中国实验快堆1／6.25比尺铝合金试验模型动力特性研究：第九届全国？…

本文采用一简单的弹簧－质体体系作为计算模型来等效代替中国实验快堆１／６．２５比尺铝合金试验模型结构,引入结构容器的变形假设与确定的液动压力假设,应用虚位移原理导出体系在水平地震作用下的运动方程,分析其动力特性,并与实践结果进行了对比。     

Delta机器人弹性动力学建模与模态分析

目的建立Delta机器人弹性动力学模型,研究其动态特性。方法基于有限元理论和Lagrange方程,充分考虑主动臂与从动臂的空间动力学特性与运动协调关系,建立Delta机器人系统弹性动力学模型;根据系统结构参数,制造装配出Delta机器人物理样机,对所建立的弹性动力学模型进行验证分析;利用Ansys Workbench对Delta机器人进行模态分析。结果动平台中心点位移的数值解与试验得到的结果吻合度较好,结合Matlab,对比系统的前6阶固有频率,最大频率误差为3.912%;元件刚性假设前后系统的最大频率误差为1.693%;确定了机器人从动臂为系统的薄弱环节。结论验证了Delta机器人系统弹性动力学模型的正确性及建模过程中静、动平台与转动关节刚性假设的合理性,且改善从动臂的结构参数能提高机器人的整体动态性能,为Delta机器人的结构优化和减振控制提供了理论依据。     

基于统计与粗糙集理论的飞机垂尾抖振载荷分布假设选择与评价方法

研究飞机垂尾抖振问题的主要任务之一是编制抖振疲劳载荷谱、估算飞机结构的抖振疲劳寿命并校核飞机结构的强度等,一般通过统计方法来建立其抖振疲劳载荷时程的峰(谷)值分布模型,而分布模型的优劣对确定各飞行状态下的极限工况及抖振响应的循环次数与幅值分布等信息影响显著。通过分析五种常用于描述抖振疲劳载荷峰(谷)值的概率分布假设模型：正态分布、对数正态分布、威布尔分布、瑞利分布和极值分布,给出了基于参数估计的概率分布规律,并提出了一种采用各概率分布假设所对应模型的“拟合优劣指标”作为评价和选择的依据。同时,结合各分布模型的特性对飞机抖振载荷时程处理要求的匹配程度,运用粗糙集理论确定了系统评价指标的最小分辨距离与最大分辨率,来消除由于误差引入导致的评价指标数值差异而造成的误判。算例分析表明,该方法可合理且高效地实现对飞机抖振载荷概率分布假设的正确评价与选择     

一种简化的R.C框架结构地震位移反应分析方法

采用单自由度体系等效多自由度体系,只考虑第一振型影响,确定结构最大位移反应。该文假定R.C框架结构屈服前刚度与强度相关,屈服位移由结构几何尺寸近似确定。结合我国建筑抗震设计规范,研究不同设计条件下R.C框架结构的超强系数,然后乘以设计地震作用确定结构的实际强度。根据结构屈服位移以及实际强度确定等效结构的有效周期。当有效周期大于特征周期时,结构最大非线性位移反应采用等位移原理确定,当有效周期小于特征周期时,结构最大非线性位移反应采用等能量原理确定。该方法与其它方法相比,避免了复杂的弹塑性动力或静力分析,不需要进行迭代计算,且与我国规范结合紧密,特别适合对既有结构快速评估。     

测量不确定度传播规律存在的问题及解决

通过分析GUM中不确定度传播规律推导过程所使用的三个假设;1)每次测量均使用不同测量设备;2)系统误差与随机误差不相关;3)系统误差的期望为0。本文在只假设系统误差与随机误差不相关的情况下,推导出了重复性条件下复杂数学模型测量结果的B类标准不确定度的传播公式。解决了目前测量不确定度传播规律推导过程中假设过多,以及推导过程中使用的假设在A类标准不确定度评定中不予考虑的矛盾。     

非线性振型结构HFFB试验模态力计算方法及不确定性分析

基于高频测力天平风洞试验对非线性振型结构的风致响应提出了改进的评估方法。假设结构风荷载沿高度的分布与阵风风压分布相同,采用结构真实振型计算风荷载模态力。推导了高耸结构风荷载模态力及风致响应计算公式,可以考虑结构多阶真实振型,从而使高频测力天平方法可更为准确地评估非线性振型结构的风致响应及等效静力风荷载。对某一质量、刚度有突变的高耸结构进行了高频测力天平风洞试验,与现有的线性化振型法进行对比,结果表明在弱非线性振型下,线性化振型法得到的加速度响应较层荷载假设方法偏大约40%。研究了层荷载分布的不确定性对计算加速度响应结果的影响,结果表明在阵风剖面层荷载的假设下,荷载分布的不确定性对结构最大加速度响应的影响很小,验证了本文方法的适用性。     

