基于Kriging模型和分层模型修正技术的结构边界条件识别

为得到能够准确反映结构装配关系的有限元模型边界条件，结合Kriging模型和分层模型修正技术，提出了一种结构边界条件识别方法。为削弱材料参数误差对边界条件识别的影响和改善修正不适定，利用实测自由模态频率，修正有限元模型的材料参数；以修正后的模型为基础进行边界条件识别，通过灵敏度分析确定模型的待修正边界参数，采用拉丁超立方抽样(Latin hypercube sampling, LHS)进行试验设计，并以实测约束模态频率与Kriging模型预测频率的差值最小为目标函数，利用粒子群算法求解最优参数。某包装机械摇臂连杆结构的试验结果表明，与传统的边界条件识别方法相比，所提方法具有较好的识别效果，识别得到的边界参数、结构响应等与实际结构具有较好的一致性。     

基于ICM准则法的结构动力学边界拓扑优化设计

针对结构动力学边界条件,进行了基于固有频率和振型特定要求的结构动力学边界条件优化设计研究。建立了以结构振型差的范数为目标函数,结构固有频率为约束条件的动力学边界条件设计准则。根据实际结构在设计的约束条件范围内可能变更的方案,通过不断修改设计参数,确定满足结构动力学要求的方案。采用ICM准则法对刚架边界的机翼骨架模型进行了动力学边界的拓扑优化设计,数值模拟算例验证了该方法用于动力学优化设计的可行性。     

考虑不完整边界条件的新型混合试验方法

在混合试验中,当子结构边界自由度较多时,其边界条件往往难以完全实现,而边界条件的缺失势必改变原结构的受力状态,影响结构性能评估的准确性。为此,提出基于模型更新的在线数值模拟方法,称之为考虑不完整边界条件的新型混合试验方法。该方法建立具有相同本构关系的两套数值模型,分别用于整体结构数值计算和物理子结构本构模型参数识别。由于结构反应由整体结构数值模型求得,边界条件自然得到满足;而且数值模型的本构参数不断根据物理试件的试验结果在线修正,提高了数值计算的准确性。以物理试件的恢复力为追踪目标,采用基于梯度的优化方法在线估计并更新材料本构模型参数;以Matlab和Open Sees为计算平台完成了边界条件不完整的钢筋混凝土框架结构虚拟混合试验。结果表明,该方法几乎消除了边界条件不足带来的不利影响,提高了混合试验的模拟精度。     

机翼颤振模型的结构动力学设计

介绍了围绕某型飞机机翼颤振模型的结构动力学设计所开展的研究工作，内容包括设计目标与设计参数的确定、设计模型与设计变量的选取、设计方法与优化方法、主体结构与边界条件设计等。试验结果表明，设计出的颤振模型满足预定的振动特性要求。     

非对称弹性粘性阻尼滞迟隔振系统参数识别

研究了非对称弹性粘性阻尼滞迟隔振系统动力学模型的参数识别方法，该模型中弹性恢复力与位移变形之间存在非对称关系。采用电液伺服材料试验机加载方式，通过位移控制，运用滞迟回线分解法及最小二乘法识别模型参数。通过仿真试验可以看出，该方法简单，方便，具有实际可行性。     

基于信息熵与谱有限元法的传感器优化布置

为从测量数据中获得尽可能多信息,减少待识别模型参数的不确定性,提出面向结构模型参数识别的传感器优化布置方法。为避免用静态形函数传统有限元方法建模对结构动力特性及传感器优化布置影响,采用高精确动力学法即谱有限元法对结构进行动力学建模。以结构模型参数识别结果的不确定性最小作为传感器优化布置准则,该不确定性程度通过信息熵标量指标量化,用贝叶斯统计系统识别法进行识别。采用整数编码遗传算法在所有可能的传感器配置组合中极小化信息熵指标,获得给定数目的传感器最优布置位置。通过弹性地基带弹性接头的周期管梁模型数值仿真及模型试验验证所提方法。     

基于遗传算法的直升机旋翼液弹阻尼器模型参数识别

建立直升机旋翼液弹阻尼器非线性动力学参数模型,引入具有全局搜索能力的遗传算法进行模型参数识别,解决因模型复杂造成的传统参数识别效率及精度较低问题。据识别所得参数模型重构力—位移迟滞回线并与液弹阻尼器动力学试验数据对比结果显示,参数模型重构曲线与试验曲线吻合良好,验证参数模型描述液弹阻尼器非线性动力学特性的准确性及采用遗传算法识别模型参数的有效性。对不同位移幅值与不同频率下液弹阻尼器动力学特性模拟计算均获得与试验一致结果,表明非线性参数模型及参数识别方法鲁棒良好性、精度较高。     

