基于随机有限元的车辆结构可靠度分析研究

提出了一种运用可靠度理论中的改进一次二阶矩法和有限元分析相结合的方法,并以转向架结构为对象,对构架侧梁关注部位进行了可靠度分析.分析考虑了结构、材料及外载荷的随机离散性,给出了结构的可靠度指标,同时通过各随机变量的灵敏度分析,给出了它们对结构设计与制造可靠性的影响程度.     

运河漕舫首部结构强度设计

采用直接设计法对运河漕舫的首部结构进行了强度设计.在给出该船体首部结构的设计载荷为波浪冲击载荷与静水压力载荷的基础上,采用有限元方法对该漕舫进行了结构以及载荷模拟,并根据有限元计算结果对船体首部结构提出了加强方案.研究结果对运河漕舫首部结构设计提供了理论依据及设计参考,对该船体结构航行的安全性具有重要的理论意义.     

汽车扭簧疲劳寿命分析

以I-deas8软件为工作平台 ,以有限元方法为工具 ,对某一实际扭簧悬架结构通过建立三维实体模型、有限元模型和数学模型 ,并读入随机载荷图谱 ,进行了疲劳寿命分析 ,证明其结构设计是可靠的。为扭簧悬架结构的改进设计提供了理论依据和安全手段。     

考虑气动-结构耦合的机翼三维结构拓扑优化方法

针对机翼三维结构拓扑优化方法在工程实际应用中的气动-结构耦合问题,开发了一种在机翼翼型表面直接加载气动载荷的三维拓扑优化方法。用更接近真实工程的约束和载荷条件进行结构拓扑优化,便于考虑不同翼型之间气动载荷的差异,并兼顾拓扑优化方法的载荷敏感性;利用MATLAB编写自动网格划分、施加约束和载荷、求解优化的结构分析程序,实现气动-结构分析统一模型;最后通过实例验证了方法的可行性及有效性。结果表明该方法为载荷敏感的拓扑优化方法更精确得到符合实际工况的优化结果提供了一种实用的方案;并对于气动-结构耦合三维拓扑优化方法进行了原理性的探索研究。     

内压下含局部减薄缺陷三通的极限分析

有限元与数学规划相结合的方法在求解极限分析问题时会受到计算规模的限制,难以应用到实际工程问题中.该文引入了一种基于线弹性分析的求解复杂结构极限载荷上、下限的方法--弹性补偿法,同时结合三维有限元分析,求解内压下等径三通的极限载荷.通过与弹塑性分析结果比较发现,简单的弹性补偿法能够较好地评估复杂三维结构的塑性承载能力.计算结果表明,主管腹部的局部减薄缺陷对三通结构的极限承载能力影响最大.     

鳍梢小翼对船舶减摇鳍性能的影响

为改善鳍梢周围的流动结构并提高减摇鳍的综合性能,对加装鳍梢小翼的船舶减摇鳍进行数值研究,分析了减摇鳍在攻角和水流速度一定条件下,有/无鳍梢小翼以及小翼不同安装位置对减摇鳍流场和性能的影响.研究结果表明,加装鳍梢小翼可增加减摇鳍的升力,合理的安装方式可使升力提高18.4％;相对其他位置,小翼加装在减摇鳍鳍梢上方效果更好....     

敏度分层过滤策略克服连续体拓扑优化荷载病态问题

针对工程结构中所承受载荷幅值之间相差多个数量级,使用传统拓扑优化方法所得结果中较小载荷传递路径消失的荷载病态现象,提出一种简单有效的敏度分层过滤策略.将各载荷以幅值大小进行分层,并计算各载荷对结构对应的应变能数值.在此基础上,引入比较判断系数和放大应变能影响系数,将各灵敏度以大小进行分层,对不同层次灵敏度进行不同的过滤以取得多载荷作用下最佳材料布局.本文敏度分层过滤策略是在Solid Isotropic Material with Penahiation(SIMP)框架下提出的,并使用Optimality Criteria(OC)方法进行求解.使用二维和三维算例验证了所提策略的有效性,表明该策略可以有效克服荷载病态现象,为结构设计中得到完整传力结构布局提供重要指导.     

钢筋混凝土板式楼梯的非线性有限元分析

采用ABAQUS软件建立了某混凝土板式楼梯的精细化三维有限元模型,并对其进行了竖向载荷和水平载荷作用下的非线性分析.结果表明,通过简化计算设计的混凝土板式楼梯完全满足结构的承载力和变形要求;在竖向载荷和水平载荷共同作用下,休息平台处的梯柱形成了短柱,其受力明显大于楼层处的梯柱,钢筋极易进入屈服状态;设计中应加强楼梯结构的抗震计算和分析.     