压电复合材料层板弱界面力-电-热多场耦合研究

压电复合材料层合结构界面缺陷的物理描述呈现出多场耦合现象。界面弹性场由位移跃变与横向应力的关系来描述;界面温度场由温度跃变与横向位移跃变的经验公式来描述;界面电场分别由电可导通假设、电不可导通假设和电半可导通假设来描述,获取了界面位移、温度和电势跃变的线性表达。基于这些界面假设,得到了柱面弯曲简支压电复合材料层板的力-电-热多场耦合解。算例表明,不同的界面电学假设对弹性场的影响有限,对电场的影响显著,其中电不可导通假设在各种载荷下均产生最大的界面电势跃变。算例提供的数值结果可作为后续研究比较之用。     

最小核临界事故及临界报警阈值研究

统计分析公开报道的22起临界事故,得到临界事故裂变次数范围。再从保护工作人员角度出发,确定最大可接受有效吸收剂量,推导出最小临界事故假设,利用蒙特卡洛程序,反推出铀、钚系统不同物料形态下,发生最小临界事故时的裂变次数。计算分析一个模型的临界事故时的裂变次数,计算结果表明典型临界事故裂变次数大于由最小临界事故假设反推出的裂变次数,验证了假设的保守性。最后根据最小临界事故裂变次数推出临界报警阈值。     

水下近场非接触爆炸作用下固支方板破口计算

为研究水下近场非接触爆炸载荷作用下固支方板的破口现象,根据能量守恒原理,假设冲击波能完全转化为结构的初始动能,进而转化为结构的塑性变形能。通过假设变形模式,建立塑性变形能与平板转角之间关系,进而求解平板转角。平板在中间出现破口后,裂纹向外扩展,呈现花瓣状,满足环向应变等于开裂应变条件时裂纹终止,破口达到最大。根据转角大小,可以求解破口尺寸。与通用有限元软件ABAQUS/EXPLICIT计算结果对比,两者吻合较好。工程上,可以利用本文建立的计算方法估算破口大小。     

一种基于密度核估计的最大熵方法

针对未知概率分布类型的测量数据,采用最大熵方法可以确定被测量含有最少人为主观假设的概率分布.但经典最大熵方法由于其密度函数的数学形式导致全局优化难度较大,计算结果难以满足概率密度函数基本性质,需要截断及归一才能使用.本文通过引入概率密度核估计方法,对最大熵方法进行了改进,简化了计算过程,并证明了改进后计算结果能够满足概...     

浅球壳型双稳振动能量收集器件结构优化设计

以浅球壳型双稳振动能量收集器件为研究对象,导出宽带随机激励下以能量收集效率最大为目标的结构优化设计方案。应用假设模态法及Lagrange方程法导出浅球壳结构非线性随机微分方程。采用稳态期望穿阈率描述结构跳变频率,并选取壳体处于底圆位置的应变能衡量每次跳变可收集能量。以稳态期望穿阈率与参考应变能乘积构造可收集功率概念,可收集功率可平衡跳变频率与每次跳变相应的可收集能量。以可收集功率最大为目标,导出最优无量纲几何参数与最优无量纲可收集功率。因其具有无量纲本质,该结构最优设计方案具有普适性。     

可控制前置时间需求分布未知的部分缺货待补混合库存策略

同时考虑可控制前置时间与货币时间价值两项因素,假设前置时间内需求量的概率分布未知,建立了部分缺货欠待补混合库存模型,并对混合库存模型进行了数值验证.研究证明,混合库存模型的总变动成本函数为凸函数,然而由于前置时间内的随机性需求量会造成无法求取期望缺货量的精确值,因此采用最小最大准则找出具有最大期望总成本的现值函数,进而求取使得期望总成本现值为最小的最优值,以确定最优订购策略.     

基于统计能量法的高频集中载荷识别的理论与试验研究

提出了基于统计能量分析理论的结构高频载荷识别方法,根据载荷位置是否确定以及子系统响应的完备性,讨论了3种情况下多子系统受载结构的输入功率识别方法,导出了识别的一般理论公式。给出了常值与线性假设条件下,由子系统输入功率到载荷功率谱的反演理论方法。对一个三板串联耦合系统进行了统计能量分析建模与集中载荷识别试验研究。结果表明,采用文中的载荷识别方法,在3种情况下均能够较好地识别出多个受激子系统的载荷输入功率,基于常值假设下反演得到的载荷功率谱能够较好地描述实测功率谱的变化趋势。     

基于杆式弹性易损部件的非线性系统跌落冲击研究

摘要：针对多自由度缓冲包装产品设计中杆式结构部件在工作过程中容易发生损伤而引起系统失效问题,本文提出将产品主体假设为刚性,杆式结构处理成均匀分布的弹性体结构,进而建立刚性—弹性体的非线性耦合模型及运动微分方程,并运用差分方法进行求解,得到杆式易损零件非线性包装系统的数值解。算例结果表明:杆式易损部件的最大加速度位于杆的自由端,此处应力最小;最小加速度出现在杆的根部,此处应力最大。杆根部位置的最大应力是否超过弹性部件的比例极限成为产品失效的有效判据。     

