基于非概率模型的结构可靠性优化设计

结构设计受控于诸多因素的不确定性。基于可靠性方法的优化设计是结构设计的合理途径。不确定结构的可靠性优化设计，通常是用概率模型求解。但概率模型的应用是以有足够的数据信息为基础的。且结构的概率可靠性优化设计通常计算量很大，设计效率低。本文基于不确定性的凸集模型描述，提出了一种不同的基于非概率可靠性的结构优化设计模型。它只需知道不定参量的界限，而不要求其分布型式。可显著降低可靠性优化的计算工作量。且由于对初始数据的要求低，具有较强的适用性。实例计算表明文中方法是实用和有效的。     

WKBJ近似保辛吗?

WKBJ短波近似是最常用的有效求解方法之一。保守体系的微分方程可用Hamilton体系的方法描述，其特点是保辛。保辛给出保守体系结构最重要的特性。但WKBJ短波近似却未曾考虑保辛的问题。本文给出验证近似解保辛的条件，并指出WKBJ近似难于保辛。然后给出正则变换的摄动保辛方法。数值例题展示了提出的保辛算法的有效性。     

2007年激光市场和技术

本文叙述了2007年激光市场及相关的技术状况。2007年的激光市场规模预计为60亿美元，比去年增加8%。半导体激光器的销售额占总数的一半以上。半导体激光器的主要应用是光学数据储存和长途光通讯。非半导体激光器具有比较强大的激光能力和广泛的应用，但是比较复杂。非半导体激光器主要用于与半导体及汽车商业有关的材料加工。非半导体激光器的第二个用途是与整容化妆有关的医学治疗。光纤激光器是最有魅力的非半导体激光器。     

七十年代的传热学(续)

下面根据传热的机理将传热研究课题进行分类。当然,每种分类法都具有一定的任意性,并且有些是重复的。下面所提的各个项目都尽可能构成严格的研究课题。为便于查阅,大部分项目都注明应用分类的原编号(A,B,C,……)。这种按传热机理分类法可能给人们一种错觉,以为各种类型的传热方式都是独立存在的。事实上,在一个实际的传热问题里,往往有多种类型的传热过程同时存在。所以,希望读者不致在这方面产生误会。下面的排列次序先后并不表示课题的重要与否。     

用空气喷射装置阵低导管螺旋浆空泡噪声的研究

本文介绍用人工喷入空气的方法降低导管螺旋浆空泡噪声的试验和理论研究。文章报告了模型试验装置和试验结果。试验表明,这种装置在1KHZ～40KHZ的频率范围内可使噪声降低。5db～20db。文章详细分析了喷气降噪的机理。通过计算发现,它与试验结果相当一致。从而说明人工喷气是大幅度降低螺旋浆空泡噪声的最有希望的方法。     

短波近似的保辛算法

WKBJ短波近似是最常用的有效求解方法之一。保守体系的微分方程可用Hamilton体系的方法描述,其特点是保辛。保辛给出保守体系结构最重要的特性。但WKBJ短波近似却未曾考虑保辛的问题。WKBJ近似可用自变量坐标变换,然后再给出其保辛摄动。数值例题展示了本文变换保辛算法的有效性。     

非线性方程的保辛近似算法

保守体系的微分方程可用Hamilton体系的方法描述,其特点是保辛。两个辛矩阵之和不能保辛,两个辛矩阵的乘积仍是辛矩阵。最常用的小参数摄动法用的是加法,因此对辛矩阵不能保辛。从保辛的角度,要用正则变换。本文针对非线性微分方程,运用自变量坐标变换,对原系统进行变换。由此推导出变换后系统的变分原理。引入Hamilton对偶变量,通过数学变换,得到变系数非线性方程。针对该方程,本文提出了保辛摄动算法。通过数值算例,对不同步长下,保辛摄动法、多尺度摄动法、龙格库塔法和精确解的结果做了比较。数值例题表明,对于非线性方程,本文提出的保辛摄动算法有良好的精度。在步长增大的情况下,保辛摄动保持了良好的稳定性。     

