结构定向拓扑优化及软件实现

基于区域分割思想对传统双向渐进结构优化方法进行必要地改进,在优化过程中通过添加边界条件的检查语句,实现结构定向拓扑优化;编写第三方插件,使得改进后的优化方法 MATLAB子程序与ABAQUS有限元软件数据交换,从而拓展了双向渐进结构优化方法的实际工程运用领域。ABAQUS建模软件具有界面操作简单、建模快捷、通用性好、易于实现等特点,降低了对设计人员的技能要求。灵活的MATLAB二次开发平台为科研人员提供了广阔的算法改进空间。算例结果表明,优化后桥梁用料变为原有的17%,大大减轻了自重,且优化后的结构对称,受力合理。该算法可运用于对预设结构有特定使用要求或美观要求的结构优化问题。     

多相复合材料微结构布局优化设计

基于对传统双向渐进结构优化(BESO)方法的改进,通过均匀化方法建立微观尺度多相材料布局分布与宏观结构材料弹性张量之间的联系,集成宏观结构所得到的位移场,推导出带有宏观结构力学特性的微观灵敏度。提出以宏观结构最大刚度为目标、对极小尺度周期性排列的材料微结构胞元进行布局优化设计的方法。本文算例结果表明,该方法在微结构多相材料布局优化设计过程中,不仅克服了拓扑优化领域常见的"棋盘格"现象,得到了边界清晰、受力合理的多相材料合理分布布局优化结果,而且整体优化过程稳定,具有很强的工程实际应用价值。     

一般大气环境下锈蚀钢筋混凝土梁的时变可靠度分析

根据一般大气环境下锈蚀钢筋混凝土梁中的钢筋截面损失时变模型和抗剪、抗弯承载力退化模型,建立了考虑其随机性的极限状态方程。基于概率守恒原理分析得到满足该极限状态方程的概率密度演化方程,并引入吸收边界条件,提出了梁时变可靠度的计算方法。以受对称集中荷载的锈蚀钢筋混凝土简支梁为例,展示了目标函数的概率密度演化过程,并讨论了配置不同直径箍筋和不同厚度保护层时的时变可靠度。结果表明,在保证梁具有足够初始抗剪强度和抗弯强度的前提下,适当增大保护层厚度和箍筋直径(具有相同配箍率)能延缓混凝土构件力学性能的退化。通过和100万次蒙特卡洛模拟结果的对比可知,选用本文方法能在以付出较小计算代价的前提下,获得计算精度良好的分析结果。     

基于概率密度演化理论的LRB隔震支座时变可靠度研究

铅芯橡胶隔震支座LRB （Lead Rubber Bearing）的等效水平刚度是隔震建筑物的重要力学指标,橡胶材料由于其复杂活跃的化学组分,在使用过程中极易发生老化,是LRB支座中随时间变化的活跃因素。考虑铅芯橡胶隔震支座中橡胶材料退化的时变性和随机性,引入时变变异系数。基于概率密度演化方法,得到LRB支座等效水平刚度的概率密度演化曲线和时变可靠度。结果表明,随着时间的增长,支座等效水平刚度产生增大的趋势,支座的可靠度发生非线性降低,老化对支座等效水平刚度的离散性产生了明显的影响。     

增加应用实例的比例有利于高等数学教学效果的进一步提高

阐述了在高等数学教学中增加应用实例的重要性.由于高等数学理论体系中,绝大多数的定义、定理或性质的获得几乎都与实际应用有关,因此本文针对一元函数微积分,探讨了在高等数学教学中根据不同知识点具体引入不同应用背景实例的方法.     

周期性复合材料构型及结构一体化优化

在传统双向渐进结构优化(BESO)方法基础上,充分考虑微观尺度和宏观尺度之间的相互耦合作用,通过等效弹性模量和灵敏度分析将复合材料微结构胞元设计和宏观结构拓扑优化相结合,建立周期性复合材料构型及结构一体化优化设计方法.为了消除“灰色区域”,假设了材料微结构0 1属性及在宏观结构空间排列的均一性,提高了优化结果的实际工程适用性.相关算例说明该方法可以有效地在宏观结构优化的同时得到与之相对应的材料微观最佳拓扑形状,也为不同给定宏观结构的微观周期性复合材料设计提供了有效手段.     

具有Weibull生存死亡特征的冷链品库存补货定价策略研究

建立了无限期内冷链品具有Weibull生存死亡特征、随机需求且受售价影响的库存补货定价模型,其中售价是连续变化的,需求率是售价的指数函数,变质率服从的三参数Weibull分布,提前期固定。系统以利润最大化为目标函数,在(r,Q)库存策略下,建立库存模型,采用直接法,对模型近似求解,得到最优补货定价策略。利用Matlab进行算例模拟和灵敏度分析发现:补货提前期和单位仓储成本对补货定价策略影响较大,二者增大会导致系统利润降低;单位处理成本的增加,在一定程度上使得系统降低最优补货量,使系统利润增加;保鲜期固定的前提下,受冷链品的流动环境因子和存储环境因子影响的变质率对补货定价策略影响较大,它的增大会使系统利润降低。这些发现能够帮助优化系统模型,对现实问题具有一定的指导意义。     

整批间隔进货的存储量控制模型与随机局部弹性

利用作者于文[1，2]引入的随机弹性理论，研究了整批间隔进货并不允许缺货的随机存储模型中，一个采购周期内的总费用对最高存储量的弹性．给出了总费用弹性概率密度函数的一般表达式．进一步给出了存在多种需求物资的随机存储模型中总费用对单个物资采购量的弹性分布函数和概率密度函数，讨论了随着采购量的随机变化，总费用的弹性变化规律和变化范围．通过实例研究了当最高库存量的分布特性已知且采购量服从某一分布时，总费用的弹性变化范围及在该变化范围的可信度．     

基于新建筑抗震设计规范考虑场地土特性的人工波生成及可靠性研究

基于新《建筑抗震设计规范》对场地土特性和人工波选择的要求,将地震动作为随机过程,利用修正胡聿贤-周锡元模型以及基于Hartley正交基的地震动随机过程经双调制生成不同场地土特性的人工地震波,以6层钢筋混凝土结构非线性随机地震反应分析为例,研究了不同场地土特性人工波对结构位移可靠度的影响。结果表明,场地土因素对人工波生成以及结构的动力响应影响较大,不同场地土人工波具有明显的统计学特性,均满足建筑抗震设计规范的选波要求,为最新《建筑抗震设计规范》要求考虑大量不同场地土效应的地震波生成提供了新的解决办法。     

多变量CAR模型的递推辨识

将加权最小二乘法和限定记忆两种参数估计方法相综合，给出了多变量系统带控制输入的自回归模型未知参数的递推估计算法，该估计算法是前两种估计方法在多输入多输出MIMO系统的推广。