弹性约束边界条件下拉索结构横向振动特性分析

在拉索两端引入线性约束弹簧和扭转约束弹簧,通过对弹簧设置相应的刚度系数,得到弹性边界条件包括经典边界条件下的拉索横向振动模型.振动位移采用切比雪夫级数展开,使得横向位移在整个求解域内足够光滑.对不同边界条件下的拉索横向振动进行了研究,研究结果与参考结果的良好吻合验证了所构造模型的正确性;并进一步对线性约束弹簧刚度和扭转约束弹簧刚度对拉索横向振动特性的影响进行了分析.研究结果表明,边界条件对拉索振动固有频率的影响不可忽略.     

随机参数拉索预应力空间铰接钢结构随机内力摄动分析

同时考虑拉索刚度、钢索预拉力、边界弹性约束刚度及外荷载的随机性，得到了随机参数拉索预应力空间铰接钢结构随机内力摄动分析的一般公式及其统计特性的计算表达式。文中所建立的计算模型为进一步进行拉索式预应力空间铰接钢结构的可靠性分析奠定了一定的理论基础。最后对工程中常见的空间立体钢桁架结构进行了计算。     

基于传递矩阵法的车辆传动系统扭转振动分析

详细介绍了利用传递矩阵法来计算传动系统的固有频率及其模态的数值算法,讨论了各种模型的传递矩阵的建立方法.在多轴模型中运用了扩展的传递矩阵,简化了计算.将边界状态向量应用到建模中,用以方便边界条件的施加.讨论了多回转轴系统自由振动和强迫振动的建模过程和求解方法.最后以一个简化了的车辆传动系统来说明软件中建模和求解过程的实现.     

基于特征系统实现算法的嵌入式桥梁远程索力检测系统

设计了一个基于模态分析技术的嵌入式索力检测系统.其选择使用具有较好性能及计算精度的特征系统实现算法识别拉索的各阶模态频率,并利用基于频域平滑的重采样技术和随机减量技术对振动信号预处理以得到自由响应信号;基于ARM芯片和Linux平台,使用嵌入式J2SE技术开发实现了监测系统,并进行了实际工程应用测试.结果表明:在嵌入式系统中实现的预处理算法和特征系统实现算法能够较精确地识别出大多数情况下拉索振动信号的基频值,并据此计算出索力值,设计的嵌入式索力检测系统具有有效性和实用性.     

多指标约束的斜拉索滑模非脆弱减振控制

为了提高斜拉索-磁流变阻尼器减振控制系统的稳定性, 提出了一种多指标约束的滑模非脆弱减振控制算法. 基于线性矩阵不等式(LMI), 利用H∞性能指标和保性能指标分别用来抑制外界扰动, 保证系统渐近稳定且具有一定上界指标, 并以区域极点配置表征减振控制稳定性与快速性, 方差表征小振幅和振动速度. 将非脆弱状态反馈控制与滑模控制相结合, 得到了多指标约束的滑模非脆弱减振控制算法设计形式及方法. 在强度为0.1002高斯白噪声随机扰动下, 对某跨海大桥C18、C13号斜拉索进行算例仿真. 结果表明, 该算法不仅使减振控制系统具有较优的保性能上界指标和较小的抗扰性能指标, 同时使拉索振动状态幅值降低91.11%~92.50%, 收敛时间缩短76.67%~84.00%.     

装配式框架结构的自由振动特性分析

针对装配式框架结构中梁柱节点呈半刚性的特点, 采用回传射线矩阵法研究了结构的自由振动特性. 对每个装配式框架结构中梁、柱分别采用2种不同的局部坐标系, 并考虑力的平衡条件、位移协调条件及框架边界条件, 建立了含半刚性节点的三层框架结构的回传射线矩阵方程. 采用MATLAB软件编程得到了框架结构的前18阶固有频率, 并与有限元模拟作对比分析, 验证了回传射线矩阵法在处理半刚性节点问题的有效性与正确性. 计算分析表明, 结构的固有频率对节点的半刚性特性非常敏感. 研究结果将为半刚性节点的装配式结构的动力设计提供参考.     

立式加工中心模态性能仿真分析与试验测试

以一台立式加工中心为对象,研究了该机床模态性能的仿真分析和试验测试方法.建立了机床的有限元模型,重点介绍了结合面的建模方法;试验测量了机床的模态参数,并与仿真结果进行了对比.结果表明:前4阶固有频率的仿真误差最大为14.59%,模态振型仿真结果与试验结果一致.优化了立柱和主轴箱的结构,优化后机床的前4阶固有频率最大提高了5.69%.研究方法对于分析、提高机床的模态性能具有指导意义.     

