开放微波传输线的准静态有限元分析

本文用相似剖分有限元方法，对整个无限空间进行了有限元剖分，引入一转移矩阵Ｘ来构造一等效刚度矩阵用以模拟开域边界，常规有限元法开域边界处理中的近似性完全得到避免。     

基于有限元模型的三维集成电路热分析

基于有限元理论,对三维集成电路(3D-IC)进行了建模和仿真,研究了不同模型的热分布和计算复杂度.通过Gmsh软件创建3D-IC模型并生成网格化文件.利用Matlab软件提取有限元参数,获到模型的刚度矩阵.用层次矩阵(Hierarchical matrix,H-matrix)表示刚度矩阵,得到了不同模型刚度矩阵的求逆所消耗的存储空间和运算时间.结果表明:随着模型刚度矩阵行列数目的增加,所需要的运算时间和存储空间呈现线性变化关系.     

电气测量技术及仪器

TH11220080119853-RRR平面并联机构的刚度特性分析/李树军(东北大学机械工程与自动化学院)//东北大学学报(自然科学版).―2007,28(1).―91～94.导出了3-RRR平面并联机构基于守恒协调转换刚度矩阵机构刚度结构位形部分的解析表达式和外力作用影响部分的不完全解析表达式。给出了求机构刚度映射的一般方法,求出了不同参数下3-RRR平面并联机构的刚度映射曲线,并对机构的刚度特性进行了分析和讨论。研究发现,3-RRR平面并联机构的刚度是机构构型的函数,并与驱动力和关节刚度成比例;动平台中心趋于工作空间边界刚度增大,在工作空间的边界附…     

基于IP/MPLS网络的动态业务流量矩阵测量模型

IP网络动态业务流量矩阵的测量是业务量工程研究中的一个难点,本文提出了一种面向IP/MPLS骨干网络的基于LSP级的动态业务流量矩阵测量模型。该模型能够获取网络边界处对应于每一条LSP的路径转发信息,并根据每一条LSP上的测量结果,计算得知全网的业务流量矩阵。文中证明该测量模型是可行的,并给出了相关的算法及其性能分析。模型的优点是测量只在网络边界处进行而不涉及网络核心,故引起的网络开销较小。另外模型所需的算法复杂度低,仿真结果显示测量模型是有效的。     

基于云平台的知识关联挖掘研究

针对用户动态浏览过程,文章提出了一种基于权值矩阵的FP-Growth关联规则。经过时间因子过滤,得到初始矩阵,进一步计算出权值向量,用于FP-Growth算法改进。同时,解决了动态事务项集部分更新及支持度变化的问题,分析频繁项集的关联规则,在云平台上进行并行处理,改进算法性能和时空间效率,最终得到更有效、更精准的频繁项集,为后续推送研究做基础。     

高强度轻型材料齿轮传动动态接触仿真研究

由于航空、航天、电子等领域对重量的严格要求,研究高强度轻型材料以取代钢材,是走上第四代齿轮的热点课题。但是由于在传动过程中相互啮合的齿面相对运动为滚动兼滑动,并且,在不同的啮合位置其相对滑动速度,接触应力不断变化,所以精确仿真计算某种材料齿轮啮合过程的接触应力变化,对研究齿轮材料特性十分必要。本文运用Ls-Dyna动态仿真软件,对尼龙66材料齿轮啮合过程进行了动态仿真计算并与试验结果进行了对比,此仿真方法可以运用到所有齿轮材料研究,为高强度轻型材料齿轮的进一步发展提供了新的有效途径。     

三维互连全耦合电容矩阵的层次式提取算法

基于直接边界元素法,提出一种边界电容矩阵概念,从而实现了三维互连电容的层次式提取算法．该算法将三维求解区域划分为若干小块,对每个小块分别计算其边界电容矩阵,再通过层次式合并算法便可得到全耦合互连电容矩阵．数值实验表明,本方法进行电容提取的速度比商业软件SpiceLink、虚拟多介质快速算法、区域分解法等均快一个数量级以上．     

三维互连全耦合电容矩阵的层次式提取算法

基于直接边界元素法,提出一种边界电容矩阵概念,从而实现了三维互连电容的层次式提取算法.该算法将三维求解区域划分为若干小块,对每个小块分别计算其边界电容矩阵,再通过层次式合并算法便可得到全耦合互连电容矩阵.数值实验表明,本方法进行电容提取的速度比商业软件SpiceLink、虚拟多介质快速算法、区域分解法等均快一个数量级以上.     

