参数概率灵敏度分析的神经网络方法及其应用

参数概率灵敏度分析是可靠性设计中非常重要的一项工作,它可以提供基本变量分布参数的变化引起可靠性的变化信息,为判断系统参数的重要性提供依据.本文将商用有限元计算.神经网络方法-Monte Carlo法相结合,基于这种快速响应模型的复杂结构可靠性分析方法,针对结构随机参数的概率灵敏度分析,提出一个考虑随机变量全局分散性的新...     

振动系统实模态参数灵敏度分析

1、引言国内外先后发展并加以应用的各种进行振动系统固有特性灵敏度分析的方法一般都是通过整个结构上各个部分的试探修改进行灵敏度数值计算,由此寻找出灵敏度较大的一些点。对于大型或复杂结构,这种大范围的搜索计算仍需很大的计算量,或者难以对整个结构进行完整的灵敏度分析,从而导致遗漏最灵敏点,影响灵敏度分析结果的可靠性,甚至使得分析工作失去意义. 本文根据实模态参数的矩阵摄动分析算式。对机械系统的无阻尼固有振频和固有振型随结构的质量和刚度变化的灵敏度分析,找出了结构修改的最灵敏点,得出了一系列有实     

高速转子动平衡中的灵敏度分析及其应用

研究了几种经典柔性转子高速动平衡方法,应用灵敏度分析技术对高速动平衡方法中平衡截面位置的选取原则进行了探讨。给出了在盘山电厂600MW汽轮机低压转子高速动平衡中的应用实例。     

结构局部非线性修改灵敏度分析及其应用

以线性系统的非线性修改方法为基础，导出了局部非线性振动的灵敏度分析方法；提出了灵敏度为指导的优化设计思想，并将其应用于大型结构上的局部非线性因素的优化设计。文中介绍一些典型非线性特征的数学描述。最后，本文以火炮结构中的炮口振动为例，提出在炮口处增设炮口减振器的设计思想，并用本文方法对炮口减振器的参数进行优化设计，得到满意的结果。     

工程结构优化的神经网络方法

本文阐述了神经网络优化计算的基本原理,构造了工程结构优化的神经网络模型。采用模拟退火技术进行模型求解,且巧妙地将退火温度Ｔ的倒数作为Ｌａｇｒａｎｇｅ乘子,以改善增广目标函数的收敛性。实例计算表明,由非线性模拟神经元组成的大规模并行、互连的网络在工程结构的优化设计中是可行且有效的。     

基于应力及其灵敏度的结构拓扑渐进优化方法

在导出应力灵敏度的基础上,建立了一种改进的基于应力及其灵敏度的结构拓扑双方向渐进优化算法．该方法是对传统ESO和BESO方法的改进和完善．算例表明该方法能较大程度减少解的振荡状态数,获得更佳的拓扑结构．具有概念上的简洁性和应用上的有效性。     

惯性平台台体结构实验模态参数识别及灵敏度分析

惯性平台台体的动态特性直接决定着惯性仪表的工作精度和可靠性，模态分析是研究机械系统动态特性的主要方法之一。在概述了实验模态分析理论的基础上，建立了某型号平台台体结构的实验模型，对其进行了实验模态分析。通过对实验结果与有限元计算结果比较，验证了有限元结果较为准确；同时针对结构存在的问题，通过灵敏度分析对结构的动力修改提出了改进意见。     

注塑模冷却系统灵敏度分析方法及应用

本文提出了利用灵敏度数值计算方法进行设计参数选择和修改的注塑模冷却系统设计方法和理论分析数学模型,并开发出了一个处于CAD环境中的冷却系统分析软件,为设计人员优化冷却管道布置、保证模具型腔表面温度分布均匀、减少塑件翘曲变形提供了科学依据和分析手段。     

响应面法在结构参数灵敏度及可靠性分析中的应用

采用Box-Behnken 矩阵设计方法进行试验设计,并根据设计点的响应,利用最小二乘回归法建立响应面函数. 将响应面函数中参数的梯度信息与其分散程度结合,得到各参数的灵敏度系数,再归一化灵敏度系数得到概率灵敏度;将响应面模型与一次二阶矩法相结合计算结构的可靠度. 针对一个具体算例,分别采用基于响应面法与基于ANSYS 的Monte Carlo 法计算了结构的灵敏度及可靠度值,结果的一致性验证了该方法的有效性.     

颗粒离散元模拟堆积碎石土变形的参数灵敏度分析

采用颗粒离散单元方法,实现任意形状块石的模拟,基于室内试验数据标定滑坡坡体物质的堆(残、坡)积碎石土的细观参数,并考虑试样尺度效应,对影响堆积碎石土宏观变形特征的细观参数进行虚拟试验敏感度分析。研究表明,1以三轴剪切试验获得测试数据并标定颗粒离散元细观参数具有相对误差在5%以内的可靠性;2虚拟模型1(101mm×200mm)与模型2(300mm×600mm)对标定的细观参数具有尺度效应,但其相对误差控制在9%以内;3离散元颗粒间的摩擦系数与碎石土的内摩擦角、抗剪强度及残余强度为非线性正相关,摩擦系数每增加0.1,峰值主应力差平均增加118.85kPa,残余强度平均增加90.44kPa;4围压越大,材料的剪胀性越弱,围压在100kPa~500kPa时,剪胀特征值K在3~6之间变化,随着围压增加,模型破坏时的粘结力以近线性增加;5杨氏模量越大,碎石土的抗剪强度越大,但两者之间并不成线性关系,且不同杨氏模量对材料的残余强度没有显著影响。     

