非线性不确定结构动力响应的区间逐步离散法

对非线性结构中的不确定性参数用区间表示,提出用区间逐步离散法求解结构动力响应.即将不确定性参数取区间离散点的值,将区间动力方程的求解转化为相应确定性问题,再搜索方程解中的最大和最小值来确定结构动力响应的边界.用算例对此法进行了验证.     

不确定结构动力响应的区间逐步离散法

对线性结构中的不确定性参数用区间表示,提出用区间逐步离散法求解结构动力响应。即将不确定性参数取区间离散点的值,将区间动力方程的求解转化为相应确定性问题,再搜索方程解中的最大和最小值来确定结构动力响应的边界。用算例对此法进行了验证。     

基于改进渐进结构优化方法的结构动力优化研究

在对渐进结构优化方法基本理论分析基础上,根据结构动力学的拓扑优化特点,结合尺寸优化理论,提出了一种新的删除准则。探索了一种改进型渐进结构优化方法,并叙述基本的优化步骤。最后,融入了质量、应力、位移以及频率等动力学约束条件参数,运用该方法进行谐激励力作用下的板结构动力响应拓扑优化。算例表明,改进渐进结构优化方法对结构动力学拓扑优化问题具有一定的适用性,拓展了基本渐进结构优化方法的应用范围。     

n 级动力吸振器的建模及参数优化

详细论述动力吸振器的建模过程,并给出n级并联和n级串联式动力吸振器优化的通用模型。介绍动力吸振器的定点优化和数值优化两种优化方法。在此基础上使用Matlab语言编写通用的动力吸振器优化程序。利用该程序对某主系统的各类动力吸振器(单级、2级并联和3级并联式)进行参数优化。优化结果表明,安装优化后的动力吸振器后,主系统的共振峰可以显著地减小。文中给出的优化方法及相关结论,对动力吸振器的优化设计具有一定的工程实践意义。     

基于车辆响应的桥梁结构参数的统计区间估计

提出了基于加入白噪声的车辆响应,对运营桥梁结构参数具备通用性的统计区间估计的方法。将运营结构的参数辨识问题先转化为了非线性优化问题,并采用Guass-Newton、Levenberg-Marquardt方法求解,再由计算所得的参数、Jacobi矩阵、残差向量进行了统计区间估计。结果表明:该方法可以基于车辆响应对运营结构的桥梁参数(如频频、刚度)进行辨识和区间估计,并具备一定的抗白噪声类干扰的能力;同时,重构的输入数据具备一定的滤噪效果。此外,通过对基于桥梁位移响应的车辆参数(如质量)的辨识,进一步验证了该方法的通用性。     

热弹耦合梁结构动力响应的区间数值分析

研究了含有区间参数梁结构在温度载荷和力载荷共同作用下的动力响应问题,考虑材料变形与传热的相互影响,建立了梁在热弹耦合下的动力学有限元模型,并给出了对结构瞬态热传导方程与动力学方程进行相互交替迭代求解的计算方法。针对结构响应不确定性问题,以不确定参数作为约束变量,通过寻求结构响应函数的区间范围,将区间问题转化为优化问题,并利用遗传算法给出了结构响应函数的区间界限。通过算例及与概率有限元方法的计算结果比较,表明文中所提出方法的可行性和有效性,并获得在热弹耦合作用下梁结构的固有振动频率有所增加,而振动响应振幅则逐渐减弱的结论。该方法只需已知不确定参数所在范围的界限,而无需其他统计信息,为解决区间参数热弹耦合梁问题提供了一种途径。     

基于智能算法的动力吸振器多参数优化研究

动力吸振器在改善系统振动与噪声方面应用广泛,优化动力吸振器的参数是提高动力吸振器性能的关键。设计动力吸振器多参数优化目标函数,研究人群搜索算法在动力吸振器参数优化中的应用,并运用人群搜索算法、遗传算法和粒子群算法进行仿真计算,对比三种算法对动力吸振器进行参数优化时的稳定性、计算速度、计算精度。结果表明,所设计的基于人群搜索算法的优化方法具有较好的稳定性及计算精度,但计算速度稍慢于另外两种算法。工程实例证明,基于人群搜索算法优化后的动力吸振器对于改善汽车部件共振、降低车内噪声具有良好效果。     

区间参数平面连续体结构频率非概率可靠性拓扑优化

研究了具有区间参数的平面连续体结构在固有频率非概率基频约束和频率禁区约束下的拓扑优化设计问题。考虑结构弹性模量、质量密度和频率约束限具有区间不确定性,根据SIMP材料插值方法和区间变量运算法则,构建了基于频率非概率可靠性约束的弯曲薄板和平面应力薄板结构的拓扑优化数学模型表达式,并给出了进化优化准则。算例及其结果表明文中模型和方法的有效性。     

