飞行物体受瞬态荷载作用的精细逐步积分

当前的精细逐步积分方法不能直接处理具有刚体自由度结构的瞬态响应计算。本文就此提出了应对策略，仍然可用较大的步长而获得精确解答。     

移动简谐荷载作用下桥梁响应的高效计算

在计算移动荷载过桥问题中广泛使用的Newmark方法必须在每一时间步内限制荷载的大小和作用位置都不能改变。精细积分法虽然允许荷载的大小在每一时间步长内发生变化,但是仍假定其作用位置是不变的,未能采取措施以描述荷载沿着桥面的连续移动性。本文提出三种精细积分格式,在每一时间步内不但允许移动荷载的大小按简谐规律连续变化,而且模拟了简谐荷载在空间域的连续移动。通过与Newmark方法和简单问题的解析解进行数值比较,表明用本文提出的方法可以用较粗的结构单元和较大的时间步长而获得很高的计算精度。在精度相同的前提下,计算效率比Newmark方法可提高1~2个数量级。     

受非均匀调制演变随机激励结构响应快速精确计算

本文假定结构受到非均匀调制的演变随机激励，亦即其调制函数是时间与频率二者的函数，导出了有关的虚拟激励算法，并采用精细逐步积分格式，进行时变功率谱计算，获得了很高的计算效率和精度。     

列车荷载作用下黏弹性半空间体的随机动力响应Dynamic response of viscoelastic half-space subjected to train loads

针对列车荷载作用下黏弹性半空间体响应的问题，利用虚拟激励法将系统的随机分析转化为确定性分析。根据列车荷载构造了相应的虚拟激励形式，通过傅里叶积分变换法把半空间体控制方程转入波数‐频率域，并推导获得了系统虚拟响应的积分形式解。当相速度接近或大于瑞利波速时，积分形式解中被积函数往往具有奇异性和高振荡性，使得数值计算相当困难。对此，将被积函数图形化以确定函数的积分限，并通过自适应数值积分算法解决被积函数的振荡性。数值算例中，进行了随机列车荷载作用下半空间体的响应分析，讨论了荷载移动速度及频率等参数变化对响应的影响，给出了响应的时间和空间分布规律。本文方法可进一步推广至移动矩形荷载等载荷模型，对移动荷载作用下环境振动行为预测具有很好的借鉴意义。     

基于首次超越理论的高层隔震结构基础提离易损性分析

针对基础隔震的高层建筑,基于首次超越理论,计算了各个隔震支座在非平稳随机激励下发生基础提离破坏的易损性曲线。隔震结构采用三维有限元建模,隔震支座采用Bouc-Wen模型,经过等效线性化后,应用虚拟激励法求得结构的随机响应。讨论了隔震支座的阻尼比、屈服力以及地震动输入方向对隔震支座易损性曲线的影响。研究发现:增加隔震支座的阻尼比或是增加隔震支座的屈服力都会使得隔震支座发生基础提离的破坏概率增加,地震动的输入方向对隔震支座基础提离易损性曲线影响十分显著。     

车辆-轨道系统垂向随机振动的辛方法分析

将轨道视为无限长的周期结构，建立车辆轨道垂向耦合模型. 使用虚拟激励 法将随机的轨道不平顺激励转化为确定性的简谐激励，再用辛数学方法求解轨道结构的频率 响应特性和耦合系统的响应功率谱. 整个计算模型只有26个自由度，求解过程快速而精确. 数值算例中，将该方法与常规有限元方法进行了比较，验证了方法的高效性和正确性, 讨论了车辆速度对系统随机响应的影响.     

等离子体表面梯度硅沉积对环氧树脂电气性能的影响

环氧树脂作为常见的绝缘材料,在高压直流电场作用下易在其表面积累电荷,发生电场畸变,导致材料绝缘性能下降,影响电力系统运行可靠性。为改善气固界面的电荷特性和绝缘性能,在大气压等离子体射流技术的基础上,对环氧树脂表面进行等离子体梯度硅沉积处理。对改性前后环氧树脂表面理化特性、表面电导率、表面电荷消散和沿面耐压特性进行了多参数测量。实验结果表明,梯度改性对材料表面的物理形貌和化学组分均有明显影响,不同区域的电导率实现了梯度分布,加快了表面电荷消散速度,表面陷阱能级变浅;梯度改性后的样品沿面闪络电压提升幅度可达30.16%。通过等离子体表面梯度硅沉积处理能够改善环氧树脂表面电气性能,在高压直流设备的绝缘设计方面具有广阔的应用前景。     

一种声学炸点测量系统的设计及应用

针对常规兵器试验测试领域全天时地面炸点测试问题,设计并开发了一种由对讲机、数据采集卡构建的声学炸点测试系统。系统采用遥控装置解决测量分站对讲机的发射控制问题,中心站以多对讲机作为信号接收装置,采用同步数据采集卡实时采集回传的声信号。提出并实现了一种基于爆炸能量边沿识别的时延估计技术,用于后期数据处理和炸点坐标计算。试验结果表明该系统可以实现兵器试验爆炸点的声学定位,系统开发周期短、可靠性高、适应性强,具有一定实用性和推广价值。     

车辆随机振动功率谱分析的虚拟激励法概述

车辆受到路面或轨道不平度激励会产生随机振动,对这类随机振动进行快速有效的分析对于提高车辆性能具有非常重要的意义.而这类随机振动的分析,历来都只能将车辆模拟为自由度很低的弹簧质量体系,其计算精度难于保证.特别在需要计算疲劳应力集中的情况,需要使用网格很密的有限元模型,计算困难就更为突出.此外,在考虑多个车轮受到路面随机激励时,就更难应用效率相对较高的频域分析来计算车辆的随机振动;而只能借助于一条或几条路面不平度样本,让车轮在上面移动,借助数值积分工具而粗略地得到随机响应的统计特性.效率很低而且精度不高.虚拟激励法对于克服上述困难具有很好的效果;目前已在我国的汽车、火车、磁浮列车等领域获得日益广泛的应用.该文对此作一概略的叙述.     

非参数概率系统非平稳随机响应研究

对复杂系统的测量和知识的有限性造成的不确定很难完全由随机参数模型进行描述,采用随机矩阵模型更具有一般性和合理性.本文应用随机矩阵模拟不确定线性动力系统有限元模型中质量阵、阻尼阵和刚度阵的概率不确定性.综合运用虚拟激励法和精细时程积分法建立了非参数概率系统非平稳随机响应的有效计算方法.数值模拟结果表明,对于高精度制造,模型的不确定性是不能忽略的.本文提出的算法为此类问题求解提供了一条有效途径.