任意边界条件下弹性梁耦合振动特性分析EI北大核心CSCD

采用谱几何法建立了任意边界条件下弹性梁横向、纵向和扭转耦合振动分析模型。将弹性梁的横向、纵向和扭转振动位移函数分别描述为一种辅助函数为三角级数的改进傅里叶级数;在弹性梁两端引入边界约束弹簧组,通过改变其刚度值模拟任意边界条件;应用Hamilton原理从能量角度推导整个结构的拉格朗日函数;采用Ritz法对其进行求解。计算了弹性梁模型不同边界下前6阶固有频率,与文献解对比最大误差为0.02%,验证了该方法的正确性和较快的收敛性。该模型统一了弹性梁横向、纵向和扭转振动的位移函数表示形式和模态特性求解方程,通过改变边界约束弹簧刚度系数可以实现对弹性梁耦合振动特性进行调整,为弹性梁动力学性能优化提供了一种参数化的研究方法。     

金属橡胶非线性隔振器试验研究与参数分析

研究了变激励条件下金属橡胶非线性隔振器的参数变化。以某型隔振器为研究对象,对其进行了静态试验及不同正弦激励条件下动态试验。借助双折线泛函本构关系的本构模型,利用粒子群优化算法对不同激励条件下的隔振器模型参数进行了识别,通过识别参数的对比得到了隔振器各参数在不同激励情况下的变化趋势。结果显示对金属橡胶非线性隔振系统进行动力学分析时,必须首先对实际工况下隔振器进行动态试验。再通过参数识别获取隔振器准确的数学模型,才能对金属橡胶隔振系统进行准确的动力学分析。为金属橡胶隔振系统的动力学分析提供了一般方法。     

基于模态试验与优化的静动力学模型转换

在结构强度分析中,将刚度分布较为准确的静力学模型转换为动力学模型可以大大提高建模效率。提出了一种基于模态试验和优化算法的静、动力学模型转换方法。在调整静力学模型的刚度矩阵基础上,再按照质量、质心、惯矩、单元体积进行节点质量的预分配,最后根据模态试验识别出的模态参数优化节点质量的修正量,如此便可得到其动力学模型。以某飞机翼身组合结构模型的转换为例,证明了该方法的实用性。     

红外热成像技术在电连接器插拔磨损检测中的应用研究

接触件是电连接器的核心元件,因插拔产生的磨损会导致其电接触性能退化甚至失效。针对上述问题,提出了一种电连接器插拔磨损检测方法。基于设计的检测装置开展电连接器插拔试验,并在试验过程中对电连接器接触件进行定时红外热成像检测;同时,分析插拔过程中电连接器接触件间磨屑的分布特征及变化规律,并通过表面形貌分析和能谱分析来验证红外热成像分析结果。研究发现,电连接器插孔簧片的主要磨损区域为端部,其根部有少量磨屑且聚集区域相对分散;随着插拔次数的增加,电连接器接触件间的磨屑逐渐增多,磨损区域面积逐渐增大,且磨屑聚集的位置也随着插拔运动发生变化,随机地分布在接触件间;因存在加工误差,电连接器的插孔簧片非对称分布,使得不同插孔簧片的磨损程度存在差异。结果表明,所提出的检测方法可有效观察电连接器接触件插拔磨损的变化过程,可作为电连接器磨损程度在线监测及剩余寿命预测的有效手段。研究结果可为电连接器性能退化机理和失效分析提供依据。     

振动台试验新型叠层剪切模型箱的设计与性能测试

振动台模型试验是开展地震作用下土-地下结构动力相互作用研究的重要手段,而模型箱的性质将直接影响到试验结果的准确性。基于结构动力学的基本原理,设计研制了设有可调节弹簧和阻尼装置的层状剪切模型箱,并对其有效性进行了试验验证;同时,基于ANSYS软件对模型箱的动力性能开展了模拟分析。试验和分析结果表明,研制的设有可调节弹簧和阻尼装置的全仿真层状剪切模型箱具有良好的真实场地无限边界条件的模拟效果,可体现土-地下结构相互作用体系的动力反应是由速度和位移控制的特点;针对不同试验中所选择的模型土种类的不同,该模型箱可调整其自身性能,以满足试验对降低模型箱边界效应的要求。该模型箱的研制为今后其他岩土地震工程问题研究中试验箱的选择提供了新思路。     

绿色装配式钢结构建筑体系研究与应用

为推广钢结构集成模块在高层建筑及抗震设防区域的应用,提出了一种具有附加耗能的新型全装配模块化钢结构插入式连接节点,节点采用T型连接件代替传统焊接连接实现模块单元全装配,连接件与摩擦板进行相对滑移提供附加耗能。根据节点受力及变形机理,推导其初始转动刚度理论公式。建立半装配与全装配模块化钢结构插入式连接节点的精细化数值模型,对比分析两种节点的滞回曲线、耗能能力及应力应变分布规律。结果表明,全装配插入式节点具有饱满的类平行四边形滞回曲线,其初始转动刚度理论计算值与数值结果吻合良好,有效验证了节点刚度公式的准确性。与半装配插入式节点相比,全装配插入式节点最大承载力降低约26.59%,整体能量耗散系数最大增加约70.06%,可通过T型连接件将塑性损伤转移至预设区域,保护主要构件并实现损伤可控,显著提高节点的抗震性能。