不同材料交界面上接触应力的有限元分析

工程中有许多不同材料组成的结构。对这类复合结构，正确计算材料交界面上的接触应力是非常重要的。通常的位移有限元法得到的应力是不连续且欠准确的。本文提出了一种新的用于不同材料交界面处的接触单元。应用虚位移原理和结合考虑材料交界面上的约束条件，文章建立了接触单元的刚度矩阵和等效荷载向量。该单元具有算法简单，程序容易实现的优点。计算实例证实了该单元的实用性和可靠性。     

非线性动力系统中的分形,混沌及其应用

本文讨论了非线性动力系统和应用的有关问题。首先涉及到的是分形、多重分形理论的创立和它们的特征以及它们研究对象。定量刻划分形形的参数是分维。系统的浊尾为来自于系统中的非线性。分形几何是描述混沌现象的数学工具之一。在应用方面，时间序徇分析和处理是一个典型问题。在拓扑几何学的支持下，利用非线性系统的几何吸引子在一维时间轴上的测量值，可重构与原系统拓扑等价的非线性动力系统。最后，在自动控制中。利用混沌系统     

爆炸衬砌试验研究

给出了爆炸衬砌的定义。介绍了爆炸衬砌技术的施工工艺和衬砌机理。推导出爆扩料仓半径的计算公式。分析了爆炸对周围土壤物理、力学性质的影响。指出装药药量及其在料仓中的位置是影响衬砌效果的重要因素。研究结果表明 ,砂浆衬砌外侧存在一个抗剪强度明显高于原状土体的土质外衬。爆炸衬砌在地下土层中形成的是一个砂浆与土体的复合衬砌。     

参数激励与强迫激励联合作用下非线性振动系统的分叉

本文利用多尺度法研究了参数激励与强迫激励联合作用下非线性振动系统的分叉问题,给出了分叉集和八种分叉响应曲线。     

水轮发电机定子系统电磁激发参强联合共振

分析了水轮发电机定子系统的参、强联合共振,求得了稳态响应的分岔方程,进行了奇异性分析,揭示了一些新的规律和现象。给出了物理参数平面上的转迁集与分岔图,便于工程实际参考使用本文的分析结果。     

PARAMETRIC VARIATIONAL PRINCIPLE BASED ELASTIC-PLASTIC ANALYSIS OF COSSERAT CONTINUUM

A new algorithm is developed based on the parametric variational principle for elastic-plastic analysis of Cosserat continuum. The governing equations of the classic elastic-plastic problem are regularized by adding rotational degrees of freedom to the conventional translational degrees of freedom in conventional continuum mechanics. The parametric potential energy principle of the Cosserat theory is developed, from which the finite element formulation of the Cosserat theory and the corresponding parametric quadratic programming model are constructed. Strain localization problems are computed and the mesh independent results are obtained.     

基于参数变分原理的Cosserat连续体弹塑性分析

基于参数变分原理,提出了Cosserat模型弹塑性计算的算法,给出了基于Cosserat理论的参数最小势能原理,基于所提出的变分方程,建立了Cosserat理论弹塑性分析的参数二次规划模型,进一步将算法应用于平面应变软化问题计算中,获得的结果具有良好的非网格依赖性.     

Stochastic stability of quasi-integrable and non-resonant Hamiltonian systems under parametric excitations of combined Gaussian and Poisson white noises

A procedure for calculating the largest Lyapunov exponent and determining the asymptotic Lyapunov stability with probability one of multi-degree-of-freedom (MDOF) quasi-integrable and non-resonant Hamiltonian systems under parametric excitations of combined Gaussian and Poisson white noises is proposed. The averaged stochastic differential equations (SDEs) of quasi-integrable and non-resonant Hamiltonian systems subject to parametric excitations of combined Gaussian and Poisson white noises are first derived by using the stochastic averaging method for quasi-Hamiltonian systems and the stochastic jump-diffusion chain rule. Then, the expression for the largest Lyapunov exponent is obtained by generalizing Khasminskii's procedure to the averaged SDEs and the stochastic stability of the original systems is determined approximately. An example is given to illustrate the application of the proposed procedure and its effectiveness is verified by comparing with the results from Monte Carlo simulation.     