基于BP-GA的冲击破岩掘进机工作机构动态优化

为了改善某型冲击破岩掘进机工作机构的动态性能,利用ANSYS Workbench建立有限元模型,通过模态分析和谐响应分析,得到其第1至第6阶固有频率和模态特性,确定了影响动态性能的模态频率;经灵敏度分析,确定了影响工作机构动态性能的主要结构参数;利用BP神经网络模型,建立所选结构参数与最大动应力、弯曲动刚度和钎杆顶端动位移间的映射关系,运用遗传算法对结构参数进行动态性能优化.结果表明,优化后工作机构的最大动位移和最大动应力分别减小27.5%和43.07%,固有频率提高24.7%,明显改善了工作机构的动态性能.     

悬臂式动力吸振器设计方法

众多学者对端部具有集中质量的悬臂结构提出过设计方法,但对于悬臂式动力吸振器而言,质量块并不满足质点假设。为了提出具有更高精度的设计方法,首先根据悬臂式吸振器的结构特点,提出Euler-Bernoulli梁假设、刚体假设、动/静挠度近似一致三条假设。在此基础上,使用能量法推导悬臂式动力吸振器的设计方法。该方法考虑了质量块结构参数,简洁明了,便于工程应用。针对常见的圆形和矩形截面悬臂式吸振器,设计五组参数进行充分验证。结果表明,对于质量块和悬臂梁不同的长度、不同的截面,所提设计方法均有很高的精度,最大误差小于3%。对于其他横截面形状的吸振器,差别仅在于截面惯性矩的计算方法不同。因此,所提设计方法具有简明、精度高,通用性好的特点,为悬臂式吸振器设计方法的实用化提供了一条新的途径。     

多因素作用下混凝土寿命的BP神经网络预测

影响混凝土及其结构使用寿命的因素主要包括荷载和自然环境的变化,它们对混凝土结构使用寿命的影响过程是错综复杂的,难以用准确的数学式表达.人工神经网络方法具有无需输入变量与输出变量间复杂的相关假设,也无需确定各种计算参数,从而以消除计算参数确定过程中产生的计算误差的特点,使得其在土木结构工程耐久性方面具有广泛的应用.采用动量～自适应学习速率调整算法以及规则化调整对BP神经网络的泛化能力进行了改进,使其误差平方和达到0.000918,提高了BP神经网络的泛化能力;并用改进的BP神经网络对荷载-复合离子-干湿交替作用下混凝土材料的使用寿命进行了预测,避免了在确定计算参数过程中所产生的计算误差,拓宽了多因素作用下结构混凝土寿命预测新方法.     

冲击载荷下包装物随机响应的数字特征

据跌落高度变化样本值,用最大似然法求得冲击加速度峰值的概率密度函数,据此得出该随机变量加速度峰值的数字特征。假设包装件为单自由度结构系统,由其加速度激励的频率响应函教而求出包装物响应加速度峰值的数字特征,以此作为缓冲包装设计的依据。     

薄膜结构气弹动力稳定性研究

将扁壳的无矩理论和流体的理想势流理论结合起来对薄膜结构的气弹动力稳定性进行了研究,提出了结构失稳的判别准则,确定了结构失稳临界风速。首先应用扁壳的无矩理论建立了薄膜结构的动力平衡方程。然后假设来流为均匀的理想势流,考虑流固耦合作用,对风向沿结构拱向和垂向时分别采用不同的气弹模型确定了作用于薄膜表面的气动力,得到了两种情况下薄膜结构的气弹动力耦合作用方程。利用Bubnov-Galerkin方法将此耦合作用方程转化为一常系数二阶微分方程,并根据Routh-Hurwitz稳定性准则确定了薄膜的失稳临界风速。最后通过对临界风速的影响因素进行分析,得到了一些重要结论,并提出了防止薄膜结构气弹失稳的一些基本措施。     

复合材料中纱束的几何形态

在预测三维机织复合材料力学性能时, 将纱线特别是纬纱横截面假设成何种形状一直众说纷纭。本文中假设纬纱截面形状分别为圆形、 跑道形、 凸透镜形、 矩形, 经纱横截面形状为矩形, 采用刚度平均法和等应变力学模型计算了4种角联锁结构复合材料的弹性模量, 经与复合材料的数字图像对比分析和实验验证表明, 圆形纬纱截面形状假设与数字图像相差较大, 与其它截面形状假设的弹性模量预测结果相差也较大, 跑道形、 凸透镜形、 矩形等纬纱截面形状假设彼此间弹性模量预测结果的差异很小, 与实验数据也具有较好的一致性。