考虑大变形的刚-柔耦合旋转智能结构动力学分析

基于Hamilton原理对带端部质量的刚柔耦合旋转智能结构建立了耦合的非线性动力学模型．根据一阶近似耦合（FOAC）模型理论,通过有限元方法,得到了系统的有限维模型．模型中考虑了轴向、横向位移和转动角度的非线性几何效应,以及压电材料和结构的大变形及离心刚化效应．在有限元模型的基础上,建立了3种实际系统模型方程,分别是无压电层的结构,有压电层开环状态和闭环状态．最后基于简化模型的仿真结果显示出有端部质量和没有端部质量的差异,智能结构梁在闭环和开环的差异,高速旋转梁的离心作用及结构外加电载荷的动力响应．     

Hamiltonian parametric element and semi-analytical solution for smart laminated plates

Based on the Hellinger-Reissner (H-R) mixed variational principle for piezoelectric material, a unified 4-node Hamiltonian isoparametric element of anisotropy piezoelectric material is established. A new semi-analytical solution for the natural vibration of smart laminated plates and the transient response of the laminated cantilever with piezoelectric patch is presented. The major steps of mathematical model are as follows: the piezoelectric layer and host layer of laminated plate are considered as unattached three-dimensional bodies and discretized by the Hamiltonian isoparametric elements. The control equation of whole structure is derived by considering the compatibility of generalized displacements and generalized stresses on the interface between layers. There is no restriction for the side-face geometrical boundaries, the thickness and the number of layers of plate by the use of the present isoparametric element. Present method has wide application area.     

基于压电智能结构的垂尾减振系统

以垂尾为研究对象,根据模态分析结果,将压电驱动和传感元件分为两 组,并以对称方式嵌入到垂尾中,为了解决驱动器的输出与参考信号相耦合导致的不稳定 问题,提出一种解耦的自适应前馈控制算法,设计了能够主动减振的垂尾系统,进而降低了 垂尾振动引起的疲劳损伤. 实验结果表明,该垂尾能够较好地抑制飞行过程中的振动.     

基于多智能体与GIS的城市土地利用动态模拟系统

以复杂适应系统理论为基础,通过集成多智能体、GIS和元胞自动机,建立城市发展模型。以Repast和ArcGIS为基础设计并实现了城市土地利用动态模拟系统,并以广州市番禺区为例进行了仿真实验。该系统能有效模拟和预测城市土地利用变化,可以为城市建设、管理和规划工作提供辅助决策支     

智能结构载荷识别的有限元反分析方法

利用阻尼最小二乘法建立了一种识别作用于结构上的载荷的大小和位置等参数的反分析方法。该方法能够根据结构中部分点的位移测量值进行载荷识别,并与有限元法和有限差分法相结合以增强它的适用性。算例表明该方法的有效性。     

空间展开折叠桁架结构动力学分析研究

本文以笛卡尔坐标系下节点自然坐标为未知量,建立了桁架结构系的基本运动力学方程,并首次推导出桁架结构中常用节点附加几何约束方程,相应约束Jacobi矩阵及其导数矩阵,采用奇异值分解法求约束Jacobi矩阵的零空间基和M-P广义逆,并由矩阵缩减法建立了带约束桁架体系的运动力学方程和求解方法。数值算例表明该方法适于可展折叠桁架结构运动力学分析。     

基于区间因子法的不确定性桁架结构动力响应分析

研究了不确定性桁架结构的动力响应分析问题.在桁架结构的物理参数、几何尺寸和荷载幅值均为区间变量时,从结构响应的Dulaamel积分式出发,利用区间因子法、区间运算和振型叠加法导出了结构动力响应区间变量的表达式.通过算例考察了结构参数和作用荷载的区间分散性对结构动力响应分散性的影响,经与蒙特卡洛数值模拟结果的比较,表明文中所提出的计算模型和分析方法的合理性和可行性.     

桁架结构非概率可靠性拓扑优化

考虑非概率可靠性的拓扑优化对于非确定参数和荷载条件下结构的概念设计具有重要意义,有关研究国内外少见报道.本文利用凸模型理论,考虑优化迭代过程的需要,提出改进的非概率可靠性指标的定义,并针对桁架结构拓扑优化设计问题建立了以杆件截面积为设计变量、结构重量极小化为目标、具有非概率可靠性指标约束的广义尺寸优化数学模型.本文指出,考虑桁架结构参数的不确定性的条件下所得到的最优杆件布局与确定性优化所得到的结果可能有显著不同.对文中提出的数学模型,采用数学规划算法求解,数值算例结果令人满意.本文工作表明了桁架结构非概率可靠性拓扑优化设计的可行性和所提出算法的有效性.     

云环境下的大规模线性有限元并行实现

针对Hadoop MapReduce框架实现迭代算法效率不高的问题,提出了基于Spark RDDs(Resilient Distributed Datasets)的大规模线性有限元并行算法,探索在云平台上有效地实现迭代算法。在Hadoop+Spark实验室集群上,通过空间桁架进行算例验证,并与基于Hadoop MapReduce的线性有限元并行算法进行性能比较。结果表明,在本文搭建的集群上,基于RDDs的并行算法能求解15000000个自由度的空间桁架问题,远大于Hadoop平台上的3000000个自由度;对于小模型,Spark可获得200倍以上的加速比,对于大模型,获得7~8倍加速比。     

基于用户需求的停车诱导方法研究

为了满足不同驾驶员对停车收费价格、停车场到目的地的步行距离以及社会对停车场的评价的用户需求,实现停车诱导系统与用户之间的互通,提出了一种基于用户需求的停车场选择的诱导方法,分析影响停车行为的各个因素,通过对目的地周边停车场选择,建立停车搜索模型,根据驾驶员的用户需求为其提供停车场优先决策方法,最后,利用模糊层次分析法讨论了模型的可行性。