程,采用加权余量法得出了一种分析正交各向异性圆柱层壳自由振动的新方法。结果与Werner Soedal的结论吻合良好。文中将该方法用于数值计算,并通过比较三种管子的自振频率验证了方法的有效性。     

ANSYS下单层椭圆抛物面网壳自动建模方法

根据单层椭圆抛物面网壳结构的几何特性,考虑用圆弧代替抛物线形成的曲面替代椭圆抛物面。在ANSYS平台下利用其自带的编程语言APDL(ANSYS Parametric Design Language),编制了相应的宏,实现单层网壳的快速参数化建模,实例证明此法简单、快捷,可以满足工程要求。     

基于自适应整体退火遗传算法层叠滤波器的优化设计

层叠滤波器是基于信号阈值分解而发展起来的一种具有层叠性和阈值性的新型非线性数字滤波器.层叠滤波器的优化设计过程实际上就是对正布尔函数不断调整、逐步适应图像环境的优化学习过程.原有遗传算法优化的层叠滤波器易陷于局部最优化,文中鉴于这一点,将退火因子引入到选择算子中,并根据每代优化个体的不同,自适应的选取交叉概率和变异概率,提出一种自适应整体退火遗传算法(AWAGA)优化层叠滤波器,并研究在MSE准则下优化算法的性能.仿真结果表明用AWAGA优化的层叠滤波器在处理噪声图像时,能有效地去除噪声和保持图像细节.     

零弯矩型自由曲面结构找形方法

为获得受力合理且形式丰富的自由曲面结构,借鉴传统模型试验找形法的原理,提出基于动力松弛法和局部线性化法的零弯矩型自由曲面结构数值找形方法.该方法利用了零弯矩型薄壳结构与相同荷载与边界条件下的柔性膜结构具有相同形状的性质,通过膜结构来实现自由曲面结构的找形.首先采用动力松弛法确定柔性结构在不同驱动力作用下的平衡构形;然后利用局部线性化方法调整结构初始参数,实现对结构形状的精确调控,以满足建筑设计对控制点坐标的要求.利用所提方法分别对逆吊型、充气型和张拉型自由曲面进行了数值模拟分析.通过对Isler逆吊试验模型的模拟,并与实际模型的3D扫描结果进行比较,验证了方法的精确性;通过对一充气型自由曲面的模拟,证明通过多区域分步控制可实现复杂造型结构的多点精确控制;通过对一找形后的张拉型自由曲面结构进行受力分析,证明采用本文方法可获得受力合理的纯压结构.研究表明,本文方法的计算效率更高,适用范围更广,有助于实现建筑与结构设计的协调统一.     

Design Optimization of CFRP Stacking Sequence Using a Multi-Island Genetic Algorithms Under Low-velocity Impact Loads

A method to improve the low-velocity impact performance of composite laminate is proposed, and a multi-island genetic algorithm is used for the optimization of composite laminate stacking sequence under low-velocity impact loads based on a 2D dynamic impact finite element analysis. Low-velocity impact tests and compression-after impact(CAI) tests have been conducted to verify the effectiveness of optimization method. Experimental results show that the impact damage areas of the optimized laminate have been reduced by 42.1% compared to the baseline specimen, and the residual compression strength has been increased by 10.79%, from baseline specimen 156.97 MPa to optimized 173.91 MPa. The tests result shows that optimization method can effectively enhance the impact performances of the laminate.     

基于混合算法的自由曲面网格结构多目标优化

为有效提高自由曲面网格结构的性能,改进了自由曲面网格结构的多目标优化方法,基于NURBS技术生成自由曲面,以曲面控制点高度为优化变量,结构应变能为静力性能优化目标,提出了以综合考虑曲面相似性、流畅性以及网格规整性的几何综合量化指标为几何优化目标;将目标函数的敏感度与进化算法NSGA-II结合,提出了敏感度混合进化算法。进行了自由曲面索撑网壳与自由曲面空间网格结构的多目标优化。研究结果表明：与其他3种算法相比,敏感度混合进化算法不仅可获得精确性、均匀性更好的Pareto解集,而且明显提高了算法的优化效率;两个结构优化后的应变能分别下降了21.2%、60.9%,几何综合量化指标分别下降了15.4%、30.9%;优化后结构自身的力学性能有所提高,以综合量化指标为目标函数有效提高了自由曲面的相似性、网格流畅性以及网格规整性。     

基于Park矢量旋转滤波的感应电机复合故障检测

利用电压与电流基波频率相等,用单位电压Park矢量及其共轭对电流Park矢量进行旋转变换,从而将电流Park矢量的基波正序分量完全滤除而不影响其他的谐波分量.由于滤除了基波正序分量,在频谱图上,被基波正序分量掩盖的断条故障特征就显示出来了.由于去掉了基波的影响,也可以更清晰地突出偏心的故障特征.而且,旋转滤波不影响电流Park矢量中的负序分量,而电流基波的负序分量可以作为定子绕组故障的特征量.也就是说,通过对旋转滤波后的电流Park矢量的频谱进行分析,就可以对电机的定转子故障同时进行监测.实验结果表明,这是一种可行并且有效的电机故障实时监测方法.     

基于双派克变换的新型三相锁相环技术

针对电网电压不平衡故障时,三相锁相环输出存在二倍频谐波扰动问题,提出了一种基于双派克变换的新型锁相环.对电压信号分别进行正序派克变换和负序派克变换,并将负序派克变换中的直流量乘以变换矩阵,通过交叉解耦可消除正序派克变换中的二倍频分量,有效提取了基波正序直流分量,可实现电网电压不平衡条件下的相位和频率准确跟踪.在Matlab/Simulink环境中建立了仿真模型,分析了锁相环在电网不平衡下的稳态响应.结果表明,本文提出的锁相环较传统的锁相环而言,在电网故障下更能精确检测电压相位和频率信息.     

基于神经网络的三相电路基波与谐波电流检测

分析了三相非线性电流相关分量的构成,给出了一种基于坐标变换的三相电路基波与谐波电流神经网络检测方法.该方法计算工作量小,检测实时性好,检测结果准确.利用该方法,可根据不同的需要,方便地检测正序(负序)基波有功电流、正序(负序)基波无功电流和谐波及畸变电流.     

A Scheme for Reconstructing Free-form Surface from Shading with Cellular Automata

The reconstruction of free-form surface is a fundamental problem in digital manufacture.This article presents a novel solution to reconstructing free-form surface from an intensity image under the Lambertian reflection model,that is a method called shape from shading (SFS).Our approach is based on the two-dimensional cellular automata (CA),and fully uses the local information of both image and the reconstructed surface.After several iterations,the free-form surface corresponding to the input image is obtained.The encouraging results on both synthetic and real-world images are provided in this paper,and the perfor- mance of our algorithm is analyzed on synthetic images using mean and standard deviation of depth (Z) errors.     

基于响应面与遗传算法的液力透平叶轮优化设计

建立了基于试验设计、响应面近似和遗传算法优化的液力透平叶轮优化设计方法。通过ANSYS CFX数值模拟得到其外特性,原始模型数值计算结果与试验结果外特性吻合较好。以设计工况下的水力效率和扬程为目标函数,利用响应面方法(RSM)分别得到设计参数与目标函数之间的显式表达式,采用NSGA-Ⅱ遗传算法得到最优叶轮参数组合。优化后水力模型效率提高3.2%。结果表明,响应面方法与NSGA-Ⅱ遗传算法相结合的优化方法适用于液力透平叶轮的优化设计。