环境随机激励下斜拉桥的模态分析

文章首先给出了利用环境随机激励实际工程结构输出响应自功率谱间接识别柔性结构模态参数的方法,并运用它对一斜拉桥现场测试结果进行了分析。然后建立了三维有限单元模型,得到了该桥自振频率和振型的理论值。脉动实验测得的结构自振频率和振型与用三维有限单元模型得到的理论值的对比发现,绝大部分模态吻合得较好,特别是竖向振型     

大跨径斜拉—悬索协作体系桥动力分析

斜拉-悬索协作体系桥作为一种新的超大跨径桥型,综合了悬索桥和斜拉桥的特点,国内外对这种桥型的研究尚少。本文根据空间有限元计算模型,对伶仃东航道斜拉-悬索协作体系桥设计方案进行了模态分析,分析了斜拉-悬吊协作体系桥的固有特性,讨论了不同主梁纵向约束方式和辅助墩的设置情况的影响,为此类桥型结构的动力性能分析提供了有价值的参考。     

斜拉桥桥索张力测量

本文主要介绍了斜拉桥桥索张力的测量原理,指出了目前人们常用的直接频差法的不足之处,提出了一种确定斜拉桥桥索基频的新方法．后一种方法无论从理论还是从测量上都优于前一种．实测结果证明了这一点．     

斜拉桥索力优化及其工程应用

本文首先介绍斜拉桥索力优化的概念,然后通过广义影响矩阵,介绍了一种实用的斜拉桥索力优化的影响矩阵法,这种方法既可用于确定成桥合理状态的索力,也可用于施工阶段的索力优化和成桥后的索力调整,实现程序化计算十分方程,最后给出其工程应用。     

斜拉桥架设分析的新算法

斜拉桥各架设几何形态与内力的确定是施行工程控制的重要前提。目前普遍采用的倒拆法数据量大，计算周期长、对大跨度斜拉桥更是如此。本文提出一种斜拉桥架设分析的新算法－－状态比较法。     

变化外形的水线对斜拉索风雨激振的激发作用

讨论变化外形的水线对斜拉桥拉索风雨激振的激发作用.首先,建立考虑水线外形变化的斜拉桥拉索风雨激振计算模型,并将由采用变化水线外形的模型得到的拉索最大振幅与固定水线外形模型的计算结果及试验实测结果对比,对模型进行验证;在模型得到验证的基础上,进一步讨论拉索和变化水线外形的水线振动稳定性及水线对拉索风雨激振贡献.计算结果表明,在四个典型工况下,考虑水线外形变化的模型得到的拉索计算振幅固定水线外形模型能更好地与试验实测振幅吻合;理论分析发现拉索速度和水线速度的耦合作用对水线运动的激发起到主导作用;水线的加速发散发生在拉索大幅激振之前.没有水线加速发散的时程中,拉索均不发生大幅激振.     

斜拉桥三维拉索风雨激振准两自由度模型

拉索风雨激振是当前桥梁工程和风工程界非常关注的研究课题.过去用于测量带人工水线的拉索模型都是二维的,所建立的理论模型也是建立在二维拉索气动力的基础上的.本文基于带人工水线三维拉索模型试验得到的气动力,建立了三维拉索风雨激振的准二自由度运动微分方程,讨论了运动方程中各种参数的取值,采用数值求解方法计算了拉索风雨激振振幅.计算结果和三维拉索人工降雨试验结果的对比表明,本文方法能较好地描述三维拉索风雨激振的特征.     

大跨度斜拉桥动力特性分析

本文提出一种计算大距度钢桁梁斜拉桥动力特性的方法。文中分别采用桁段有限单元、空间梁元、空间杆元计算斜拉桥中桁架,桥塔、拉索的刚度矩阵与质量矩阵,采用子空间迭代法求解特征方程,所得结果可供设计参考。     

Analysis for the optimal location of cable damping systems on stayed bridges

Computational models are increasingly being used for the dynamic analysis of structures with nonlinear or uncertain behavior, such as cables in stayed bridges, which nowadays are progressively more used as an alternative for long span and slim structures. In this work, a 3D nonlinear model is described to evaluate the wind dynamic effects on cables for this type of bridges under different scenarios, but also for health monitoring and structural simulation to guarantee performance, evaluate load capacity and estimate life prediction. Fatigue is one of the most relevant and complex failure causes in highway bridges, particularly on the anchorage elements of the cables in stayed bridges; where dampers may be used to minimize the dynamic behavior of the structure and reduce fatigue damage. With this nonlinear simulation model, different damper locations and configurations are evaluated to find the optimal position. A feasibility function is used as a weighting function to take into account the damper’s size and design. Analysis is particularly focused for a real cable stayed bridge in the state of Veracruz in México. Although the geometry, the forces and the stresses on cable structures are a challenge, even for structural specialists, the results from this work using the proposed 3D nonlinear model showed to be accurate for the simulation of many different wind scenarios, and damper’s location and orientations. Finally, the feasibility weighting function enabled the geometrical limitations to estimate the best location of a damper system to minimize the risk for fatigue failure.     

考虑位移补偿的结构几何稳定性拓扑优化

大量工程问题要求结构的局部区域在不同承载工况下保持位移响应的几何稳定性. 在结构的特定区域引入可以随承载工况调节的补偿位移是实现这一目标的有效手段. 在线弹性小变形范围内,通过最小的变形控制成本,研究了多工况下使结构特定位置的位移响应保持几何稳定性的拓扑优化问题. 设计目标为在保持结构位移响应几何稳定性的同时实现结构的最大刚度;优化模型包含两类设计变量:结构拓扑变量及补偿位移变量,两类变量采用分层寻优技术进行耦合. 采用伴随法分别推导了目标函数对两类设计变量的敏度求解格式. 结果表明,该优化模型能够在兼顾成本的同时较好地实现结构的变形控制目标.