基于共轭梯度法带隔板连续薄壁直箱位移参数的动态Bayes估计

推导了简支薄壁直箱有限条元控制方程,并结合柔度理论解决了带隔板连续薄壁直箱的超静定问题.基于Bayes定理,建立了带隔板连续薄壁直箱位移参数的动态Bayes误差函数,推导了相应的位移参数计算公式,并应用共轭梯度法研究了带隔板连续薄壁直箱位移参数的动态Bayes估计方法,同时给出了连续薄壁直箱位移参数的具体估计步骤,编制了相应的计算程序.通过典型算例分析可知,联合有限条元法和共轭梯度法进行带隔板连续薄壁直箱位移参数的动态Bayes估计是可行的,只需利用若干测点位移印能同时进行多参数估计,且先验信息合理时,迭代过程稳定地收敛于位移参数实际值.     

多室弯箱力学参数的非线性动态Markov优化识别研究

对于多室弯箱结构,基于误差理论建立了多室弯箱力学参数的非线性动态Markov误差函数和方差计算公式,并根据正交函数系理论推导了固体壳单元计算列式;利用直接优化理论研究了多室弯箱力学参数的动态识别方法,其中最优步长采用一维自动寻优方案确定。同时给出了多室弯箱力学参数的非线性动态Markov优化识别的具体步骤,并研制了相应的计算程序。研究结果表明:基于正交函数系理论构造的固体壳单元是正确的;动态误差函数能同时考虑多位移考察点和多量测次数的系统响应信息;直接理论用于多室弯箱力学参数的非线性Markov优化识别时表现出良好的数值稳定性和收敛性,具有较高的计算效率。     

带柔性隔板弯曲连续箱梁有限条法分析

本文利用凝聚矩阵求隔板与箱联结点赘余力,进而分析带柔性隔板的曲线连续箱梁及其隔板的内力,并对刚、柔性隔板与无隔板多跨曲箱梁以及直条法与曲条法进行分析比较,表明本文计算结果是令人满意的,从中得到有关结论。     

带柔性隔板弯曲连续箱梁有限条法分析

本文利用凝聚矩阵求隔板与箱联结点赘余力，进而分析带柔性隔板的曲线连续箱梁及其隔板的内力，并对刚、柔性隔板与无隔板多跨曲箱梁以及直条法与曲条法进行分析比较，表明本文计算结果是令人满意的，从中得到有关结论。     

界面连接刚度参数辨识的子结构分析法

以试验模态参数为基础,提出一种通过特征方程反问题辨识子结构界面连接刚度参数的子结构分析法。新方法以子结构动柔度矩阵特征方程为基础,建立求解界面结点内力和位移的方程,从而由子结构内部结点可测自由度上的位移用广义逆理论估计界面结点内力和位移。并通过迭代修正内部结点可测自由度上的试验值,以提高界面内力和位移的估计精度。最后通过连接子结构刚度矩阵建立的平衡方程求解相应的刚度参数。文中以太阳电池阵板间铰链副刚度参数辨识为例,将铰链副简化为两端结点各有6个自由度的弹簧连接元,考虑到自由度之间的耦合,推导了连接元的刚度矩阵。用上述方法辨识了铰链副6个自由度的刚度参数,得到满意的辨识结果。     

简支梁振台的理论解及位移测试

利用由机械振动理论推导出的等截面简支梁的理论解,推导出了带集中质量的简支梁振动台的理论解,并通过分析动态条件下简支梁的位移与应变之间的关系,证明了:在动态条件下梁的位移与应变之间存在很好的正比关系。利用梁的位移与应变之间正比关系,如果在梁上适当位置粘贴应变片,通过测试应变就能准确地测得梁的动态位移。本文通过实例证明了该方法确实可行,理论解与实测结果非常吻合。这为简支梁的动态测试提供了有效而简便的方法。     

带弹性隔板的矩形贮箱中流弹耦合振动问题

研究了带弹性隔板的部分充液的矩形贮箱中液体晃动与弹性隔板振动的耦合问题．对防晃板的上下两部分中的液体分别采用不同的速度势函数,确定了双势函数满足的复杂边界条件和防晃板振动满足的边界条件,采用能量法导出了耦合频率的方程;通过数值计算得到了基频随隔板位置及刚度变化规律．     