     

插板式PCB的内置式减振设计方法及其PSD动力学仿真

为降低军用电子设备中插板式PCB组件的随机振动响应，首先设计了三种边界配置，分析了振动传递途径，得出了可能的设计改进方案。随后按照GJB150随机振动试验要求，应用有限元方法建立了插板式PCB的动力学仿真模型，获得了减振设计改进前后PCB板面的随机振动响应加速度及PSD谱线。仿真和试验数据均证明，PCB板面加速度响应减小约30％左右。     

不同挡块形式对中小跨径梁桥横向抗震性能的影响

针对我国汶川地震中小跨径梁桥的典型震害特征,提出一种新型摩擦型挡块代替常规混凝土挡块作为桥梁横向限位装置;然后以一座三跨连续梁桥为例,在考虑板式橡胶支座滑动、挡块非线性等力学因素的基础上,对分别采用常规混凝土挡块和摩擦型挡块时结构的横向地震反应特点进行了分析计算。结果表明,与常规混凝土挡块相比,摩擦型挡块通过自身的摩擦滞回耗能可以有效地降低结构的地震响应,大大改善结构的抗震性能。     

Transient effects during rapid crack propagation

An analysis is described for rapid crack propagation in an axially loaded strip and for a driven wedge. Each has a dynamic steady state, but this is usually not achieved because the initial boundary conditions of crack length and speed are violated. It is shown that the induced transient behaviour may be described using a perturbation analysis. In the strip case there is a nonlinear oscillating solution, while for the wedge a damped harmonic motion results. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

Standardisierte Steckverbindung für aktive Vakuummeßköpfe

At the Gesellschaft für Schwerionenforschung, Darmstadt, an eight-pole interconnection for active vacuum gauges and corresponding controllers was standardized in collaboration with industry. It is suited for available gauges and gauges under development, which cover the whole technically interesting pressure range 10³–10¹² mbar. The interconnection contains the power lines for the gauge, the pressure signal as well as control lines for the various gauges. Just one type of connector is used thus facilitating stock keeping and use of different gauges. The chosen connector (known as modular connector) can be easily assembled without soldering. Furthermore, an encoder resistor installed in the gauge head allows an identification of the gauge by the controller. In this way, different gauges may be operated by the same controller or by the same PC plug-in module.     

Discrete singular convolution and its application to the analysis of plates with internal supports. Part 2: Applications

Part 2 of this series of two papers presents the applications of the discrete singular convolution (DSC) algorithm. The main purpose of this paper is to explore the utility, test the accuracy and examine the convergence of the proposed approach for the vibration analysis of rectangular plates with internal supports. Both partial internal line supports and complex internal supports are considered for 21 square plates of various combinations of edge support conditions. The effects of different size, shape and topology of the internal supports and different boundary conditions on the vibration response of plates are investigated. The partial internal line supports may vary from a central point support to a full range of cross or diagonal line supports. Several closed‐loop supports, such as ring, square and rhombus, and their combinations are studied for complex internal supports. Convergence and comparison studies are carried out to establish the correctness and accuracy of the DSC algorithm. The DSC results are compared with those in the available literature obtained by using other methods. Numerical results indicate that the DSC algorithm exhibits controllable accuracy for plate analysis and shows excellent flexibility in handling complex geometries, boundary conditions and support conditions. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于VXI总线仪器的电路板综合测试系统

本文论述的是一个基于ＶＸＩ总线仪器的先进的电路印制板（ＰＣＢ）自动测试与故障诊断系统，与其它夹具式电路板在线测试仪所不同之处在于它既可对被测电路板进行整体功能测试，又可对单个器件进行在线测试，在对单个器件进行在线测试时无需对被测器件施加任何激励或设保护点，实践证明该系统的测试方法先进，故障定位准确。     

预应力混凝土箱梁开裂后的刚度损伤评估

箱梁容易在支座、1/4跨及跨中位置出现裂缝,箱梁开裂病害与箱梁过量下挠相互耦合,其作用机理较为复杂,评估箱梁过量下挠的难点在于箱梁裂后的刚度分布特性研究。为了有效评估箱梁裂后刚度,制作了大比例尺预应力混凝土连续箱梁模型,开展了反复荷载作用下的箱梁破坏性试验,分别采用两种方法开展了箱梁裂后刚度分布特性研究。第一种方法,结合试验数据,基于Levenberg-Marquardt优化算法,对已测试得到的不同开裂程度下的挠度进行刚度分布反演;第二种方法,基于模型试验测试的荷载挠度曲线直接建立刚度折减评估参数,对开裂后箱梁的刚度损伤分布进行统计分析。对比分析了两种方法计算得到的箱梁裂后刚度纵向分布特征,验证了评估结果的有效性。研究结果表明：箱梁裂后开裂区域的刚度折减系数以加载位置为参考点,其余部位的刚度损伤沿箱梁纵向呈线性分布。提出了箱梁裂后刚度损伤计算方法。该研究可对开裂后箱梁的服役性能评估提供了理论参考。