MATLAB在工程设计中的应用

介绍了MATLAB数值计算软件,以路面结构计算、挡土墙设计计算、国民经济内部收益率计算为例,具体说明了MATLAB在工程设计中的应用。     

MATLAB优化工具箱在结构优化设计中的应用

MATLAB优化工具箱具有强大的科学计算能力,在工程设计领域得到了广泛的应用.简要介绍了MATLAB优化工具箱,通过对MATtAB优化工具箱中fmincon函数的语法进行分析,提出了结构优化设计的通用求解方法.首先,合理设置优化目标函数和约束条件.然后,使用MATLAB优化工具箱进行编程计算.结果显示,与其他方法相比,使用MATLAB优化工具箱进行优化,不仅可以提高计算精度,而且可以减少计算时间.因此,在结构工程设计领域有较强的实际应用价值.     

摩托车悬架系统的仿真设计

建立摩托车五自由度的动力学模型 ,推导了计算公式 ,编制了悬架系统的仿真结构框图 ,运用MATLAB \SIMULINK软件对摩托车悬架进行仿真计算 给出悬架系统结构参数在不同路面条件下对座椅加速度、车身动载荷、悬架动挠度的影响     

MATLAB化工辅助计算

文中通过MATLAB辅助计算化工过程的三个算例，探讨了MATLAB在化工数值运算中的应用，以解决化工计算中数学求解的复杂繁琐问题。     

双三角钻臂的定位控制及仿真

推导双三角机械臂的关节变量到支臂油缸长度计算的增量公式，运用该式提出一种新的钻臂定位的控制系统结构，即直接以关节变量（而不是油缸长度）为目标的闭环控制系统。在MATLAB环境下对以上算式及控制系统结构进行仿真验证。先在ADAMS中建立双三角臂的动力学模型，然后将该模型导出成为MATLAB．m计算模型，最后在MATLAB中实现钻臂定位的闭环控制系统仿真。针对某实际钻臂的仿真结果表明，增量算式尽管是在微变情况下推导的，在偏差较大的范围内应用时其计算误差对定位过程影响不大，体现在钻臂轨迹于隧道断面的投影不是直线，同时不会影响最终的控制精度，可以用于实际控制。     

MATLAB在工程力学中的应用

工程力学所包含的内容极其广泛,其中,动力学由于计算复杂、内容抽象而一直是教学的难点。MATLAB是美国Mathworks公司开发的一种集符号运算、数值计算、图形可视化等多种功能于一体的大型数学计算软件，本文针对工程力学中较复杂的动力学问题，通过实际工程中一常用的弹簧振子实例说明了在工程力学课程的学习中如何引入MATLAB，结合教学实践，证明合理使用计算机软件，既能促进学生的学习兴趣，又能提高学生对理论力学的掌握程度，提高学生的工程能力。     

Matlab与C语言程序的应用编程接口

针对MATLAB与C语言混合编程的接口问题,提出了采用MAT文件、MEX文件和MATLAB引擎三种接口方法。通过MAT文件实现与其它编程环境的数据交换;通过MEX文件实现在MATLAB环境中调用其它语言编写的程序;通过MATLAB引擎实现在其它编程环境中使用MATLAB的计算功能。在详细阐述了三种方法原理的过程中,说明了三种接口方法的使用特点、调用方法、编译过程和使用中的注意事项。通过混合编程,利用了C语言高效的特点,在发挥MATLAB强大的计算功能的同时,又弥补其执行速度慢的缺点。     

基于MATLAB板式电势差计测量的数据处理

通过对比MATLAB拟合曲线和手工作图数据处理过程和实验结果,论述MATLAB语言在普通物理实验数据处理过程中的辅助作用.实践证明,在物理实验引进MATLAB语言,可得到相对准确的拟合直线,且减少了计算工作量.     

MATLAB在高等数学教学中的应用探讨

结合高等数学和MATLAB的特点,通过举例说明MATLAB软件的绘图功能、符号计算功能以及数值计算功能在高等数学教学中的应用。MATLAB能方便的对高等数学中一些常见的问题求解,提高高等数学的课堂教学效果。     

基于拉格朗日方法的U型滑道约束链动力学研究

通过采用拉格朗日动力学原理,对U型滑道约束的大节距重载输送链进行动力学特性分析.建立了U型滑道约束链的动力学模型,推导了U型滑道约束链的动力学方程.运用MATLAB软件进行了编程计算,探索了U型滑道约束链的数值求解方法.最后,对主、从动链轮及各链节的振动情况进行了分析.     

