谈构件

<正>结构是把固体构件组织在一起承力的系统.最常见的构件分为3类:(1)绳、柱、杆、梁这种沿一个方向伸长其他两个维度很小的条状构件;(2)板、壳是两个维度比较大一个维度很小,即比较薄能够覆盖一定面积的构件;(3)块体构件,即构件的3个维度大小相差不远的构件.这是从结构分析的角度来考虑的,对不同类构件的力学分析形成了不同的结构力学学科.由于第1     

硅微谐振式加速度计结构设计与仿真

硅微谐振式加速度计以易于检测的准数字信号作为输出,是微传感器的一个研究热点.提出一种基于一级微杠杆放大机构和DETF谐振器的硅微谐振式加速度计的结构设计,在分析工作机理以及误差来源的基础上阐述硅微谐振式加速度计的设计要点;结合现有加工工艺水平完成整体结构设计;运用MATLAB分析结构参数对性能的影响并对参数进行优化设计;运用ANSYS对加速度计整体结构进行仿真验证.所设计加速度计的谐振频率约29 kHz,标度因数为95 Hz/g,量程为±50g,其差分输出频率的线性度为0.099%.经研究表明,在加速度计的结构设计中,量程范围要与谐振嚣原理性误差协调考虑;谐振器振幅不宜过大;在现有加工工艺条件下,谐振器振梁的宽度产生的加工误差最大,对谐振器的性能影响最大.     

履带机械轨道链轨节的力学性能数值仿真研究

履带工程机械在工程实际中广泛使用,轨道链轨节承受整机绝大部分重量和全部的牵引驱动力,常见压缩压弯、扭曲、拉伸断裂等病害现象.文章在对链轨节受力情况理论分析的基础上,运用有限元法,分析链轨节结构的应力分布,获取了极值应力及位置.分析结果为改进结构的设计、加工方法和加工工艺提供了依据,为进一步使用电测和光学等试验方法测定其应力分布,进行疲劳试验,提高国产履带机构中链轨节力学性能和使用寿命有指导意义.     

平板网架结构分析的超级有限元法

本文给出一种二维矩形超级单元，用以分析平板网架结构、其做法是将大型平板网架结构离散成一系列矩形超级单元，考虑弯曲，剪切、挤压、拉压、翘曲等多种非经典变形效应，采用构件自由度向超级元自由度的转换把大型多构件问题的求解变为二维问题的求解，可大大减少未知量，又能保证精度，并可方便地与一般有限元软件连接。     

第十届亚洲土木工程邀请赛某参赛模型结构设计与分析1)

第十届亚洲土木工程邀请赛的题目为制作一个可承受静载荷和动载荷的弯桥,要求模型具有足够的承载力和合理的刚度,且模型质量尽可能小。针对西南交通大学代表队的参赛作品,从材料力学性能、桥梁概念设计、数值优化等几方面,阐述了结构优化步骤和方法,对比了静、动力仿真分析 和实体模型试验,总结了模型设计的优点和不足。本文可为今后的类似赛事提供参考。     

福建省第十届大学生结构设计竞赛结构优化分析1)

以增加结构模型承载自重比与实现结构鲁棒性为目标,通过力学计算、有限元分析和实体模型试验,从材料性质、结构选型、杆件截面设计和制作工艺等方面,对结构模型进行了优化分析,提出了准确掌握材料性能和结构受力特点是结构模型优化的前提条件。     

基于可变形蜂窝的柔性蒙皮力学性能分析与结构设计

变体飞机可以在飞行中充分改变外形获得最佳气动效率以适应变化的任务环境.覆盖在结构表面的蒙皮不仅要具有良好的面内方向柔性,产生满足设计变形量的光滑连续变形,同时要提供足够的垂直平面方向刚度,维持气动构型,并将气动载荷传递到下层结构.论文提出一种在十字形可变形蜂窝表面覆盖硅胶表层的结构作为柔性蒙皮,理论分析了该柔性蒙皮在面内方向的变形机理以及十字形可变形蜂窝的形状参数对其力学性能的影响,并与仿真和试验结果进行了比较.根据后缘变弯度机翼的设计要求,给出了柔性蒙皮的设计参数范围.结果表明该柔性蒙皮具有足够的面内方向变形能力和垂直平面方向承载能力,满足变弯度机翼后缘设计要求.     