边界扫描测试的数学模型探讨

边界扫描测试所指的是把一定数量的数字逻辑测试向量,串行输入至被测电路板中,并按照与之相对应的向量来对电路板中所有可能会发生的故障进行诊断,这一系列的测试所构成的就是边界扫描测试向量集合。本文所研究的是建立在布尔矩阵理论上的边界扫描测试模型,提出了这一测试数学模型的形式,研究了短路故障特征矩阵的建立过程,并进行了具体的模型的运算,最后提出了改数学模型的具体应用,具有一定的现实意义。     

用动态散斑法研究磁流体薄膜的干燥过程

提出了一种利用动态散斑研究磁流体薄膜(MFF)干燥过程的方法.首先,利用动态散斑理论,模拟了MFF干燥过程中散斑图随时间的演化;然后,采用时间序列散斑图(THSP)及其灰度共生矩阵(GLCM)方法,对MFF干燥过程中磁微粒的运动统计性质进行了定性分析和定量研究.研究表明,模拟结果与实验结果吻合得较好,说明动态散斑方法是一种分析MFF干燥过程的有效手段.     

基于ANSYS管道检测系统转子静动态特性分析

为研究旋转探头管道超声检测系统转子静态特性和动态特性,建立了简化的转子的有限元模型,并应用有限元分析软件ANSYS对转子进行静态分析、模态分析和谐响应分析,得到了转子结构应力、变形云图和前六阶固有频率。分析结果说明转子的静刚度和动刚度符合检测系统设计要求,验证了转子结构设计的合理性,为检测系统转子的设计提供的可靠的评价依据。     

Hyperworks在床身动静态分析及优化中的应用

床身刚度是影响高速机床加工精度的一个重要因素。针对床身刚度是否满足加工精度要求的问题,以双直线电机高速进给的铣床床身为研究对象,采用有限元方法建立床身的动力学模型,并利用有限元软件Hyperworks对床身进行动静态分析,找出该床身的动静态性能薄弱部位,利用Hyperworks的Optistruct拓扑模块对床身进行结构优化。优化后的结果表明,3个方向静刚度平均提高了1 000 N·μm-1,固有频率提高了约30 Hz,x和z向频率响应的振幅约减小50%,为同类型结构设计提供一定的参考。     

轴承预紧力对滚珠丝杠系统动态特性影响分析

为了解轴承预紧力对滚珠丝杠系统动态特性的影响,以某卧式磨床滚珠丝杠为研究对象,建立了丝杠的三维模型,并以弹性支承约束模拟角接触球轴承对丝杠的支承。在此基础上,利用ANSYS对磨床滚珠丝杠系统进行模态分析。通过修改不同预紧力下轴承的支撑刚度,得到了在不同预紧力下的系统各阶固有频率。分析结果表明,在不同的轴承预紧力下,滚珠丝杠系统的结构刚度会发生变化,使系统的固有频率改变,且随着预紧力增大而增大。磨削状态稳定时,磨削预应力对滚珠丝杠系统的影响较小。     

光学小卫星蜂窝主承力板的设计与测试

为了满足星载一体化光学小卫星对主承力板的刚度和重量要求,降低主承力板上各单机的动力学响应,对工程常用的蜂窝夹层板等效理论和动力学分析方法进行研究。首先,介绍了六边形蜂窝芯子的等效理论和考虑胶层的面板等效理论。建立了某星载一体化光学小卫星-Y向主承力板的有限元模型,以重量和动态刚度为目标,对蜂窝芯子参数进行优化分析。通过分析比较不同芯子蜂窝板的重量和刚度,最终选择壁厚为0.03 mm,边长为5 mm的蜂窝芯子。然后,在模态分析的基础上,对蜂窝主承力板进行正弦振动和随机振动分析。最后,进行相应的正弦振动和随机振动试验。分析与试验结果表明:一阶自然频率误差为1.9%;正弦加速度响应误差为4.5%;随机均方根加速度响应误差为3.7%。表明分析模型建立准确,参数等效合理,动力学响应分析准确,并且能满足卫星结构总体和各个星上单机对主承力板的动力学响应要求。     

压电智能桁架结构的建模与最优振动控制

为了实现桁架结构振动主动控制,建立了智能桁架结构动力学模型和最优振动控制模型,对动力学建模和最优控制建模方法进行了研究。首先根据有限元理论和Hamilton原理,建立了智能桁架结构的机电耦合动力学方程,方程中含有与作动电压有关的耦合刚度矩阵,采用缩聚变换对动力学方程进行了简化,该动力学方程可用于机械/电荷作用下结构的静动力分析和控制系统设计。然后将推导的动力学模型变换为状态空间方程的形式,根据线性二次型最优控制理论,推导了结构振动控制的数学模型,通过最小化性能泛函,求解黎卡提矩阵代数方程确定了最优控制输入。最后给出了平面桁架结构振动控制算例验证建模过程和算法。结果表明,通过最优振动控制可以使结构振动快速衰减,达到振动抑制的效果。     