减摇鳍电伺服系统的计算机仿真研究

介绍了减摇鳍电伺服系统的基本组成和工作原理,并基于MATLAB6.5软件进行了建模和仿真,提出了一种按照海浪波倾角控制的计算方法,最后给出了仿真结果及分析.与传统的减摇鳍伺服系统相比,该伺服系统具有结构简单、制造和维护成本低、无变参数问题且易于实现数字化等优点,并且具有良好的减摇效果,仿真结果验证了该伺服系统的正确性和有效性.     

集装箱船波浪载荷的研究

通过船舶三维运动程序进行了船舶运动与波浪载荷的初步分析.以一艘5500 TEU集装箱实船为例,通过设置不同航行条件来确定与运动和载荷最大值对应的航向角,得到了单位规则波作用下的运动振幅以及各种航向角下中剖面的受力转换函数和受力转换频谱,得到了主要载荷参数最大值所在位置、数值以及相应的航行条件,最后运用波谱理论进行了长期波浪载荷分析,并与现行规范进行了比较.该结论可用于集装箱船极限载荷分析,也可为船体结构设计提供参考.     

减摇鳍液压控制系统油液污染控制研究

针对舰船减摇鳍液压控制系统，分析了油液污染的来源及其对减摇鳍液压控制系统产生的危害，给出了对于舰船设备行之有效的污染测定方法，提出了舰船减摇鳍液压控制系统在设计、制造、安装、调试、维护维修过程中的油液污染控制的实施方案，也为其他舰船设备的油液污染控制提供了参考。     

减摇鳍加载装置力函数发生器的研究

使用减摇鳍是减小船舶横摇的有效手段。在进行半实物仿真时，必须研究模拟加载装置。这种装置可以模拟需要的任何在指标范围内负荷曲线，因此，在系统中必须有一个函数发生装置生成负荷曲线。介绍了减摇鳍加载装置中加载某种力矩曲线的实现方法，并对负载信号进行了频谱分析。     

力控式减摇鳍箱体主焊缝应力状态分析

对力控式减摇鳍箱体主焊缝的应力状态进行了分析,提出了箱体设计中应注意的问题。对保证箱体焊接强度提出了工艺措施。     

减摇鳍半实物仿真系统的设计与实现

主要讨论了减摇鳍半实物仿真系统的实现问题，通过P－M海浪波谱，采用能量等分法再现了不同海情下的二维海浪，采用半物理方法对船舶横摇运动进行了有效模拟。系统的实际测试显示，性能达到了期望要求。     

进化算法在船体结构优化设计中的应用

结构优化问题在计算上的难点是计算复杂、存贮量大、计算时间长,解决问题的关键是如何提高处理整数与离散型变量的有效性.本文针对船舶结构优化设计问题的特点与计算上的难点,采用可以求解多峰性连续函数全局最优解的分配区间型进化算法进行结构优化.相对简单遗传算法(SGA)在解     

基于FUZZY-PID复合控制的减摇鳍控制系统仿真

设计了基于模糊控制和PID控制理论的FUZZY-PID复合控制减摇鳍控制系统,以横摇角和横摇角速度为输入量,鳍角为输出量,基于Conolly理论建立了船舶模型,利用MATLAB针对不同海情对控制器进行了仿真,结果表明减摇鳍模糊控制器动态响应性能和稳态控制精度均十分理想,能够满足减摇鳍控制系统的控制要求。     

基于Backstepping与闭环增益成形的减摇鳍控制

为提高减摇鳍控制器的鲁棒性,将Backstepping算法与闭环增益成形算法相结合,设计一种非线性鲁棒控制器.采用Matlab的Simulink工具箱分别对相同海况下未进行减摇控制、在设定航速及航速减半状态时采用减摇鳍控制的非线性数学模型进行仿真.结果表明,该控制策略对于减摇鳍非线性控制系统十分有效,具有较强的鲁棒性.该算法的优点是设计过程简单,物理意义明显.     

舰船结构型式选择专家系统

本文运用人工智能技术将船舶结构型式选择中的有关知识加以系统化和条理化,使用Turbo-Prolog语言建立了一个船舶结构型式选择专家系统.文中阐述了系统的功能与结构,讨论了系统的实现策略和方法,分析了知识库的构造和推理机的形成过程,并用示例说明了知识库的修改及扩充问题.     

结构工程施工分析的材料时变效应

目前的钢筋混凝土建筑结构分析主要是针对已建造好的完整结构在使用荷载作用下的计算模型为依据 ,通常不考虑结构本身或材料刚度随时间改变对整个结构的影响 .然而这是同结构的实际变位和应力状态有差异的 ,也不符合实际施工过程中产生的力学状态 .为此采用超级有限元 -有限元结合法 ,对其进行结构与材料时变的施工模拟分析 ,为结构的合理设计 ,保证建造全过程的安全性和可靠性 ,具有一定的理论意义和现实意义