高精度惯性测量系统热应力分析与优化设计

针对高精度惯性测量系统内仪表结构正交性误差在使用过程中的不稳定性问题,重点开展了结构热应力分析与优化设计。通过构建系统结构热应力模型,并对关键性参数进行系统实测,得到更为精确的优化模型。用有限元分析软件ANSYS对其进行的仿真表明,计算出的结构变化特性与实测正交性误差变化量一致。对仿真结果的进一步分析表明,结构部件的材料线膨胀系数的差异导致仪表安装基面的热应力变形是影响惯性仪表正交性误差稳定性的主要原因。采用上述方法对某高精度惯性测量系统开展热应力分析与优化设计后,同等环境条件变化情况下,惯性仪表正交性误差变化量减少了一半(由10″减少至4.1″),有效减小了惯性仪表正交性误差受长期使用及环境变化的影响,提高了高精度惯性测量系统的综合性能。     

OUT型闭式三轴转台的结构设计

本文介绍了ＯＵＴ型闭式三轴转台的结构型式，具体讨论了各轴系的轴承布置、精度计算等设计问题，并分析、总结了该三轴转台的结构特点。     

山东省结构设计竞赛一等奖模型设计分析

以山东省高校第三届结构设计大赛获奖作品为模型, 介绍了从模型、加载装置设计、加工、分析及静动加载的全过程, 最后通过理论分析, 验证了结构的强度及稳定性. 设计大赛对开拓大学生的视野, 拓宽大学生创新平台, 引领大学生创新实践思维助益良多, 值得推广.     

柱塞泵多目标优化设计及CFD仿真分析

液压泵噪声是液压系统的主要噪声源,针对轴向柱塞泵的流致振动噪声,提出一种改善泵配流特性的设计方案。首先,根据柱塞泵的工作原理对柱塞腔压力特性和泵出口流量特性准确建模并求解。通过分析压力冲击和流量脉动对错配角（φ₀）的响应,得φ₀=4°为佳。利用一种多目标遗传算法（NSGA-Ⅱ）,以减小压力超调量和流量脉动率为目标,对三角槽结构进行了优化;并获得该多目标优化问题的Pareto最优解集,通过对最优解集的分析知,深度角θ₁=16°且宽度角θ₂=85°时较为理想。最后,为了验证模型的正确性,建立流体域计算流体动力学（CFD）模型,对比两种模型计算结果发现吻合较好,能够相互验证。利用CFD分析结果可视化的特点,从柱塞泵流场的角度,进一步分析了泵压力冲击以及流量脉动产生的原因。     

基于仿真和数据驱动的先进结构材料设计

先进结构材料近年来受到材料和结构设计领域的广泛关注,这些材料一般通过多个尺度的结构设计实现各种卓越的性能.在早期的材料设计中,有的基于设计者的丰富经验,从天然拓扑结构中抽象出合理的数学力学模型;有的基于生物系统的结构和功能特点提取出仿生力学模型.然而,仅依靠经验性的巧妙设计很难得到最优的设计方案,通过反复迭代设计和试验...     

用MATLAB动态模拟并分析傅科摆的运动

用MATLAB对傅科摆的运动进行分析和计算,得出其在不同初始条件下运动轨迹并画出相应的图形．     

轰炸机光电对抗视景仿真系统研究与设计

针对光电对抗仿真的技术要求,研究并开发了用于轰炸机光电对抗研究与对抗策略验证的交互式视景仿真系统.首先分析了红外制导导弹的导引过程,以及常见的光电对抗仿真方法,然后对基于视景仿真软件OpenGVS的视景仿真程序开发与基于Multigen Creator的三维模型构造方法进行了介绍,在此基础上利用面向对象的软件设计方法开发了视景仿真程序.程序的功能包括轰炸机与导弹飞行过程模拟、导弹制导方式仿真、干扰弹的投放与运动仿真、干扰策略中的人机交互等.经过实际使用,所开发的轰炸机光电对抗视景仿真软件可以逼真地实现对轰炸机、导弹的飞行以及干扰弹投放过程的仿真.     