电子器件振动特性有限元模型参数的等效计算方法

 基于自由度缩聚技术和模态叠加原理,提出两种电子器件振动特性有限元模型参数的等效计算方法:范数极小值等效法和约束基频等效法.两种方法依据器件质量、约束基频、内部布局等特性,将具有非均匀质量和刚度分布的器件等效为均质长方形质量块,使电子器件的网格划分和数值计算大为简化.通过印制板固有特性和响应结果的对比分析,验证了等效方法的有效性和实用性.     

二自由度快速控制反射镜系统固有频率优化设计

在二自由度快速控制反射镜系统设计中,为提高系统的控制带宽,应尽量降低工作方向上的低阶固有频率,提高非工作方向上的高阶固有频率。该课题以某深切口柔性铰链快反镜系统作为研究对象,首先对系统前四阶固有频率的振型运动方向进行了分析,并针对传统刚度计算方法不适用于第三阶振型方向的问题,重新推导了第三阶振型方向上的刚度计算公式;其次,利用能量法和卡式第二定理对深切口柔性铰链上的工作刚度进行了推导,并进行了非线性拟合化简,得出的简化计算公式计算结果与有限元仿真结果误差不超过8.9%,证明了推导的铰链工作刚度理论公式的准确性;然后,将第三阶振型方向刚度计算公式和柔性铰链刚度计算公式代入固有频率计算公式,并进行有限元验证,结果表明理论公式计算结果与有限元仿真结果误差不超过1.7%,证明了新的三阶振型方向上的刚度计算公式的准确性。最后利用遗传算法,对系统前四阶固有频率进行了多目标优化设计,到达设计要求,所求出的优化结构较初始结构有明显优化,工作方向刚度减小19.04%,非工作方向刚度提高297.83%和77.09%。此外还对其进行了有限元仿真验证,结果证明一、二阶固有频率减小8.08%、5.40%,三、四阶固有频率提高了112.59%、16.80%。证明优化结构较初始结构有较大提高,能有效提高系统控制带宽。     

基于拓扑优化的4 m 望远镜底座结构设计

为满足4 m望远镜底座结构高刚度和轻量化的需求,研究了考虑结构变形和模态约束下的拓扑优化问题。首先,基于连续体结构拓扑优化的思想,以单元虚拟密度为设计变量,以位移变形和一阶频率及质量为优化约束,应变能最小为优化目标,建立了底座设计的拓扑优化数学模型,并详细推导目标函数及约束条件的灵敏度;然后,对底座结构应用拓扑优化设计,并以所得的理想概念构型为基础,进行底座结构的详细设计;最后,采用有限元法对优化模型进行静刚度和动刚度的分析与校核。设计结果表明,底座质量从27.66 t减至22.15 t;最大变形量由0.0377 mm减小为0.014 mm;一阶频率从217.1 Hz提高至247.45 Hz;在减小质量的同时,有效提高了底座结构的静刚度和动刚度,验证了拓扑优化方法的有效性。该方法将对4 m望远镜跟踪架的其他部件设计提供帮助。     

有限元动力分析及其在焊点可靠性评价中的应用

有限元分析是求解动力响应的重要数值模拟方法,该文首先阐述了有限元动力学方程的建立原理,对主要求鹪方法进行了比较说明。并以一块电路板为案例,建立有限元模型,利用有限元软件计算焊点在冲击载荷作用下的动力响应,给出焊点应力分布图,为焊点寿命估计和可靠性评价提供参考。     

空间相机反射镜组件的胶结技术

为了保证口径为320 mm的反射镜粘胶前后面形精度变化较小,同时组件的动静态刚度满足使用要求,对空间相机反射镜的胶结技术进行了研究。首先,得出了六条均布粘胶和沿芯轴外环全粘胶两种粘胶方案的具体参数,并采用有限元的方法对两种方案进行了静刚度分析与光学性能分析;其次,在反射镜裸镜面形为0.030(=632.8)时,分别检测了采用这两种粘胶方案装配后反射镜的面形精度;最后,对反射镜组件进行了振动试验。分析与试验表明:采用六条均布粘胶方案装配后,进行振动试验组件完好无损,测得一阶频率为144.194 Hz,与有限元分析相对误差为1.23%,动静态刚度满足需求,同时对比外环全粘胶反射镜面形精度提高了13.5%。结果显示六条粘胶方案更适用于320 mm反射镜组件的粘结。