复合材料箱型结构的屈曲性态研究

采用带旋转自由度参数C^0类板（壳）单元，研究复合材料箱型结构的初始屈曲性态，在推导单元几何刚度阵时，同时考虑出平面位移和面内位移对膜应变的影响；着重讨论了不同材料正方形截面梁的长细比与欧拉临界力的关系，复合材料典型盒段的截面形式和铺设角，铺设次序对初始屈曲性态的影响。     

退役单基药的冲击起爆特性

为了研究退役单基药的冲击起爆特性,参照GJB772A-97中卡片式隔板法实验方法,分别开展了退役单基药的连续爆速实验、冲击波感度实验及锰铜压力计实验,观测了其冲击起爆的爆轰建立过程,得到了临界隔板值以及临界起爆压力。在连续爆速实验中,隔板厚度为50 mm时,观察到了退役单基药反应冲击波不断增长的过程,并在90mm处转变为爆轰; 在冲击波感度以及锰铜压力计实验中,测得其临界隔板厚度为50~52 mm,临界起爆压力为1.35~1.49 GPa。对退役单基药的冲击起爆过程进行了数值模拟,结合三种实验的实验结果,标定了其点火增长模型反应速率方程参数。     

倒三角形荷载下双重弯剪型结构的位移计算方法

为了研究双重弯剪型结构承受倒三角形荷载的位移计算方法,在前期研究工作基础上,首次推导出倒三角形荷载下双重弯剪型结构中两个子结构的弯曲变形、剪切变形、总水平位移的通用表达式,进一步完善了广义双重结构的位移计算理论.针对框架-密肋复合墙结构、框架-剪力墙结构的变形特点,由双重弯剪型结构的位移计算公式出发,推导出前两种结构承受倒三角形荷载时的特解与位移解析解,证明了:框架-密肋复合墙结构是双重弯剪型结构的一个子结构抗弯刚度趋于无穷大的具体表现形式;框架-剪力墙结构是双重弯剪型结构的一个子结构抗弯刚度趋于无穷大且另一个子结构抗剪刚度趋于无穷大的具体表现形式.本文对具有不同变形特征的双重结构位移计算方法的分析有助于从更高层面理解水平荷载下任意双重结构的变形规律及相互之间的关系.     

Dynamic Bayesian estimation of displacement parameters of continuous curve box based on Novozhilov theory

The finite strip controlling equation of pinned curve box was deduced on basis of Novozhilov theory and with flexibility method, and the problem of continuous curve box was resolved. Dynamic Bayesian error function of displacement parameters of continuous curve box was found. The corresponding formulas of dynamic Bayesian expectation and variance were derived. After the method of solving the automatic search of step length was put forward, the optimization estimation computing formulas were also obtained by adapting conjugate gradient method. Then the steps of dynamic Bayesian estimation were given in detail. Through analysis of a classic example, the criterion of judging the precision of the known information is gained as well as some other important conclusions about dynamic Bayesian stochastic estimation of displacement parameters of continuous curve box.     

Powell dynamic identification of displacement parameters of indeterminate thin-walled curve box based on FCSE theory

The FCSE controlling equation of pinned thinwalled curve box was derived and the indeterminate problem of continuous thin-walled curve box with diaphragm was solved based on flexibility theory. With Bayesian statistical theory,dynamic Bayesian error function of displacement parameters of indeterminate curve box was founded. The corresponding formulas of dynamic Bayesian expectation and variance were deduced. Combined with one-dimensional Fibonacci automatic search scheme of optimal step size,the Powell optimization theory was utilized to research the stochastic identification of displacement parameters of indeterminate thin-walled curve box. Then the identification steps were presented in detail and the corresponding calculation procedure was compiled. Through some classic examples,it is obtained that stochastic performances of systematic parameters and systematic responses are simultaneously deliberated in dynamic Bayesian error function. The one-dimensional optimization problem of the optimal step size is solved by adopting Fibonacci search method. And the Powell identification of displacement parameters of indeterminate thin-walled curve box has satisfied numerical stability and convergence,which demonstrates that the presented method and the compiled procedure are correct and reliable.During parameters’ iterative processes,the Powell theory is irrelevant with the calculation of finite curve strip element(FCSE) partial differentiation,which proves high computation effciency of the studied method.     

