弹性-粘弹性复合结构的Krylov子空间模型降阶方法

针对弹性-粘弹性复合结构的动力学模型降阶问题，提出用Krylov子空间作为投影子空间进行模型减缩的方法。首先介绍了二阶时不变动力学模型的Krylov子空间的定义，并证明了经Krylov子空间方法降阶得到的模型具有与原模型的部分低频矩量相等的特性。然后给出了计算Krylov向量的算法。最后以一表面部分粘贴约束阻尼结构的正交异性悬臂板为例，分别用Krylov子空间方法和迭代动力缩聚法进行了模型降阶，并对原模型和降阶模型进行了频率响应分析，结果表明，采用Krylov子空间降阶后的模型能较好地保持原模型的动力学特性且降阶幅度大。     

MEMS CAD系统及其关键技术研究

针对MEMS器件及系统本身的特点和设计方式，构建了MEMS CAD软件系统的结构，并描述了系统中各模块的功能。对当前MEMS CAD系统亟待解决的关键技术，如数值计算方法、多能量域耦合仿真、宏模型建立、版图综合、工艺自动生成和优化以及多领域专家协同设计等问题进行了详细的论述，指出了各项技术的研究进展和发展方向。     

人工神经网络中的一种Krylov子空间优化算法

介绍了人工神经网络的二阶优化算法研究现状,对人工神经网络损失函数的KSD (Krylov Subspace Descent)优化算法进行改进。针对KSD算法中采用固定不变的Krylov子空间维数的方式,提出了Krylov子空间维数根据计算结果自适应改变的MKSD (Modified KSD)算法,并给出了利用MKSD、KSD以及SGD (Stochastic Gradient Descent)优化算法对不同问题的全连接神经网络进行训练的数值算例。计算结果说明MKSD的算法对比于其他算法具有一定的优势。     

基于可测点信息的模型参数修正方法

研究了基于灵敏度计算直接法的有限元模型修正方法，在模型缩聚中采用迭代降阶（IOR）技术，以使缩聚模型的特征对与原分析模型保留自由度的对应模态及频率完全一致，在模型修正过程中，得到收敛于可测点信息的参数修正量。仿真算例表明，所提出的基于IOR技术的模型修正方法有效可行。     

基于梁理论的复杂梁式结构低阶频率快速求解方法

工程计算中常遇到纵向尺度显著大于横向的复杂梁式结构,基于此类大型复杂结构的精细有限元模型建立一个能够预测结构动力性能、实现复杂结构的快速动力分析和优化的近似降阶模型,成为这类结构设计工作者一直关心的问题。该文提出一种基于梁平截面假设和梁位移插值函数的动力模型降阶方法,建立了具有明确物理意义的降阶模型。利用降阶模型计算得到的模态向量是原结构特征向量的高精度近似,基于一次瑞利-里茨逆迭代获得了原结构高精度的低阶频率,并且与Krylov子空间法进行了对比。具体算例表明了降阶方法的有效性。     

基于模态综合法与动态凝聚的滚珠丝杠进给系统状态空间建模与实验验证

以往研究中为便于机械传动环节与控制系统的集成建模,常将滚珠丝杠进给系统简化为简单机械模型,其在动态性能精确求解等方面存在不足。针对这一问题,充分考虑滚珠丝杠进给系统的结构柔性以及丝杠螺母副的耦合特性,构建滚珠丝杠进给系统多柔体动力学模型;在此基础上,综合模态综合法和动态凝聚法,对进给系统有效简化动力学信息准确提取,加快模型降阶收敛和凝聚自由度响应求解速度,推导得到滚珠丝杠进给系统的状态空间缩聚模型。基于内置传感器信号的动态性能试验测试,对模型的正确性进行验证,其一阶固有频率计算误差为5.54%,实验和仿真计算得到的输入扭矩与输出转速间的频响曲线在一阶频率处极点坐标分别为32.83 d B和35.16 d B。该研究为实现滚珠丝杠进给系统与伺服控制系统的高效高精度集成建模提供了重要的理论基础和方法指导。     

系统级模拟的MEMS器件宏模型

MEMS器件的系统级模拟是实现器件优化的重要环节 ,常用的MEMS器件系统级模拟方法是基于宏模型 ,该宏模型要能与电路模拟软件相连接 ,再用电路模拟软件进行系统级模拟。因此 ,关键是如何建立能满足此种要求的宏模型。本文介绍了常用的等效电路宏模型和硬件描述语言宏模型的建立方法以及这两种宏模型的优缺点。     

系统级模拟的MEMS器件宏模型

MEMS器件的系统级模拟是实现器件优化的重要环节，常用的MEMS器件系统级模拟方法是基于宏模型，该宏模型要能与电路模拟软件相连接，再用电路模拟软件进行系统级模拟，因此，关键是如何建立能满足此种要求的宏模型，本介绍了常用的等效电路宏模型和硬件描述语言宏模型的建立方法以及这两种宏模型的优缺点。     

一种被动式微混合器的宏微建模方法与实验

建立了可用于被动式微混合器设计的宏微建模方法,利用分离变量法建立用于求解直通道内样品浓度分布的宏模型,采用宏模型计算微混合器的各段直通道内样品的浓度分布.运用有限元方法数值求解复杂的混合单元内样品的浓度分布,通过数值拟合和插值,交换宏模型与数值求解的计算结果.经过反复迭代,实现被动式微混合器的系统级求解.采用数控铣削在聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)平板上加工微通道,用热键合的方法实现微混合器盖片与基片的封装.在微混合器入口,输入3种不同浓度的荧光素钠盐溶液,形成样品浓度的准正态分布.采用激光诱导荧光观察和分析样品的混合效果.通过对比数值仿真和实验测试结果,验证了宏微建模计算方法的准确性.     

考虑微观界面的2D编织SiC/SiC复合材料宏-细-微多尺度渐进损伤失效分析

该文将微观界面组分纳入宏-细-微三个尺度的多尺度渐进损伤失效分析中.对细、微观单胞模型施加周期性边界条件获取放大因子并采用k-means聚类方法进行缩聚;通过缩聚的放大因子求解宏观模型对应的细、微观组分应力并进行损伤失效判定;计算宏观模型退化后的弹性参数用于后续计算;针对2D编织SiC/SiC复合材料开展了渐近损伤失效...