拖曳线列阵隔振模块采用遗传算法的参数优化

为了更好地预报拖曳线列阵隔振模块的隔振性能,利用有限元软件ANSYS建立拖曳线列阵隔振模块的二维参数化流固耦合模型,并考虑负载(声振模块)对隔振模块的影响,将伪并行改进遗传算法与ANSYS参数化设计语言APDL相结合,实现对隔振模块主要性能参数的优化计算,得出激励频率为20 Hz和40 Hz时,隔振模块最优内部充油密度、护套弹性模量、隔振组件弹性模量和隔振量的数值。     

基于Epsilon算法的不确定性结构二阶区间优化方法

该文提出一种求解不确定性结构模态的二阶区间优化算法,首先应用拉格朗日乘子法将带有约束条件的模态优化问题转化为非约束优化,再用区间扩展的二阶泰勒展开式近似表述不确定性结构的模态区间函数。由于其二阶常数项(海森矩阵)的计算十分繁琐,这里采用DFP方法(Davidon and Fletcher-Powell method)近似迭代计算该常数项,同时计算满足约束条件和优化目标的结构参数和参数不确定性区间。在结构重分析中采用Epsilon算法,从而在保证计算精度的同时节省了计算时间。通过算例计算进一步证明该方法对于板壳加筋不确定结构的优化是有效的。     

结构计算模型修正的区间反演方法

提出了结构计算模型修正的区间反演方法。该方法将计算模型修正问题归结为非线性全局优化问题，并采用一种遗传算法进行求解。方法考虑了作为修正参考值的试验模态参数具有一定误差，计算结果除可以给出修正后模型的估计值外还可以同时给出其不确定度，有利于对修正后计算模型的质量做出直观评价。算例表明本文提出的方法是可靠可行的，不仅可以判断采用的信息是否完备，而且可以对完备数据的稳定性情况进行判定。     

基于跨点导纳法识别工程结构模态参数

提出了基于环境激励下，运用跨点导纳法识别大型工程结构模态参数的一种方法。叙述了跨点导纳法理论的基本定义和原理，跨点导纳法运用结构的输出自功率谱求出结构的主频率，运用结构的输出响应谱比值确定结构的振型，从而识别出环境激励下工程结构的模态参数。并结合传统模态试验原理，对一个平面薄板进行了两种对比试验，试验结果显示跨点导纳法识别结构的模态参数与传统的模态试验是一致的。分析表明跨点导纳法能够准确有效地辩识工程结构的模态参数。     

An Efficient Reliability-based Optimization Method for Uncertain Structures Based on Non-probability Interval Model

In this paper, an efficient interval optimization method based on a reliability-based possibility degree of interval (RPDI) is suggested for the design of uncertain structures. A general nonlinear interval optimization problem is studied in which the objective function and constraints are both nonlinear and uncertain. Through an interval order relation and a reliability-based possibility degree of interval, the uncertain optimization problem is transformed into a deterministic one. A sequence of approximate optimization problems are constructed based on the linear approximation technique. Each approximate optimization problem can be changed to a traditional linear programming problem, which can be easily solved by the simplex method. An iterative framework is also created, in which the design space is updated adaptively and a fine optimum can be well reached. Two numerical examples are investigated to demonstrate the effectiveness of the present method. Finally, it is employed to perform the optimization design of a practical automobile frame.     

《一种频域载荷识别的优化方法》

从优化的角度出发，利用遗传优化算法得到频域载荷谱，使得其产生的响应谱与实际的测量结果之间的误差足够小，这样可以认为所得到的载荷谱也就反映了实际的激励，即达到了载荷识别的目的，仿真结果说明了这种优化方法的有效性。     

计算粘弹结构动力学参数的新模态应变能方法

粘弹结构在噪声与振动控制领域已得到广泛应用,然而准确地计算粘弹结构的动力学参数一直存在困难,模态应变能法及其修正方法常用作近似计算。在分析模态应变能方法和已有修正方法的原理及其相互关系的基础上,提出一种基于损耗因子幅值的新模态应变能方法,用于计算粘弹结构的损耗因子与固有频率。新方法的修正因子随粘弹结构对应模态阶次损耗因子幅值变化。取可等价为粘弹性夹层梁/板的四参数原型系统和新型高阻尼航天载荷隔振器为算例,通过与已有方法的对比分析了新方法的准确性。     

复杂机械结构动力学参数优化设计

目的提高大型复杂结构动力学参数修改的准确性和效率。方法以某大功率发动机的缸盖为对象,首先以实测的固有频率为基准,通过比较有限元计算的固有频率和实测频率,找出误差较大的频率项,接着通过灵敏度分析法找出对该频率较敏感的参数,最后用设计参数修改方法对该参数进行优化设计和修正。结果经过动力学修改后的缸盖的固有频率计算值更接近于试验值,能够满足工程使用要求。结论结合设计参数法和灵敏度分析法修改后的有限元模型能够比较准确地反映结构的动态特性,可提高结构动力学修改的效率。