基于子结构技术和Landweber迭代正则化的载荷识别

为解决大型复杂结构上的载荷识别问题,提出了一种基于子结构减缩技术和Landweber迭代正则化的载荷识别方法,将模型减缩技术中的子结构分析方法应用于动态响应的求解,基于Landweber迭代正则化来解决载荷识别过程中的不适定性问题.通过对比例车体模型的数值仿真分析,并与传统的Tikhonov正则化方法进行对比,其结果表明:该方法不仅能准确识别作用在比例车体上多种形式载荷,而且其抗噪性和鲁棒性均明显优于Tikhonov正则化方法.     

基于子结构技术和Landweber迭代正则化的载荷识别

为解决大型复杂结构上的载荷识别问题,提出了一种基于子结构减缩技术和Landweber迭代正则化的载荷识别方法,将模型减缩技术中的子结构分析方法应用于动态响应的求解,基于Landweber迭代正则化来解决载荷识别过程中的不适定性问题.通过对比例车体模型的数值仿真分析,并与传统的Tikhonov正则化方法进行对比,其结果表明:该方法不仅能准确识别作用在比例车体上多种形式载荷,而且其抗噪性和鲁棒性均明显优于Tikhonov正则化方法.     

PECVD装置的有限元分析及结构优化

针对PECVD装置在真空高温工作环境下存在的热变形问题,运用有限元流—热—结构耦合分析方法,对装置结构进行流固耦合传热特性分析,得出装置的稳态温度场分布情况,将分析结果作为装置流—热—结构耦合分析的边界条件加载到装置结构上,求得装置在热载荷和结构载荷综合作用下的变形情况。基于原有装置结构的分析结果,分析装置变形的主要原因,提出可行的优化改进方法。有限元分析结果表明,装置变形是热载荷和结构载荷综合作用的结果,其中热载荷为装置变形的主要因素;减小热载荷是控制装置变形,保证装置正常工作及可靠性的一个非常重要的因素。     

发动机曲轴有限元仿真分析

在发动机曲轴的设计过程中,运用三维建模软件及仿真分析软件,对曲轴结构进行分析,确定是否达到使用要求。在仿真分析过程中,通过分析曲轴的受力形式,添加相应的约束条件及载荷,得到曲轴应力最大值、变形最大值及所在位置,以及曲轴在交变载荷下的疲劳寿命值,将得到的结果与设计要求进行对比分析,确定满足使用要求。计算了曲轴在预应力下的前6阶模态,得到曲轴固有频率均小于激励频率,避免了曲轴工作过程中产生共振。对曲轴进行有限元仿真分析,避免了大量的样品试验,节省了研发成本,同时提高了设计水平。     

刚柔耦合的提梁机主梁结构仿真研究

基于虚拟样机中的柔性体理论,采用多体系统仿真(MBS)和有限元分析(FEA)协同仿真的方法,运用UG、ADAMS和 ANSYS软件建立刚柔耦合的提梁机虚拟样机模型.通过动力学分析,获得提梁机主梁的模态信息和边界载荷文件,完成了提梁机主梁在大范围刚体运动与局部弹性变形耦合作用下的强度分析,仿真验证了提梁机主梁强度及刚度满足设计要求,为进一步的结构设计及优化奠定了基础.     

多轴随机振动下制动器防尘罩失效分析与优化

针对某型商用车制动器防尘罩提前失效的问题，采用基于实测载荷谱的数值仿真与试验验证相结合的方法，准确识别了失效原因，并提出寿命提升的优化改进方案。首先，分析防尘罩失效部位断口的微观形貌，确定失效机理；其次，结合防尘罩结构的模态分析与基于实测道路载荷谱的随机振动应力响应分析，识别结构失效原因；然后，考虑随机载荷多轴耦合特性，通过分析失效主导载荷，制定单轴高加速试验载荷谱，通过加速试验验证仿真分析结果的准确性；最后，通过形状优化给出防尘罩的寿命提升方案，并采用数值仿真进行了验证。结果表明：基于实测载荷谱的数值仿真与主导载荷下的高加速试验对防尘罩结构的失效分析吻合度良好，并与耐久试验结果一致，形状优化后的防尘罩寿命提升显著。该方法可为实际工况下多轴随机振动载荷作用的结构失效分析与优化提供参考依据。     

