摄动法结合Pad逼近在结构拓扑重分析中的应用

讨论了矩阵摄动理论结合Pad啨逼近在结构拓扑修改重分析中的应用,利用分步迭代的方法来取得高精度的近似解。定义过渡方程并利用原始结构信息得到其精确解;利用正交化的摄动基作Pad啨逼近,并采用迭代的方法得出对过渡方程解的增量,从而得到修改结构的近似解。     

结构静态拓扑重分析的摄动-Padé逼近法

提出一种拓扑修改的静态重分析的方法.该方法将所有新增加的自由度分步、逐次得增加到原结构上.在每一子步中利用过渡矩阵得到摄动基,并对摄动基进行正交化处理来进行Padé逼近,得到的近似解作为下一子步的原始解.循环结束时得到修改结构的近似解.     

结构静态拓扑重分析的摄动-Pade逼近法

提出一种拓扑修改的静态重分析的方法．该方法将所有新增加的自由度分步、逐次得增加到原结构上．在每一子步中利用过渡矩阵得到摄动基，并对摄动基进行正交化处理来进行Pade逼近，得到的近似解作为下一子步的原始解．循环结束时得到修改结构的近似解．     

结构静态拓扑重分析的迭代组合近似方法

提出一种拓扑修改的静态重分析的迭代组合近似方法. 这种方法基本上是两步法.首先,将新增加的自由度通过Guyan缩减方法凝聚到原始自由度上,形成凝聚方程. 其次,用迭代组合近似方法求出原始自由度的近似位移,从而求出原结构自由度的位移. 新增加自由度的位移可以通过恢复得到. 通过板结构的加筋布局优化设计的数值例子表明,该方法对拓扑修改较大时仍可得到满意的结果.     

利用导重法进行结构拓扑优化

介绍了导重准则法基本原理并将其应用于杆系结构及连续体结构拓扑优化。对于重量约束结构性能最优化和多性态约束结构重量最小化问题的连续结构拓扑优化问题,详细推导了导重法与变密度SIMP(Solid Isotropic Microstructure with Penalization)法相结合的更加规范的全新优化准则公式,并给出了相应的算例。计算结果表明,导重法不仅适用于传统的结构尺寸优化与形状优化,而且可很好地求解结构拓扑优化问题,并具有公式简单、通用性强、收敛速度快及优化效果好的优点。     

基于Lanczos算法的模态重分析法及其在车身结构设计中的应用

模态重分析是指在结构修改之后不需要重新求解广义特征值方程,仅需要根据初始计算结果对修改后的问题进行求解,并能够在保证精度的前提下,提高计算速度。随着结构复杂度和修正量的增加,传统重分析方法的求解精度和稳定性随之下降。为此,利用初始结构模态分析结果,结合Lanczos算法和投影技术,采用缩减基方法求解修改结构的特征值和特征向量,使其同时具备了Lanczos向量快速收敛的优点和基于全局近似的缩减基向量的高精度。为了验证该方法的性能和准确性,对本文方法基于扩展基向量和瑞利-里兹分析的模态重分析法以及改进的单步摄动瑞利商逆迭代法进行了测试。测试结果表明,该方法具有最高的计算精度。同时,将该方法成功用于车架和车门的前期设计中,计算结果表明,该方法具备处理计算规模大、拓扑修改变化量大的结构分析问题的潜力。     

桁架结构重分析的一种新方法

本文依据有限元的原理,建立了杆单元基本位移的计算方法,给出了在桁架结构拓扑优化重分析中的新方法,该方法将优化计算的结构设计变量与性态参数之间的关系以显式的形式表达出来,故在结构拓扑优化过程中,不需要再反复地用有限元方法对新产生的拓扑结构进行重分析,节省了大量的计算时间,同时,由于采用了相对基础结构的基本位移修正的方法,不仅减少计算的累积误差,也避免了由于可能出现的几何可变情况而使拓扑优化计算过程中     

非线性结构动力学瞬态分析的摄动法

在用直接积分法求解非线性结构的动力响应时,常常需要做迭代运算。本文引入摄动方法后,加快了收敛速度,提高了计算效益。     

摄动有限元法在结构动力模型修改中的应用

本文将摄动理论与有限元法相结合,提出了用于小变参数结构分析的摄动有限元法(P-FEM),导出了在结构参数发生小变化的情况下,结构摄动单元矩阵的一般公式及结构的动特性随结构参数变化的二阶渐近展开式,并将这一结果运用于结构的动力模型修改中,提出了一种新的适合于工程应用的结构动力模型修改方法,把这一方法应用于实际的复杂结构动力模型修改中,获得了十分满意的结果.     