三维冲击荷载弹塑性弯曲裂纹张开位移

主要研究冲击载荷作用下的三维弹塑性弯曲裂纹尖端的张开位移问题．综合考虑了冲击作用应力,三维塑性区域边界上正应力与剪应力,利用二阶摄动方法计算了三维弹塑性弯曲裂纹尖端的张开位移．用数值解法计算出三维弹塑性弯曲裂纹尖端张开位移,作图分析了三维弹塑性弯曲裂纹尖端张开位移与三维裂纹体几何尺寸之间的变化关系．三维弹塑性弯曲裂纹尖端张开位移随着三维裂纹体厚度的增大而减小,随着三维裂纹体厚度的均匀增大,三维弹塑性弯曲裂纹尖端张开位移尺寸不断减小,减小的幅度越来越小,最终趋于平面应变状态下的弹塑性弯曲裂纹尖端张开位移尺寸．当三维裂纹体几何尺寸相同时,三维弯曲裂纹尖端动态张开位移随外部冲击载荷的不断增大而逐渐增大,三维弯曲裂纹尖端动态张开位移随动荷系数的增大而迅速增大,建立了一个计算三维弹塑性弯曲裂纹尖端动态张开位移的崭新理论模型．     

自然弯扭梁的非线性分析

研究了两端边界均为完全约束的自然弯扭梁在小应变，大位移和大转动情况下的非线性性质，并考虑了横向剪切变形和扭转翘曲变形的影响，分析中还包括了拉伸，弯曲和扭转的各种弹性耦合。由最小势能原理可以导出所给问题的平衡方程。这里欧拉角可以用来表示任意大的转动。该方法还可方便地推广到其他各种不完全约束边界的情况。此外，利用上述结果还可以得到该梁在小位移理论中的基本方程和有关公式。     

平弯圆弧连续梁的矩阵位移法

本从力法出发建立了平弯圆弧梁单元的刚度矩阵,通过矩阵位移法计算平弯圆弧连续梁,方法简便、易于编程,便于工程设计人员使用。     

Powell’s optimal identification of material constants of thin-walled box girders based on Fibonacci series search method

A dynamic Bayesian error function of material constants of the structure is developed for thin-walled curve box girders. Combined with the automatic search scheme with an optimal step length for the one-dimensional Fibonacci series, Powell’s optimization theory is used to perform the stochastic identification of material constants  of the thin-walled curve box. Then, the steps in the parameter identification are presented. Powell’s identification procedure for material constants of the thin-walled curve box is compiled, in which the mechanical analysis of the thin-walled curve box is completed based on the finite curve strip element (FCSE) method. Some classical examples show that Powell’s identification is numerically stable and convergent, indicating that the present method and the compiled procedure are correct and reliable. During the parameter iterative processes, Powell’s theory is irrelevant with the calculation of the FCSE partial differentiation, which proves the high computation efficiency of the studied methods. The stochastic performances of the system parameters and responses are simultaneously considered in the dynamic Bayesian error function. The one-dimensional optimization problem of the optimal step length is solved by adopting the Fibonacci series search method without the need of determining the region, in which the optimized step length lies.     

基于压电曲壳单元的结构振动最优控制

曲壳结构已广泛应用于航空航天、航海等领域,结构微小的振动会极大地影响部件性能,抑制曲壳结构的振动就很必要。提出了压电曲壳结构的振动最优控制模型,利用空间曲壳单元理论及多点约束方程实现曲壳基结构壳元和压电壳元的耦合,推导了压电曲壳结构动力学有限元方程,并结合线性二次型最优控制理论,实现了压电作动器对曲壳结构的振动最优控制。数值算例表明,对曲壳结构进行动力分析和振动控制时,在达到同样精度及控制效果的情况下,与平壳相比,曲壳单元及作动器所需数目要少得多。     

低重环境下俯仰运动圆柱贮箱内液体晃动

考虑低重环境下由于表面张力的影响使得圆柱贮箱内液体呈现弯曲自由液面的情况,以俯仰激励下液体晃动的占优模态振型函数为晃动速度势的基函数,利用傅里叶-贝塞尔级数对贮箱受俯仰激励时的自由液面处的运动边界条件进行展开,得到能描述晃动系统本质的广义状态方程,并分别给出了固有频率、晃动波高、晃动力和晃动力矩等晃动特征的计算方法. 通过具体算例得到了俯仰激励下贮箱内液体晃动特征的动态响应,同时验证了文中方法的收敛性、可行性和正确性.