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相似文献
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1.
结构静态拓扑重分析的摄动-Padé逼近法   总被引:1,自引:0,他引:1  
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.  相似文献   

2.
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。  相似文献   

3.
黄海  陈塑寰  孟光 《应用力学学报》2005,22(2):155-158,i001
讨论了矩阵摄动理论结合Padé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Padé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.  相似文献   

4.
楼梦麟  黄明开 《力学季刊》2006,27(4):615-620
本文应用直接模态摄动法建立了小开口弯曲型剪力墙和双肢弯曲型剪力墙动力特性近似分析方法,在这一方法中,以等截面均匀悬臂梁的正交模态函数为Ritz展开的基函数,把弯曲型剪力墙看作均匀悬臂梁的局部修改后的新体系,通过模态摄动原理,获得小开口弯曲型剪力墙和双肢弯曲型剪力墙振动模态的半解析解。算例结果表明模态摄动法能够简便地得到精度高的结构动力特性。  相似文献   

5.
本文给出了一种适用于迭代计算的矩阵摄动法,它是进行广义特征值问题Ax=λBx的摄动重分析的一种高精度算法,同时也可用于改进由其它矩阵摄动分析方法提供的近似解的精度。实际算例表明,当结构参数修改量不太大时,采用这种摄动迭代法进行特征值问题的精确重分析是十分有效的。  相似文献   

6.
任意非亏损系统特征灵敏度分析的直接摄动法   总被引:1,自引:0,他引:1  
本文发展了一种任意非亏损系统特征灵敏度分析的二阶段摄动法,将未摄动的问题的解作为零阶近似,把摄动影响作为摄动后问题的高阶修正,经过严格的数学推导,得到了支配高阶修正量的完全方程组。本方法无损知道摄问题的全部特征向量,仅需知被摄模态的特征对。本方法可处理被摄问题具有重特征值,甚至具有等导重特征值这一高度退化极难处理的情况。算例显示了本方法的正确性。  相似文献   

7.
区间参数结构的动力响应优化   总被引:3,自引:1,他引:2  
讨论区间参数结构的动态响应问题的区间优化方法.利用摄动理论和函数区间扩张,将区间优化问题转化为近似的确定性优化问题.由于区间设汁变量的中值和不确定性半径均可取作优化参数,昕以可得到比确定性优化更多的优化信息.将该方法应j用于桁架结构,算例表明该方法是有效的.  相似文献   

8.
摄动有限差分方法研究进展   总被引:17,自引:1,他引:16  
高智 《力学进展》2000,30(2):200-215
振动有限差分(PFD)方法,既离散徽商项也离散非微商项(包括微商系数),在微商用直接差分近似的前提下提高差分格式的精度和分辨率.PFD方法包括局部线化微分方程的摄动精确数值解(PENS)方法和摄动数值解(PNS)方法以及考虑非线性近似的摄动高精度差分(PHD)方法。论述了这些方法的基本思想、具体技巧、若干方程(对流扩散方程、对流扩散反应方程、双曲方程、抛物方程和KdV方程)的PENS、PNS和PHD格式,它们的性质及数值实验.并与有关的数值方法作了必要的比较.最后提出值得进一步研究的一些课题.  相似文献   

9.
本文首次提出了线化摄动理论的基本概念,根据这种理论,得到的未扰动解为方程的线化方程的解,该理论具有直接展开法的优点,又可以避免出现长期项,其摄动解对“小参数”的依赖性很小,并且其一阶近似具有很高的精度。  相似文献   

10.
金栋平 《力学学报》2023,(10):2373-2380
对于常微分方程描述的非线性振动系统,当采用摄动方法求近似解时,先是给出满足各阶近似解的二阶常微分方程组,继而依次对每一个常微分方程进行求解,以致多自由度非线性振动系统的求解过程相当繁琐.文章针对常微分方程表示的非线性振动系统,提出了一种求解非线性振动系统近似解的多项式向量方法,该方法将二阶常微分方程组表示成一阶状态方程组,将非线性部分写成常数矩阵和多项式向量之积的形式.然后,采用直接摄动方法,获得每个幂次近似解所满足的一组状态方程,此时状态方程的非线性部分成为常数矩阵和前一幂次近似解作为元素组成的多项式向量的乘积.进一步,借助Toeplitz矩阵将多项式向量之乘法表示成矩阵形式,以解决多项式相乘带来的幂次方系数的确定问题,再根据一阶非齐次方程组的求解方法,获得状态方程组的全部近似解析解.多项式向量方法将二阶常微分描述的非线性振动求解过程转换为一阶非齐次状态方程组的求解问题,计算过程主要是矩阵和向量之间乘法运算,提高了计算效率和程序化水平.  相似文献   

11.
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。  相似文献   

12.
结构静态拓扑重分析的迭代组合近似方法   总被引:9,自引:0,他引:9  
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.  相似文献   