正则化技术在状态空间载荷识别中的应用

针对载荷识别问题中的不适定性，提出了一种基于局部最小准则(local minimum criterion，简称LMC)的正则化技术处理方法。通过对线性系统离散状态空间方程的研究，建立了基于该正则化技术的状态空间载荷识别数学模型。仿真结果表明，该方法能有效地识别出载荷且计算效率较高，并结合数值试验结果分析研究了测点数、采样时间间隔和激励力频率因素对识别结果的影响，为载荷识别的高精度提供参考     

高速重载齿轮泵壳体热流固耦合仿真

新一代高性能发动机所采用的高速重载燃油齿轮泵工作条件愈加恶劣,使得燃油齿轮泵壳体在泵内部高压流体载荷和高温热变形下工作失效问题突出。综合考虑了热流固三种因素,基于有限元数值模拟方法进行了齿轮泵壳体在极限工况下与热流固单向耦合条件下的工作强度仿真分析。首先,基于传热原理进行了壳体稳态温度场的分布规律研究,通过对壳体在热载荷和压力载荷共同作用下的静态响应进行了求解;其次,进行了齿轮泵壳体在极限工况下的内流场仿真分析,计算得到了齿轮泵内部油液压力载荷和轴承支反力载荷对至壳体对应区域的流固仿真边界;最后,在校核壳体在极端工况下的强度基础上,分别开展了考虑与不考虑热载荷下的壳体流固热单向耦合仿真分析。仿真结果表明：考虑热载荷后的壳体变形增大了约30%,应力增加了6%,热载荷对壳体结构的强度影响突出,是影响壳体刚度的关键因素。     

作用于转子系统的叠加正弦载荷识别研究

通过电机电流信号的分析与处理,对作用于转子系统的两种正弦载荷的线性叠加载荷进行定性与定量识别,提出了以下识别方法:采用小波分析方式对信号进行降噪处理,对载荷进行定性识别;采用希尔伯特模量法、快速傅里叶变换(FFT)滤波以及支持向量机(SVM)方式,在电机电流信号中获取两种正弦信号的频率与幅值,对两个正弦线性叠加后的叠加载荷进行定量识别。运用转子系统试验台,进行叠加正弦载荷定性与定量识别的试验,验证了识别方法的可行性以及识别准确性。     

多缸柴油机曲轴曲柄销理论载荷修正

针对多缸柴油机曲轴曲柄销理论载荷数值精度不高的问题,考虑曲轴弹性变形和惯性力计算误差,通过Adams刚柔耦合多体动力学仿真对理论载荷进行修正,提高理论载荷精度和可靠性。结果表明：动力学仿真相较于理论分析更符合曲轴实际工作情况,动力学仿真曲柄销最大载荷599.65 kN,理论最大载荷584.02 kN,修正误差2.59%,其他载荷均有不同程度修正,为多缸柴油机曲轴强度校核等工作提供了依据。     

分布动态载荷识别的抗噪处理

针对正交多项式频域法在用多种响应对矩形薄板进行载荷识别中抗噪性较差的问题,综合运用平均法、矩阵预处理和奇异值截断法等方法对之进行改善,并引入空间映射的思想,将该方法的应用范围拓展为复杂的模型.利用仿真算例,证实了该方法具有较好的抗噪性.     

变体飞机的气动载荷模拟及动力学分析

采用涡格法对折叠机翼在不同折叠姿态角下的气动载荷进行了计算,分析了气动力的施加方式,并将其作为折叠机翼的动力学仿真时连续变化载荷的输入,建立基于ADAMS的折叠机翼动力学分析模型,对不同驱动方式下,变形机构的扰动以及承栽情况进行了分析.结果表明,分布气动载荷施加方式更为合理.在气动载荷作用下,采用恒定角速度驱动方式可以降低变形机构的受力状况,提高变形机构的运动平稳性.     

气体爆炸载荷下气相色谱仪柱箱保温门结构响应的数值仿真分析

采用数值仿真法,对气相色谱仪柱箱保温门在气体爆炸载荷下的动力响应进行了研究.通过理论分析和实验对比,确定了气体爆炸过程中动态压力变化曲线,利用CFD软件对气体爆炸载荷的空间分布进行了仿真.根据气体爆炸载荷的分布以及动态压力变化曲线,利用有限元动力分析软件LS-DYAN对柱箱保温门的结构响应进行了分析.结果表明,仿真和实验结果基本一致.该仿真模型可以有效预测气体爆炸载荷下保温门的变形情况,为保温门的设计提供有益的指导.     

