状态监测与故障诊断技术

简要介绍目前常用的几种状态监测与故障诊断技术及应用。     

基于位移型Gurtin变分原理计算动力响应的逐步积分法

本文利用位移型Ｇｕｒｔｉｎ变分原理,在时间域上采用三次Ｈｅｒｍｉｔｅ插值函数进行离散,给出了一种计算结构动力响应的逐步积分方法。通过稳定性分析研究了该方法的稳定区情况表明,当１．６４≤θ≤２．０８时,该方法的数值计算精度很高,但是条件稳定积分格式。当θ≥４．１时,该方法是无条件稳定的积分格式,精度较高。     

面向对象有限元方法及其C++实现

系统归纳了面向对象有限元的基本理论和实现方法,比较了传统有限元实现方法与现代面向对象有限元方法的共同点及不同点．通过针对空间结构分析软件的基于统一建模语言(UML)的系统设计和运用C 语言实现面向对象有限元的程序框架,表明了面向对象有限元方法的先进性和基于C 语言实现的可行性．     

基于浮点数编码的信息熵控制多种群遗传算法

在用准精确惩罚函数处理约束优化问题的基础上,提出一种基于浮点数编码机制的信息熵控制多种群遗传算法。通过在遗传设计中定义一个新的概率而引入信息熵概念,构造出一个信息熵优化模型。该模型不必完全求解,即可容易求出作为概率的拉格朗日乘子,得出空间收缩概率,控制各种群中解空间的收缩。信息熵的介入可使优化过程更加平稳,收敛更快。同时,该算法给出了一种科学而有效的遗传设计收敛判据。实例证明该文算法在求解约束优化问题时快速、有效。     

基于连续模型的人员疏散仿真分析

行人流连续模型直观地反映人群疏散过程中的疏散特征,本文基于行人流连续模型。研究行人在典型疏散场景下的疏散特征．在COMSOL中建立行人流连续模型及其方程,通过编写MATLAB代码,实现了连续模型及其循环求解框架．利用快速扫描法求解Eikonal方程得到背景场值,在每一步迭代循环中将背景场值作为模型的初始变量导入,调用COMSOL计算模块求解模型的瞬态控制方程．通过两个标准算例,重现了典型的行人流自组织现象,验证了连续模型的合理性．结果表明,本文的疏散仿真分析模型和计算程序是可靠的,疏散仿真分析可以为实际工程中的人员疏散方案的制定以及平面设计与安全布置等方面提供技术支撑．     

油缸顶升位移不同步对整体钢平台性能的影响

液压同步顶升系统对整体钢平台爬升工作状态下的安全性和稳定性至关重要。通过建立爬升工作状态下整体钢平台的有限元分析模型,对液压油缸顶升位移不同步给整个钢平台模架结构体系带来的影响进行了计算分析。针对两种不同荷载工况下,整体钢平台模架体系的两种代表性单筒发生油缸顶升位移不同步的情况,分别建立多个算例,得到整体钢平台的最大竖向及水平变形、最大应力和各位置油缸顶升力。结果表明:随着不同步顶升位移差值的增大,整体钢平台的最大竖向变形、水平变形和最大应力变化不大,目标油缸顶升力随不同步位移差值的增大呈明显的线性变化,其相邻油缸顶升力则线性减小。研究建议:在整体钢平台爬升工作状态下,严格监控危险位置的油缸顶升位移,保证任意两油缸的顶升位移差值不超过文中建议的阈值。     

开口薄壁梁的扭转理论与应用

以Vlasov薄壁构件理论为基础, 推导了开口薄壁构件一阶扭转理论. 该理论考虑了翘曲剪应力对截面转角的影响, 截面的转角分为自由翘曲转角和约束剪切转角, 在约束扭转中, St.Venant扭矩仅仅与自由翘曲转角有关, 而翘曲扭矩仅与约束剪切转角有关. 利用半逆解方法求出了约束扭转中薄壁构件的St.Venant扭矩表达公式; 依据能量方法, 建立了约束剪切转角和翘曲扭矩之间的关系, 并提出了翘曲剪切系数概念, 给出了一阶扭转理论的微分方程. 为了有效求解微分方程, 给出了求解微分方程的初参数法方程和相应的影响函数矩阵; 当St.Venant扭矩可以忽略时, 得到与一阶弯曲理论(Timoshenko梁理论)相似的一阶扭转理论简化形式. 最后利用算例证明了一阶扭转理论和简化理论的有效性.      

X型圆钢管相贯节点刚度试验

为了验算相贯节点刚度对钢管结构的受力性能及整体稳定性的影响,以某单层网壳结构体育馆为背景,进行了X形相贯节点轴向刚度和抗弯刚度的试验研究.文中介绍了试验方案和主要试验结果,对试件的破坏机理进行了分析.试验结果表明,当支管与主管直径相差较多时,节点轴向刚度和抗弯刚度均较弱,节点的半刚性能对结构的受力性能尤其是整体稳定性的影响不容忽视;当支管与主管直径接近时,节点轴向刚度和抗弯刚度均较大,基本能够满足节,最刚接的要求.     

钢筋混凝土非线性问题拟线性边界单元法

本文应用拟线性边界单元法,对钢筋混凝土深梁进行了非线性分析。将原属非线性非均匀性问题处理为具有“初应变”的线性和均匀的边界单元方程组。并且编制了求解非线性以及弹塑问题的通用程序。     

基于等稳定水准的中厚板加劲肋优化设计

在柔性加劲理论的基础上,以单轴均匀受压板件为对象,利用小刚度加劲厚板极限强度公式,提出了基于等稳定水准的中厚板加劲肋优化设计的具体方法.优化过程以加劲肋尺寸和数量为决策变量,以单位重量母板的加劲肋用钢量为目标函数,并以加劲板发生整体失稳破坏、肋间母板和加劲肋不发生局部屈曲、加劲板极限强度满足设计要求等作为约束条件.优化工作采用有约束混合整数非线性规划和有约束非线性规划理论,并结合MATLAB和YALMIP优化工具箱进行.算例分析表明,对中厚板采用基于等稳定水准的加劲肋优化设计是安全可行的.在满足相同的加劲板极限强度需求条件下,给出的加劲肋布置形式具有比刚性加劲设计更好的工程经济效益,且板件宽厚比越小,加劲肋用钢量的节约效果就越明显.