13.
利用哈密顿算子辛自共轭的特点讨论了保守哈密顿体系的摄动问题,给出了哈密顿矩阵的本征值与本征向量的二阶摄动分析方法。即当系统在哈密顿框架下进行较小修改时,不重复求解大型哈密顿矩阵的本征问题,只需在原系统的模态参数基础上进行模态分析即可,这种矩阵摄动法给出了修改后矩阵的二阶本征值和本征向量,为一般线性保守体系的本征摄动求解提出了一个新方法。  相似文献   

14.
黄斌  张鹏 《计算力学学报》2005,22(6):767-770
提出了一种新的谱随机有限元分析方法——递推求解方法。该方法将随机结构的随机响应表示成非正交多项式展式,建立了和摄动法类似的一系列确定的递推方程,并通过确定性有限元方法对这些递推方程进行静力问题求解。算例表明,当随机量出现较大涨落时,计算结果相对于传统摄动法有不小的改进。  相似文献   

15.
在渐进结构优化方法中,单元密度的进化步长是获得全局最优解的关键因素之一。为了提高渐进结构优化方法的全局寻优能力,提出一种基于单元密度进化步长控制的双向渐进结构优化方法。该方法根据各单元对结构性能影响的权重系数,建立单元密度进化步长的控制模型以控制主/次要单元的删除速率和添加速率,减小灵敏度误差并抑制灰度单元的产生。在控制单元密度进化步长的基础上结合双向渐进结构优化方法中添加单元的特点,以避免由于误删单元导致优化失败。同时,采用灵敏度再分配技术抑制棋盘格式以获得更平滑的优化构形。最后,通过两个算例验证了本文方法能有效地通过控制单元密度进化步长提高全局寻优能力。  相似文献   

16.
在结构设计优化中经常将结构边界约束作为设计优化对象,结构边界约束的修改通常导致系统的求解规模发生改变,使得快速准确分析修改后结构的响应成为一个挑战。本文发展了逐次矩阵逆(SMI)方法,提出了一种适合各种结构边界约束(包括初始结构中的约束)修改的快速重分析算法。该方法利用边界约束修改后对应刚度矩阵的对称性,有效缩减了计算量。数值算例表明,本文方法能够快速给出精确的重分析结果。  相似文献   

17.
In this paper, a new technique is introduced by combining Homotopy perturbation method and modified Lindstedt-Poincaré technique to obtain the periodic solutions of certain non-smooth oscillators. In this technique, homotopy perturbation method is re-written in iterative form to linearize perturbation process by homotopy, and then, the modified Lindstedt-Poincaré method is utilized to obtain next approximation for each iteration step. We realize that this new technique works very well for the whole range of initial amplitudes, and the excellent agreement of the approximate frequencies and periodic solutions with the exact ones has been confirmed and discussed. Only one or two iterations lead to high accuracy of the solutions. The result obtained and comparison with analytical solution and different methods provide confirmation for the validity of the technique.  相似文献   

18.
基于混合能理论构造了二次规划问题求解的新算法,并在杆系弹塑性增量分析中进行了成功的应用。所提出的算法一改传统的对单一规划变量(如位移或应力等)的求解策略,将问题演变成混合变量的形式,在混合空间下对问题进行算法构造,使问题的下一个增量步的求解可以充分利用增量步前的信息,由此极大地提高了算法的求解效率,对杆系弹塑性问题的数值分析充分地证实了这一点。  相似文献   

19.
基于步长因子改进的导重法求解拓扑优化问题   总被引:1,自引:0,他引:1  
结合固体各向同性惩罚微结构模型SIMP(Solid Isotropic Microstructures with Penalization),将导重法用于求解拓扑优化问题。针对导重法迭代公式中步长因子的取值问题,提出两种变步长因子的控制策略,以结构最优性指标为参考,自动确定每步迭代的步长因子。同时引入密度补偿方法,以结构最优性指标为依据自动判断加入密度补偿的时机。利用经典拓扑优化算例,验证两种步长因子控制策略的优越性;通过细长梁算例,比较优化准则法OC(Optimality Criteria)和导重法的差异,分析对比两种步长因子控制策略施加密度补偿方法前后的计算结果。研究结果表明,两种步长因子控制策略能够取得更优解,有效提升求解效率;对于细长梁的拓扑优化问题,导重法求得的解较OC算法更具有全局性,优化效果更佳;密度补偿方法可进一步提升导重法的求解效率。  相似文献   

20.
功能度量法(PMA)由于其稳定高效的特点,适用于概率结构优化设计中概率约束的评定。PMA中改进均值法常用于求解概率功能度量,针对其求解高度非线性功能函数时出现周期振荡和混沌等不收敛现象,提出了一种新的共轭梯度步长调节法(CGS)。该方法基于RMIL共轭搜索方向和自适应步长调节策略提出,新的共轭搜索方向在保证收敛性的前提下加速了迭代进程,而自适应步长调节策略无需了解功能函数凹凸性及非线性程度等先验信息,无需确定步长的合适取值。通过限定步长准则自动选取初始步长,并随迭代过程不断调节,直至最终收敛。多个算例表明,与其他求解方法相比,本文的共轭梯度步长调节法更加高效且稳健。  相似文献   

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