混凝土平面杆系结构破损评估理论及试验研究

本文探讨了用动力测试和分析的方法对混凝土平面杆系结构进行破损评估的理论，提出了用残余力向量判定结构破损的部位和用加权灵敏度分析评定结构破损程度的方法，通过钢筋混凝土框架动，静力测试结果对比分析，证实了本方法的可行性。     

用局部刚度修正法处理结构优化的全局约束问题

研究了当前在结构优化设计中处理全局约束问题的方法，进而提出了局部刚度修正法，即只要修改部分构件的刚度就可使全局约束条件得到满足。通过算例和工程实践表明，对规模为1000个节点、50个设计变量的杆系结构，在Pentium Ⅲ计算机上，只要运行40min就可得到满意解。该方法简便易行，不用做灵敏度分析，收敛快、计算量小，是解决大型工程结构优化设计问题的好方法。     

结构动力响应灵敏度分析的Laplace变换法

提出了结构动力响应灵敏度分析的一种新方法－Ｌａｐｌａｃｅ变换法，该法对结构的微分方程和结构响应量灵敏度的微分方程分别进行了Ｌａｐｌａｃｅ变换，使其消去时间变量而转化成代数方程组。     

杆系结构极限承载力分析的弹性模量缩减法影响因素研究

为了在杆系结构设计与优化中有效地应用弹性模量缩减法,分别对弹性模量缩减法影响因素、影响规律及其相应参数取值进行研究。研究遴选出构件网格密度、迭代收敛容差、考虑内力项数作为弹性模量缩减法极限承载力分析的主要影响因素,对比分析了上述影响因素对弹性模量缩减法计算效率和精度的影响规律,并据此给出了各计算参数在杆系结构利用弹性模量缩减法进行极限承载力分析中的合理取值建议。研究表明:杆系结构构件网格宜划分为2～8个单元;收敛容差建议不大于0. 001;平面杆系结构仅考虑弯矩作用便可高精度地求得结构极限承载力,空间杆系结构则建议同时考虑弯矩和轴力作用求解结构极限承载力。     

改进的离散复合形法与门式刚架结构优化设计

在连续变量复合形算法的 基础上，利用平均值舍入法获取离散点，改进了复合式迭代过程和停机准则，使之成为一种能直接求解离散变量优化解。将该方法应用于同济大学开发的钢结构杆系CAD软件－3D3S，建立了门式刚架结构离散变量优化的数学模型，实现了门式刚架结构的优化，取得了较好的效果。     

有限元法的一般思想

介绍了有限元法的基本思想，探讨了能量法求解的一般思路，并简要说明了杆系结构求解的一般思路。     

弹塑性离散结构的灵敏度分析

通过桁架实例说明了非线性结构响应对断面积的灵敏度，在材料刚度发生变化的点是不连续的；用传统的增量法不能准确地计算非线性响应灵敏度，用全局差分法计算非线性灵敏度也有特殊的困难。在分析其原因的基础上给出了非线性结构响应灵敏度值在间断点处跳跃值的算法公式，提出了增量法的修正公式。三杆桁架的例子被用来证明这些结论的正确性。     

杆系结构的一种新解析方法

以有限元法的思想为基础,将梁的弯曲问题的初参数法推广应用到杆系结构,提出杆系结构的一种新解析法。采用本方法分析杆系结构的内力与变位的问题,可使整个推导过程与所得解答更加简洁精确。     

压缩机管道结构支承刚度动力优化研究

从工程应用出发，提出了压缩机管系结构支承刚度优化数学模型，考虑管系结构低阶频率约束和最大振幅约束，重点推导在周期激振力作用下稳态响应幅值随设计变量变化的灵敏度分析公式，最后给出２个算例和频率测试值。     

并联杆系JW系列搅拌机的模拟设计与结构分析

按照模块化设计思想，利用计算机图形技术和仿真技术，遵循工业设计原则，将并联杆系结构原理运用于JW系列搅拌机的设计中，进行了并联杆系三维参数化建模、零部件组装、单机模拟运动仿真的研究，介绍了并联杆系结构特点和并联杆系JW系列搅拌机的工作原理。     

基于Sobol法的整体翼梁损伤容限设计参数灵敏度分析

针对飞机结构设计中设计变量灵敏度的问题,提出了基于Sobol法的全局灵敏度分析策略。以飞机整体翼梁结构损伤容限设计为例,设计变量为翼梁结构截面参数,应用支持向量机理论分别构造以截面参数为输入、应力强度因子和结构重量为响应的代理模型,结合Sobol法计算输入对响应的灵敏度大小,并对计算结果进行分析。分析结果表明:在对整体结构进行损伤容限优化设计时,可以将其设计变量由6个变为4个,灵敏度较小的2个设计变量可以设为一个定值。     

结构模糊灵敏度分析

研究了当设计变量具有模糊性时,工程结构灵敏度的计算方法.在结构灵敏度分析的传统方法,即拟载荷法、虚荷载法基础上,利用模糊扩展原理、模糊分解定理及L-R型模糊函数求导法则,推导出了一种计算结构模糊位移灵敏度和模糊应力灵敏度的计算方法.算例表明所给方法是正确的和有效的.     