基于黎曼不变量的P-M流动边界条件分析

P-M(Prandtl-Mayer)流动是一种基本的二维定常超声速平面无旋流动,未引入黎曼不变量时,其特征线理论或传统的Prandtl-Meyer膨胀波求解过程都没有直观显示出壁面边界条件对流场参数的影响方式和途径.本文从流线坐标系下的二维定常气体动力学方程和无旋条件出发,直观地得到了蕴涵壁面边界条件的两个黎曼不变量,通过分析两个黎曼不变量沿流场不同特征线族的携带和传播,详细阐明了初始条件和边界条件对P-M流场参数的影响过程.得到了固壁边界上每一点对流场参数皆有影响,且这种影响是沿该点发出的特征线通过黎曼不变量传播到流场内部的直观结论.     

环状折线桁架体育场挑篷结构的性能研究

根据大型体育场的特点和要求,提出一种新型体育场挑篷结构形式.该结构由相邻两榀桁架上下错动而成.分析其固有频率和温度内力分布,表明该结构整体刚度大,温度内力较小,可充分发挥材料的强度.对桁架的榀数、厚度及高差进行参数分析,计算比较用钢量、刚度,验证其具有较大的平面外刚度,并给出合理的设计参数.分析在地震作用下结构内力的分布,说明该结构具有良好的抗震性能.与国家体育场比较,证明该新型结构经济性好,是一种优良的结构形式.     

梁-弹簧单元在内法兰螺栓简化中的应用

内法兰数值模型内含的螺栓接触行为极易导致其计算不收敛,耗费大量的计算时间.为平衡计算成本和精度,构建螺栓连接结构的简化分析模型是主要手段之一.本文对多点约束-梁单元法进行了改进,提出一种梁-弹簧单元组合的螺栓简化方法,该方法使用梁单元替代螺栓,使用动力耦合约束和弹簧连接等效螺栓接触,用经过修正的虚拟热变形法施加螺栓预紧力.结果表明:该方法的分析时间和多点约束-梁单元法接近,相对全模型缩时约50%,计算精度更高、误差更小.采用该方法对通信单管塔内法兰连接节点进行分析,与精细模型和缩尺实验比较结果证明,该方法在内法兰结构中有较强的适用性.     

Zn/Cu反应扩散系数的影响因素

研究了460 ℃时Zn(液)/ Cu(固)扩散偶反应扩散.利用金相显微镜、能谱仪EDS和Zn/Cu平衡相图分析研究了所出现的新相.通过非平衡态扩散边界条件,导出了各单相反应扩散系数的计算方程,并对其影响因素进行了分析研究.结果表明:各相之间反应扩散系数有较大不同,且远大于Arrhenius方程计算的扩散系数.反应扩散系数的主要影响因素是各单相相变反应速率,同时单相边界浓度和扩散时间对反应扩散系数也有一定影响.     

边界形状对二维斜面颗粒流的影响

用实验方法研究了不同边界形状下二维斜面颗粒流在通道中的分布.结果表明,边界形状对二维斜面颗粒流有重要影响,粗糙边界条件下,颗粒流量密度在通道中横向呈对称马鞍型分布,且峰值位置与边界形状有关.对锯齿形边界,颗粒流量密度的峰值位置随斜面倾角（sinθ）的增大往中心区域移动,墙体附近20～30 d（d为颗粒直径）区域内颗粒流量密度随斜面倾角的变化呈指数衰减,衰减指数在2～3之间;对于半圆形边界,峰值位置始终出现在墙体附近20～30 d区域内,并且此区域内的颗粒流量密度随斜面倾角（sinθ）基本呈线性变化.     

基于神经网络的结构损伤诊断的探讨

利用神经网络技术对框架结构的损伤位置和损伤程度进行了研究,用振动模态分析技术对组合结构、框架结构的动力参数进行计算,得出组合结构的各种单损伤情况和双损伤情况的各种组合的频率、竖向位移、水平位移变化数据,将这些数据和损伤位置、损伤程度之间的映射关系作为网络训练样本,用神经网络技术进行数值模拟,提出了修正隐含层节点数公式和优选振型向量的方法.说明了用低阶振型和经优选后的振型向量结合的方法进行组合结构、框架结构损伤诊断的可行性,并且用这个方法成功地解决对称结构难于判断对称损伤的难题.     