DANA定轴式变速器用截锥螺旋弹簧刚度仿真分析

截锥螺旋弹簧是某公司的MHR-3200系列变速器中的一个关键零件,其结构紧凑,稳定性好,工作过程中承受较大载荷使刚度呈非线性[1]。应用SolidWorks Simulation对截锥螺旋弹簧的刚度进行仿真分析,得到了弹簧在工作载荷作用下的变形规律及具有非线性特征的刚度曲线。在载荷较小时特性曲线是直线;当载荷逐渐增加时则呈非线性,这与标准的截锥螺旋弹簧特性曲线无明显差异,证明了分析结果的正确性,为截锥螺旋弹簧的RE设计打下基础,也为其失效后的重构和修复提供了依据。     

基于ANSYS的车载移动变电站预制舱抗机械冲击仿真研究

通过在ANSYS软件中建立车载移动变电站预制舱有限元分析模型,对预制舱在车辆行驶的3个方向上承受《电力设施抗震设计规范》(GB50260—1996)规定的机械冲击载荷进行力学仿真分析。有限元仿真结果显示预制舱各部位应力值较低,同时不存在较明显的应力集中现象,验证了预制舱各部位最大应力值均低于材料屈服极限,满足车载移动变电站相关设计要求。根据以上预制舱结构设计方案进行生产制造,目前该车载移动变电站已经交付使用,运输过程中未出现舱体结构损坏和变形等情况。所述仿真分析方法对预制舱结构设计和生产制造具有较强的指导作用。     

刚柔耦合的钻装机扒斗机构动力学分析

运用ADAMS与ANSYS软件联合仿真建立了钻装机扒斗机构的刚柔耦合模型;获取了扒斗机构的运动包络图,明确了扒斗机构的运动范围;基于扒斗机构挖掘阻力通过仿真得到了扒斗机构各铰点及动臂油缸、斗杆油缸、扒斗油缸的受力情况,对工作装置结构强度分析提供重要载荷参考;以斗杆为例进行了强度分析,获取了斗杆在复合挖掘工况下的应力分布及变形情况,验算了工作装置的安全系数;通过ADAMS与ANSYS联合仿真,实现了复杂载荷的自动加载,考虑了构件的柔性,增强了仿真的准确性;对扒斗机构及钻装机的设计具有一定的指导意义。     

多模噪声背景下基于遗传小波网络的滤噪研究

为了改善小波神经网络(WNN)存在收敛速度慢、易陷入局部极小值的缺陷,将WNN和遗传算法(GA)相结合,提出一种基于遗传小波网络(GA—WNN)的多模噪声中确定信号的滤噪方法。由于该方法融合了WNN良好的时频局部分析能力和GA自适应全局快速寻优的特点,因此,GA—WNN不仅克服了WNN存在的不足,而且可以使WNN参数最优化,从而进一步提高WNN的滤噪性能。仿真表明,在多模噪声背景下,GA—WNN能有效地从含噪信号中提取确定信号,并比传统的WNN滤噪效果好。     

空间相机指向反射镜面形误差仿真分析

分析了引起某空间相机指向反射镜面形误差的载荷,运用有限元分析软件对指向反射镜在几种典型载荷作用下产生的镜面变形进行了多场耦合仿真,计算结果表明该指向反射镜完全满足光学系统的性能要求,从而为相机设计提供了有力依据。     

装配变形下谐波减速器中柔性轴承载荷分布与疲劳寿命研究

柔性轴承是谐波减速器中波发生器的关键零部件之一,对其载荷和寿命研究是谐波减速器可靠运行的关键。考虑柔性轴承装配后发生套圈显著挠性变形且与凸轮轮廓不同,假设内圈变形量未知,建立变形协调方程组对柔性轴承的载荷分布进行了研究,进而对其疲劳寿命进行了计算。利用有限元软件仿真分析了柔性轴承装配后的变形特点。结果对比表明,假设与仿真相符,载荷分布情况相符,疲劳寿命受到载荷影响。为柔性轴承的载荷分析和疲劳寿命评估提供了参考。     

防止承压设备总体塑性变形的5%最大主应变准则

提出了按5%应变确定塑性载荷的最大主应变准则。该准则可以用来防止承压设备的总体塑性变形。5%最大主应变准则只需要经过弹塑性分析,求出承压设备在载荷作用下产生的最大主应变,当最大主应变达到5%时,作用在承压设备上的载荷就是塑性载荷。与其它已有确定塑性载荷的准则相比较,5%最大主应变准则不需要预先画出载荷—变形(应变)曲线,因而,就不需要选择变形参数(选择变形点的位移,或者容器体积的变化等)。例子分析给出了5%最大主应变得到的塑性载荷,并与应力分类方法、两倍弹性斜率准则和双切线准则作了比较。