Structure design and traction trafficability analysis of multi-posture wheel-legs bionic walking wheels for sand terrain

Nowadays, the existing walking wheels still have problems with the wheel-legs structure and the traction trafficability on the loose sand. It is commonly believed that African ostrich (Struthio camelus) is a kind of bipedal species with superior running performance on the sandy environment. Being enlightened by this, four bionic walking wheels (herringbone wheel, in-line wheel, V-shaped wheel and combination wheel) were designed and tested by imitating the structure and posture of ostrich’s feet travelling on sand. The results showed that when the wheel load was 20, 30 and 50N respectively and the slip ratio was less than 35%, the herringbone wheel had better traction trafficability than that of other wheels. When the wheel load was 30, 50 and 70N and the slip ratio was more than 35%, the in-line wheel had better performance than that of other wheels. It was shown in this thesis that the bionic walking wheels designed with the multi-posture wheel-legs and the simple structure could reduce the soil resistance and the disturbance to sand, thereby achieving a superior performance of traveling on sand. In addition, a new idea and research method for designing of walking mechanism on soft terrain has been provided in this thesis.     

MEMS陀螺仪结构模型及系统仿真

为了减小MEMS陀螺仪的正交误差,进一步提高陀螺精度,在Simulink环境中对陀螺结构和测控系统进行了建模和仿真。首先在理想状态的陀螺结构模型基础上建立了包含机械热噪声、模态间耦合等非理想因素的结构模型,并给出了陀螺结构的相关设计参数。其次在陀螺结构模型上以自激振荡和AGC控制技术为基础设计了驱动回路,该回路可在短时间内将驱动幅度稳定在10μm,且驱动频率为4048 Hz（驱动模态的谐振频率）。然后分析了模态间耦合信号的作用方式并建立了正交校正和检测闭环力反馈回路,仿真结果显示,在全闭环状态下检测模态所受耦合力的幅度比未校正状态下降了5个数量级,等效输入角速度也从205(°)/s下降到了6.58(°)/h。最后对陀螺模型进行了整体测试,得到其标度因数和阈值分别为21.76 mV/(°)/s和0.002(°)/s。     

基于试验设计与弹道仿真的制导工具误差快速评价方法

提出一种以射击精度作为评价标准,通过弹道仿真对制导工具误差进行快速综合评价的方法。讨论了正交试验设计、均匀设计、拉丁超立方设计等三种试验设计方法,并根据抽样数据的特点和不同抽样方法的要求,提出将拉丁超立方抽样法与对偶变数方差缩减技术相结合用于弹道仿真分析,建立了射击精度与制导工具误差系数的简明函数关系式,实现了对制导工具误差的有效评价。经仿真验证,本方法可行有效。     

局部表面纳米化双层嵌套式金属薄壁吸能结构的数值模拟和设计

基于局部表面纳米化技术,设计了一种双层嵌套式金属薄壁吸能结构。在表面纳米化技术对金属力学性能影响的研究基础上,优化了环向交错式和连续式条纹局部表面纳米化布局,得到了双层嵌套式方管吸能结构设计方案和吸能参数。结果表明,表面纳米化对材料的屈服极限提升显著,所设计的局部纳米化双层嵌套式方管吸能结构的比吸能可提高57.1%。同时也证实局部表面纳米化是一种有效的吸能提升技术。     

LBM-DEM四向耦合喷动床内介尺度模拟与分析

研究喷动床内颗粒的流动特性对于喷动床的设计和优化具有重要意义。基于气固两相流流动的LBM-DEM四向耦合模型,对单孔射流喷动床中颗粒的流动进行数值模拟。其中,气相采用修正的格子玻尔兹曼方法,颗粒相采用离散单元法,流固之间受力的双向耦合基于牛顿第三定律,颗粒与颗粒及颗粒与壁面的受力双向耦合采用软球模型。模拟得到了流化过程、颗粒与气体的速度分布、床层膨胀高度变化以及床宽对流化过程的影响。结果表明,喷动床内存在强烈的内循环,床宽增加导致颗粒运动能力减弱,射流速度增加使颗粒运动更加剧烈,床层膨胀高度增加。