线性电势和磁势边条下磁电弹性梁的解析解

对一系列的磁电弹性梁按正交磁电弹性平面问题进行了研究.首先推导了4个特征根互异情况下,所有物理量均用4个拟调和位移函数表达的通解,进而用试凑法推导出相应系列问题的精确解或解析解.这些问题有:矩形磁电弹性梁承受刚体位移、均匀电势和均匀磁势,两端自由梁承受均布电势和磁势,及悬臂梁承受线性电势和磁势等.利用叠加原理,可将本文所得到的精确解或解析解应用于有更复杂的荷载和边界条件问题的研究,此外,本文所得解可为验证各种数值计算方法提供参考依据.     

基于任意形状颗粒集合二值图像的体积估算模型

基于任意形状颗粒集合的二值图像,提出了估计其体积(或质量)的方法.首先利用发光背景台面获取的颗粒灰度图像变换为相应的二值图像,得到颗粒的边界轮廓.然后再基于其边界信息,定义与颗粒形状特征相关的描述量,并将其无量纲化.将由此定义的无量纲参变量作为回归变量建立一个多元线性回归(multiple linear regression)模型用以估计颗粒集合的扁平度,进而估算颗粒体积.回归变量的系数由随机采样的501个样本颗粒(尺寸范围为4.75～25 mm)用误差最小平方和求得.将模型应用于由具有相似统计分布特征的其他颗粒集合,并将得到的体积估计值与其体积真实值相比较,实验结果显示模型的相对误差在±2%以内.     

污油泥调剖剂的研究与性能评价

通过分析油田产出含油污泥组分和粒径,确定以含油污泥为主要原材料,添加适当化学药剂和固相颗粒得到一种新型含油污泥调剖剂.合理配方(质量分数)为:污油泥50%+悬浮剂0.2%～0.3%+乳化剂0.3%～0.4%+膨润土8%+水,固含量大于15.65%,调剖剂体系稳定,不产生分层现象.岩心实验表明,当孔喉与颗粒粒径之比在9.0～12.0时,调剖剂可以顺利进入岩心,实现稳态注入,当固相颗粒加入量大于8%时,岩心封堵率可达94%.该技术有助于解决含油污泥外排造成的环境污染问题,为油田综合治理、降低生产成本提供了一项新措施.     

对称因子表的快速形成及直角坐标和极坐标PQ分解法的比较

针对现有文献对潮流计算中直角坐标PQ分解法及其优势鲜有提及和传统因子表法求解系数矩阵速度较慢的问题,本文提出直角坐标PQ分解潮流计算方法和对称因子表,与常用的极坐标PQ分解法相比,尽管其求解的方程数和迭代次数更多,但由于采用特殊解法,且没有三角函数的计算,因此其潮流计算速度仍然大大加快。对IEEE-30～-118节点系统编程计算表明,对称因子表比传统因子表快约20%～35%,直角坐标PQ分解法的潮流计算速度比极坐标PQ分解法快约35%～65%,且其优势随着系统规模的增加而增加。     

裂纹智能梁的三维有限元动力谐响应分析

采用面向结构健康监测应用的压电阻抗模型,对粘贴有压电片的含裂纹梁结构采用三维有限元技术进行了高频压电阻抗谐响应分析.利用通用有限元软件 ANSYS,建立由压电片-粘结层-含裂纹主体梁结构组成的耦合系统的三维有限元模型.并通过算例与振型叠加法和实验得到的结果进行了对比研究,验证了该模型的有效性和准确性.此外,还考察了有限元单元尺寸、振动模态、裂纹深度以及粘结层厚度对压电阻抗信号的影响.     

大尺度电离层倾斜对短波单站定位误差影响分析

针对电离层发生大尺度倾斜引起短波单站定位误差的问题,在三维坐标系中建立了电离层倾斜的近似几何模型,推导了反射点坐标满足的方程,给出了基于牛顿-拉夫森迭代的数值求解方法.通过计算机仿真分析了单站定位误差随电离层倾斜角度、倾斜方向和目标距离的变化.     

基于流固耦合的涡轮增压器涡轮机温度场分析

针对某型号涡轮增压器涡轮机零部件温度过高, 存在可能开裂问题, 建立了工作状态下全域流固耦合数值计算模型, 分析了涡轮增压器涡轮机各零部件的温度变化特征, 并与传统模型和实验测试结果进行对比. 结果表明, 全域流固耦合模型避免了传统模型中流体和固体交界面上的大量假设数据输入, 使计算结果更加接近实际情况. 通过和实验测试值对比发现, 全域流固耦合模型得到的涡轮机温度场精度比传统模型得到的结果更合理、准确, 从而验证了全域流固耦合模型的可靠性与准确性.