基于混合灵敏度的某自卸车车厢结构优化设计

基于HyperMesh对某款自卸车车厢结构进行有限元建模,选取了水平弯曲工况和扭转工况进行有限元分析,得到了不同工况下的最大应力和变形,验证了模型的有效性;并对进行了自由模态分析,选取前10阶的固有频率和振型。在分析结果的基础上,以弯、扭刚度及一阶弯、扭模态频率为约束;以车厢结构总质量最小为优化目标,对34组设计变量进行直接灵敏度分析和混合灵敏度分析,得到了4组对结构性能敏感变量及16组不敏感变量,并对4组变量进行厚度增加及16组变量进行减薄处理。最后对选取的20组变量进行模型重构,对优化前后的结构性能进行对比,结果表明在不影响其他性能的前提下,减重9.8 %,取得了较好的优化效果。     

智能结构设计的灵敏度分析

由直接求导法导出特征值、特征向量和响应的一阶导数公式，进而将其表示成有限元摄动形式，建立了智能结构设计灵敏度分析的有限元摄动法．此方法既可避免直接对质量阵和刚度阵求导，使质量和刚度阵不能表示成设计变量显式时，仍能很方便地进行灵敏度分析，又可直接在大型结构分析程序上实施．文中给出的算例说明了方法的有效性及应用价值．     

平行杆系机构的设计和应用研究

分析了几种典型平行杆系机构的结构特性，对各平行杆系机构进行了位移、速度、受力分析，总结了平行杆系机构位移和速度缩放特性、平移特性及杆系可伸缩性，研究了平行杆系机构在工程实践中的应用。     

线控独立转向-悬架导向机构的设计与分析

为了消除车轮跳动过程中悬架导向机构与转向杆系的干涉,实现精确独立转向,提高系统集成度,使无驱动半轴传动的全轮线控独立转向电动汽车前后轮采用相同的独立悬架-转向轮模块化结构,提出了一种一体化线控独立转向-悬架导向机构.根据空间机构学理论推导出该导向机构运动分析公式,利用MATLAB分析了单一变量对悬架动力学参数的灵敏度,确定优化设计变量.运用ADAMS/Car建立该导向机构的虚拟样机模型,在ADAMS/Insight模块中对其进行运动学灵敏度分析,找出关键优化设计变量并对其优化,改善悬架运动性能.     

基于参数化水平集法的约束阻尼结构动力学拓扑优化

约束阻尼(CLD)结构拓扑优化是轻量化设计下实现振动与噪声控制的有效手段。结合约束阻尼结构的有限元模型,以前两阶模态损耗因子及其加权最大化为目标函数,以参数化水平集函数的扩展系数为设计变量,以约束阻尼材料用量为约束条件,建立了基于参数化水平集法(PLSM)的拓扑优化模型。基于伴随向量法推导了目标函数对设计变量的灵敏度,采用优化准则法更新设计变量。算例结果表明:基于参数化水平集法对约束层阻尼结构进行拓扑优化是可行有效的,且以基板结构应变能分布构建初始构型可提高优化效率。此外进一步讨论了在附加质量保持不变的条件下,约束层材料和阻尼材料厚度变化对约束阻尼材料模态损耗因子和最优构型的影响规律。     

柔性多体系统设计灵敏度的高效计算方法

通过使用绝对节点坐标方法和非线性应变位移关系,提出了一种组装柔性多体系统设计灵敏度方程的方法.该方法不仅可以避免推导灵敏度方程所需的大量符号计算,而且能够提高计算灵敏度的效率.给出了平面柔性曲柄滑块机构的算例,通过直接微分法与伴随变量法的对比,表明所提出的方法不仅能够保证精度,而且对于中等规模的设计灵敏度分析,能够使直接微分法达到与伴随变量法相当的效率,具有广泛的工程应用价值.     

基于矩阵力法的杆系结构可靠度计算方法

在基于矩阵力法的单位载荷算法计算出杆系结构破坏过程中结构内力的基础上，使用一次二阶矩法计算了元件的可靠度，并通过结构失效的判断准则确定结构失效路径，采用分枝-限界法从众多的失效模式中搜索结构的主要失效模式。使用PNET方法计算了结构的失效概率。     

K—H类NGW型行星机构系杆调节装置设计研究

从工程实际需要出发，在可调系杆长度的新型行星齿轮传动机构的方案设计和系杆长度调节范围分析的基础上，提出了行星齿轮机构系杆长度调节装置的传动、结构方案，并对其调节精度，工作可靠性进行了分析论证，为这一机构的开发应用提供了必要的理论依据。