周期变异免疫克隆算法在压电悬臂梁振动控制中的应用研究

文章首先建立了悬臂梁的振动数学模型和控制传递函数模型,在此基础上设计了基于周期性变异概率免疫克隆优化的控制算法。该算法避免了精确计算系统参数的繁琐工作,改进了悬臂梁主动振动抑振的控制律设计方法,实现了悬臂梁主动抑振的自学习控制,并构建了压电智能悬臂梁的实验系统。通过对比实验表明:文中所提出的算法收敛速度高、控制效果好,并且能够通过学习自动调整控制参数,使用方便。     

采用主成分分析与最邻近法的复合材料板损伤检测实验

文章采用主成分分析结合最邻近法对复合材料板进行了损伤检测实验。首先在正弦扫频激励下,通过测试获得复合材料板在各种损伤工况下的频响函数;然后选取若干种损伤工况的频响函数,经过主成分分析法处理后,提取出各个频响函数携带结构健康状态信息最多的前若干阶主成分,组成最邻近法的样本集;最后采用最邻近法来识别被检测结构频响函数所代表的结构健康状态。该方法的优点是直接利用测试得到的频响函数进行损伤检测,避免了识别结构模态参数所带来的误差,检测过程简单。通过对复合材料板结构不同位置和不同程度损伤的检测实验,验证了该方法用于复合材料层合结构损伤检测的可行性和有效性。     

含电流变液夹层板振动的模糊控制

基于模糊控制理论，对含电流变液夹层板的振动控制进行了仿真和实验研究。通过动态特性实验识别出仿真所需的振动系统动力学参数，根据不同电场强度下夹层板实测的频响函数曲线，设计出模糊控制律。振动控制的数值仿真及模型实验结果表明，用模糊控制方法控制含电流变液夹层板的振动十分有效，模糊控制器对振动系统的适应性较强，在实际控制时不要求建立系统准确的力学模型，避免了对电流变液夹层进行力学建模的困难。     

扫描镜运动对三轴稳定卫星姿态影响研究

推导了带扫描镜运动的星体姿态动力学方程，以此方程对扫描过程进行了仿真计算，分析了扫描镜做扫描运动时星体姿态运动的一般规律及星体与扫描镜之间惯量比对星体姿态的影响。结果表明，扫描镜的步进运动将引起星体滚动姿态的单调变化，而周期性的扫描运动将引起星体偏航和俯仰姿态的周期性运动。改变扫描镜绕步进轴的转动惯量主要影响星体滚动姿态，而改变扫描镜绕扫描轴的转动惯量，主要对星体俯仰、偏航运动姿态有影响。     

高科技设施的微振动一体化主动控制

针对交通扰动引起高科技设施的微振动环境控制问题，提出了一种一体化主动控制微振动的“安静平台”方案。即在建筑物原来楼层地板上安装减震支持的平台，在平台和楼板间安装主动控制的液压作动器，在对建筑物和液压作动器进行一体化建模的基础上进行控制律设计，通过控制平台的微振动来满足设备对微振动环境的要求。对一安装有“安静平台”的3层楼房模型的微振动响应主动控制进行了仿真研究。结果表明，与微振动通用标准BBN—VC比较，平台的微振动水平可以达到最严格的E级标准。     

局部减薄储罐拱顶非线性稳定性分析

首先应用非线性有限元法进行局部均匀减薄拱顶的稳定性分析,计算结果表明,罐壁及罐壁油压对罐顶失稳的临界载荷影响很小.随后针对拱顶局部均匀减薄问题,提出一种近似的解析分析法,解析法将减薄部分分离出来,处理为受剩余部分弹性支撑的扁球壳,并导出相应的等效弹性支撑刚度计算公式,最后利用修正迭代法获得近似的失稳临界载荷计算公式.解析方法的计算结果与有限元法计算结果对比表明,文中提出的局部失稳临界载荷计算公式具有与有限元方法相一致的计算精度,可用于局部减薄拱顶储罐的局部稳定性评估,计算结果表明腐蚀区几何参数为9.5时最易出现局部失稳.     

基于互相关函数幅值向量的结构损伤检测实验研究

进行了基于互相关函数幅值向量(cross correlation function amp litude vector,CorV)的受随机激励结构损伤检测的实验研究。以一个复合材料单跨梁为实验对象,通过在梁的局部位置上安装夹板,改变夹板对结构附加刚度,来模拟结构的损伤。对结构施加随机激励,分别用加速度传感器和应变传感器采集结构的响应信号,计算结构在损伤前后的CorV,使用互相关函数幅值向量置信度准则(cross correlation function amp litude vector assurance criterion,CVAC)来度量结构受损前后CorV的变化。结果表明,结构损伤前后的CorV之间的CVAC较完好结构之间的CVAC有明显下降;分析结构损伤前后CorV中分量的相对变化,可确定损伤产生的区域。使用互相关函数幅值向量,只需要测量结构在随机激励作用下的时域响应信号,就可检测出结构损伤的存在及损伤的位置。因此本文所采用的方法可应用于环境激励下的结构健康监测。     

钻柱接头扣型改进设计的有限元分析

螺纹根部应力集中是导致钻柱接头失效的主要原因之一。文中采用有限元方法分析多种针对NC46扣型的改进设计方案,包括扩大螺纹根部圆弧半径、公母扣大端切削以及改变公扣锥度。详细分析各种改进设计方案对螺纹根部应力集中的影响,以及螺齿上接触载荷的分布变化。研究结果表明,改变公扣锥度方案对降低公扣根部应力集中的效果最好,其次是对螺纹大端进行切削的方案和采用SST扣方案。     

精密机械结构的自适应压电分流阻尼抑振

为提高压电分流阻尼系统对多模态振动的抑制能力,提出了一种基于负阻抗变换器的频率自适应模拟电感电路.并应用于压电分流电路的设计,使压电分流电路能适应结构振动频率的变化而一直处于谐振状态,从而达到最佳的阻尼抑振效果,并研究了分流电路构型和各元件阻抗对抑振效果的影响.将此电路应用于典型精密机械结构--硬盘驱动器磁头驱动臂的多模态振动响应抑制,取得了良好的抑振效果,结构的前3阶稳态响应传递函数的幅值分别降低了8.15 dB、12.06 dB和2.11 dB.     

一种充分局部化的子结构并行有限元方法的变分原理

局部化的有限元分裂内联法(以下简称L-FETI),是一种适合于机群系统的并行有限元方法,它将一个连续结构系统分解为多个独立的子域,各子域之间通过分区框架实现耦合。本文将分区框架视为无体积、无惯性的独立连接结构,在区域分解界面上引入局部化的界面位移和界面内力,直接从能量原理出发,构造了分区系统的势能泛函,完成了L-FETI方法的变分格式推导,说明了L-FETI方法在处理区域网格匹配问题和区域网格不匹配问题时所具有的一致性并引入惯性力,导出了基于L-FETI方法的动力学方程。