结构动力重分析的子结构有理逼近

在基于子结构灵敏度综合的结构动力重分析方法的基础上,应用向量值函数有理逼近,提出了一种新的结构动力重分析方法。子结构方法的应用,有效减少了结构自由度数目,达到了减少计算量的目的。将向量值函数有理逼近应用于截断的Taylor级数,提高了计算精度,扩大了收敛范围,适用于结构作大修改的情形。数值算例表明,所提出的方法对结构参数发生大修改能够有效降低Taylor级数截断的误差,给出高精度的逼近结果。     

连续体结构拓扑优化的节点独立连续映射法

提出基于节点拓扑变量的独立连续映射连续体结构拓扑优化方法,将常规ICM中基于单元拓扑变量描述改进为基于节点拓扑变量描述,通过单元形函数插值保证了拓扑变量场的连续性.引入拓扑变量和设计变量倒数关系,根据复合函数链式求导法则,推导了各类结构响应量的敏度分析公式.以位移约束问题为例,遵循ICM法建模方式建立了连续体结构拓扑优化模型.基于数字图像处理过滤技术,提出两种改进的过滤方式以消除数值不稳定性现象.最后通过二维拓扑优化数值算例证明方法和模型的可行性和有效性.     

对应用于二维动态测试的偏振云纹干涉法的一个改进

利用光的偏振原理可以将云纹干涉法中U、V场条纹分离并同时记录,从而实现二维动态测试.然而在目前的常规方法中,普通光栅和偏振片分别作为分光器和光滤波器使用,可能会造成两个条纹场的对比度及亮度不一,影响其质量,并且对光学器件的定位提出较高的要求,造成应用上的不便.本文提出用Wollaston棱镜来替代光栅和组合光滤波器,不但有利于提高条纹质量,而且使得操作大为简便,有利于该方法的工程应用和仪器化.本文同时给出了改进后的该方法的具体应用和操作上的要点.     

无拉力Winkler地基梁静力分析的线性互补法

提出了无拉力Ｗｉｎｋｌｅｒ地基梁弯曲的线性互补法．将地基反力作为未知量而获得了一组地基与梁之间相对竖向位移和反力的线性互补方程．计算结果表明本文解与文［２，３］解吻合良好。     

激光陀螺惯性导航系统静态校准方法的研究

介绍了激光陀螺惯性导航系统（ＬＩＮＳ）的误差模型，研究了一种多位置的静态校准方法，通过旋转一个位置分离一个主要变量的方法，逐次分离出加速度计和陀螺的零偏、标度因数误差及不正交角共２０项误差系数并加以补偿。实验研究表明，本方法的校准精度较高，而且时间较短。     

非线性非自治系统拓扑结构分析的能量法

利用能量原理,提出一种以能量为状态参数的分析非线性非自治系统拓扑结构的定性方法。分析了能量参数确定系统状态的唯一性,揭示了能量方法的正确性和有效性以及反映系统运动状态信息的丰富性。以非自治Duffing方程为对象,采用能量状态参数,应用提出的能量方法在相空间和运动空间展开了一般的定性分析,给出了能量相图和能量时间历程、能量Poincaré截面图、能量参数分岔图,分析了其中呈现出的运动规律和捕捉到的有价值信息,并与现有的方法进行了比较。     

Interval Arithmetic and Static Interval Finite Element Method

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｎｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｄｅｓｉｇｎｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ,ｓｏｍｅｕｎａｖｏｉｄａｂｌｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｉｅｓ ,ｓｕｃｈａｓｔｈａｔｏｆｍａｔｅｒｉａｌａｎｄｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ,ｌｏａｄｓ ,ａｎｄｓｏｏｎ ,ｓｈｏｕｌｄｂｅｒｅａｓｏｎａｂｌｙｔａｋｅｎｉｎｔｏａｃｃｏｕｎｔ.Ｉｎｔｈｅｐａｓｔｄｅｃａｄｅｓ,ｔｈｅｓｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｉｅｓｗｅｒｅｍｏｓｔｌｙｔｒｅａｔｅｄｗｉｔｈｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｔｈｅｏｒｙｏｒｒａｎｄｏｍｐ…     

Development of the Boundary-Element Method for Three-Dimensional Problems of Static and Nonstationary Elasticity

The boundary-element method (BEM) applied to three-dimensional problems in the linear theory of elasticity is analyzed. The solutions of test problems for spherical and cubic cavities are used as examples to consider the basic aspects and difficulties of applying the traditional BEM to static and nonstationary three-dimensional problems. It is established that using Chebyshev polynomials in the Gaussian quadrature formula to evaluate the singular segments of surface integrals reduces the computation time by a factor of 2 to 3 without loss of accuracy compared with the traditional Gauss–Legendre formula. BEM-based approaches are proposed to solve three-dimensional problems in the linear theory of elasticity     

单光束错位云纹干涉法测三维位移导数

本文提出了一种单光束错位云纹干涉法.该方法可以实现实时测量,并可自动消除刚体位移的影响.该方法可被用于现场和动态测量.     

A Method for Topological Optimization of Structures with Discrete Variables under Dynamic Stress and Displacement Constraints

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｂａｓｉｃｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｔｏｐｏｌｏｇｙｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｉｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｇｒｏｕｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｍｅｔｈｏｄ .Ａｓｅｔｏｆｎｏｄｅｓｉｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｇｉｖｅｎｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ,ｌｏａｄｃａｓｅｓａｎｄｏｔｈｅｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ.Ｔｈｅｎｏｄｅｓａｒｅｌｉｎｋｅｄｂｙｍｅｍｂｅｒｓｔｏｆｏｒｍｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｇｒｏｕｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅ .Ａｌｌｔｏｐｏｌｏ…