基于流形切空间插值的折叠翼参数化气动弹性建模

变体飞行器的气动弹性力学建模是当前先进飞行器设计的研究热点和难点. 然而传统的气动弹性动力学建模方法对于具有结构参变特性的变体飞行器气动弹性力学研究存在建模效率低、计算复杂等问题. 本研究提出了一种基于流形切空间插值的可折叠式变体机翼参数化气动弹性建模方法. 首先, 该方法建立若干个典型折叠角下的折叠翼结构有限元模型, 通过流形切空间插值方法建立折叠翼参数化结构动力学模型. 其次, 采用偶极子网格法得到参数化非定常气动力模型, 进而建立气动和结构相互耦合的折叠翼参数化气动弹性模型. 为了验证该参数化建模方法在折叠翼气动弹性分析中的准确性, 本文以一小展弦比折叠翼为研究对象, 从折叠翼自由振动时的参变模态特性、颤振边界预测两方面进行了算例验证, 并与直接计算方法进行了对比, 进一步验证了参数化气动弹性模型的有效性. 研究结果表明, 该参数化气动弹性模型对上述两类问题的计算精度与直接计算方法一致, 并且有着计算效率更高的优势.      

几类非线性系统平稳随机响应的概率密度

本文考虑非保守力依赖于系统能量的非线性系统,构造了四类这种系统对白噪声外激与/或参激的平稳响应的精确概率密度,讨论了存在平稳响应的条件。同时指出,迄今为止已有的非线性系统平稳随机响应的精确解皆属本文给出一般结果的特殊情形。最后还给出几个例子说明一般结果。     

参数振动系统响应的频谱成分及其分布规律

采用Sylvester理论和Fourier级数展开方法分别研究了参数振动系统自由响应和强迫响应的频谱特性(频谱成分及其分布规律),讨论了系统稳定性和阻尼对于频谱幅值的影响,并给出了系统外激励共振条件.理论研究结果表明:由于参数激励作用使得系统响应具有多频特点,这些频谱成分与系统固有频率、参数激励频率和外激励频率具有密切联系,而且其在频域分布也呈现出一定的规律.此外,参数振动系统具有多个外激励共振点,除了外激励频率等于系统固有频率将发生共振外,当外激励频率等于系统固有频率和参数激励频率的组合值时,同样将发生外激励共振现象.     

MULTI-PULSE ORBITS AND CHAOTIC DYNAMICS OF A COMPOSITE LAMINATED RECTANGULAR PLATE

This paper presents an analysis on the nonlinear dynamics and multi-pulse chaotic motions of a simply-supported symmetric cross-ply composite laminated rectangular thin plate with the parametric and forcing excitations. Firstly, based on the Reddy’s third-order shear deformation plate theory and the model of the von Karman type geometric nonlinearity, the nonlinear governing partial difirential equations of motion for the composite laminated rectangular thin plate are derived by using the Hamilton’s principle. Then, using the second-order Galerkin discretization, the partial differential governing equations of motion are transformed to nonlinear ordinary differential equations. The case of the primary parametric resonance and 1:1 internal resonance is considered. Four-dimensional averaged equation is obtained by using the method of multiple scales. From the averaged equation obtained here, the theory of normal form is used to give the explicit expressions of normal form. Based on normal form, the energy phase method is utilized to analyze the global bifurcations and multi-pulse chaotic dynamics of the composite laminated rectangular thin plate. The theoretic results obtained above illustrate the existence of the chaos for the Smale horseshoe sense in a parametrical and forcing excited composite laminated thin plate. The chaotic motions of the composite laminated rectangular thin plate are also found by using numerical simulation, which also indicate that there exist different shapes of the multi-pulse chaotic motions for the composite laminated rectangular thin plate.     

Parametric open-plus-closed-loop control of chaos in continuous dynamical systems

This paper presents a parametric open-plus-closed-loop control approach to controlling chaos in continuous dynamical systems. As an example, chaos in the Lorenz model is controlled to demonstrate its application. Finally, the relations between the parametric open-plus-closed-loop control and the former control methods, such as the open-plus-closed-loop control and the parametric entrainment control, are discussed.Supported by the Science Foundation of the State Education Commission for Doctorate Program, and the Applied Science Foundation of the State Ministry of Metallurgical Industry.