磁流变阻尼器受控平面L形框架结构的多维减震

为分析加入磁流变阻尼器(MRD)框架结构的多维减震性能和扭转震动特性,采用MATLAB软件开发了未控和MRD受控平面L型框架结构的空间计算模型程序,在三向地震荷载作用下分别对未控和MRD受控模型进行了动力时程分析,对结构典型节点X、Y、Z向的位移时程响应、加速度时程响应、结构的各层位移、加速度、层间位移角以及空间扭转震动响应进行对比。结果表明：用MATLAB开发的未控和MRD受控平面L型框架结构的空间计算模型程序能有效计算结构的多维地震响应;MRD可以有效减小平面L型框架结构的多维位移和加速度时程响应;MRD可以有效减小平面L型框架结构的各层最大位移、加速度和层间位移角;合理地布置MRD能够稳定地发挥耗能作用,并能有效减小平面L型框架结构的扭转震动响应。     

弯剪型模型下弹性贮液结构的自振特性分析

贮液结构主要用于工业企业贮存清水、污水、石油和化学液体等。为了计算这类结构的地震响应,首先必须知道结构的自振频率和相应的振型。因此,针对无液贮液结构,考虑弯曲变形和剪切变形,推导了振型和频率方程。为方便工程应用,利用MATLAB软件,得到了前三阶振型的计算图表,并对不同高度不同变形理论的自振特性进行了分析。通过数值算例表明了文中结论的正确性,从而为这类结构的自振和地震响应分析奠定了基础。     

形状记忆合金耗能阻尼器的阻尼特性理论分析

研究了形状记忆合金记忆效应和相变伪弹性的热力学特性，并依据热力学本构关系建立了形状记忆合金耗能阻尼器的热力学平衡方程，利用MATLAB编制的仿真软件对NiTi丝阻尼器的一个实例进行了仿真计算。计算结果表明形状记忆合金具有明显的阻尼特性，适用用于制作结构振动控制的阻尼器件。     

MATLAB在异形曲面加工中的应用

设计某双臂机器人结构用于异形曲面加工 .为确定该机器人各关节的驱动电机型号 ,以加工椭球为例进行动力学分析 ,用MATLAB语言编程 ,用逐点比较法求出两机械手各关节处应施加的最大驱动力 (力矩 ) .该方法解决了机械手在整个曲面空间中实施连续加工时的力矩计算问题 ,提高了计算速度和准确性 .     

索－桥耦合参数振动分析

运用哈密顿原理求得了索－桥耦合非线性振动方程组,并运用龙格－库塔数值分析法进行分析计算,利用MATLAB 得到了频率比、激励振幅、拉索阻尼比、桥面阻尼比对参数振动的影响,对拉索的减振具有重要意义。     

一种新型机动车多自由度减振座椅

分析了机动车座椅振动的危害及其主要原因,提出一种以并联机构为主体的多自由度减振座椅,分析了座椅的结构组成和工作原理,建立了座椅振动的模态模型,并分析计算了座椅振动特性参数.依据座椅设计的具体结构参数在MATLAB中予以数值仿真和验证,表明该装置可使座椅结构简单、工作可靠,且可以实现座椅多自由度和变自由度复杂振动的多维减振和隔振.     

波动问题中桥梁转体结构等效动力计算模型

研究铁路环境振动在转体桥梁中传播的波动问题时,转体结构的模拟至关重要。精细化建模能够有效提高结果的准确性,但其建模过程较为复杂且求解需耗费大量计算时间。为了提高波动问题的求解效率,基于结构动力学中阻抗等效原则对转体结构复杂几何进行了简化,推导了等效计算公式,建立了等效的动力计算模型,通过将实测的加速度时程作为输入,求解结构振动响应,并结合精细化有限元模型和现场振动试验的结果验证其准确性。研究表明：本文所提出的等效动力计算模型可得到较为精准的响应结果,且求解时间仅为精细化有限元模型的29%。该模型具有建模简单、计算快速等优点,能够为研究转体桥梁波动问题提供一种新的建模思路。     

机敏约束层阻尼减振板耦合系统有限元模型

针对机敏约束层阻尼减振板结构,考虑到粘接层、压电层、阻尼层、基层结构的耦合运动及位移协调关系,结合压电学理论、有限元理论以及粘弹性材料阻尼性能的滞弹性位移场模型,建立了耦合系统的有限元动力模型,该模型可适用于含SCLD结构的任意复杂系统的振动建模研究。以局部覆盖SCLD结构的对边约束钢板为研究对象,进行了结构动力学参数理论计算、ANSYS模态分析与模态实验研究,结果表明：理论分析与实验结果及ANSYS分析能较好吻合,充分证明了建模方法的有效性。     

软芯夹层圆环板的面内自由振动分析

基于线弹性体理论,得到各向同性材料软芯夹层圆环板面内自由振动的控制微分方程。采用微分求积法(DQM)对软芯夹层圆环板面内自由振动的特征方程及其边界条件在节点上进行离散,研究了其面内自由振动的无量纲频率特性。求解过程使用MATLAB编制的程序进行计算。结果表明:不同边界条件及几何参数对软芯夹层圆环板无量纲频率均有影响,同时也说明微分求积法能有效求解软芯夹层圆环板的面内自由振动问题。本文的研究为求解此类问题的低阶、高阶振动频率提供了一种简便有效的数值方法。