岸桥行星式起升减速器振动与温升试验分析

设计了行星式起升减速器及基于功率封闭的试验方案,并针对振动和温升两大性能,完成了相应的试验研究.测得了不同工况组合下行星减速器振动加速度,分析其振动特性,并综合评价了减速器的传动性能.在不同扭矩和油位下完成了减速器的温升分布实测,得到关键部位和润滑油的温升,且润滑油温升符合标准规定.试验结果表明,行星式起升减速器的振动和温升性能符合要求.     

起重机械紧停工况制动冲击及动力学响应分析

起重设备运行过程中的紧急制动,常常伴随巨大的冲击载荷,引起结构剧烈摇晃,在极端情况下甚至造成设备损坏。以某岸边集装箱起重机为例,建立其制动过程的运动学方程,以及结构在制动冲击下的瞬态动力学方程,讨论了不同制动策略对整机制动距离以及结构响应的影响,并实地测试其在不同制动策略下结构的动力学响应。研究表明,不同制动策略对制动距离和结构动力学响应有很大影响,可以通过调整制动策略,减小结构的水平振动位移响应。     

基于协同设计的架桥机结构设计及分析

使用CAD/CAE来开发设计架桥机,存在开发的专业性不强,架桥机的结构设计仍然存在着设计与分析计算相脱节、效率低等诸多问题,以JQ160-30A架桥机研发为例,构建了一个架桥机结构CAD/CAE协同设计系统,综合运用模块化技术、参数化技术、协同设计等技术来实现该系统的各部分的联合设计功能。     

基于正交回归试验法的煤矿剪式抓斗优化设计

煤矿剪式抓斗的挖掘过程是一个复杂的非线性动力学问题,由于动态平衡方程的不确定性使得该类问题的优化设计不易实现.建立了抓斗挖掘过程的数学模型,获得了不同设计参数下的挖掘性能数据样本点,然后构造了三因素五水平正交试验;构建了物料挖掘过程目标函数的二次多项式响应面模型,并采用最小二乘法求解响应面模型中的待定系数向量.利用多目标优化的理想点法对抓斗的几何参数进行优化,获得了一种性能更优的产品.与蒙特卡罗法的计算结果对比表明,该方法具有良好的预测能力,并大大减少了仿真计算的规模.     

基于非支配排序遗传算法的塔机有限元模型修正

为了建立一个能准确反映结构实际状态的有限元模型,提出了一种基于非支配排序遗传算法Ⅱ(NSGA-Ⅱ)的有限元模型修正方法.首先建立初始有限元模型,基于二次响应面法,得到有效的响应面替代模型,然后采用NSGA-Ⅱ对该模型进行修正,最终建立了满足工程精度要求的可靠的有限元模型.给出了某型塔机有限元模型修正的工程算例,将修正后的计算结果与实测数据相比较,说明了基于NSGA-Ⅱ多目标优化算法对于有限元模型修正具有理想的效果,修正后的有限元模型能准确反映结构力学特性.     

桥梁结构气动导纳识别的随机子空间方法

气动导纳是反映脉动风速谱与抖振力谱之间传递特性的一个重要函数,其精度直接影响着桥梁设计过程中对结构抖振响应估计的精度.首次提出的采用基于输出协方差估计的随机子空间方法来识别桥梁结构气动导纳,将风洞试验简化为一步性的工作,解除结构阻尼对识别精度的制约,降低风洞试验的难度和成本,缩短试验周期.通过对江阴长江公路大桥的气动导纳识别的实践,表明提出的方法可以成功地得到满足工程精度的气动导纳函数,且简单易行.     

刚度、阻尼矩阵非对称性对气动导数识别的影响

针对桥梁结构节段模型风洞测振试验中因风的作用而导致的系统刚度矩阵和阻尼矩阵的非对称性可能影响识别结果这一问题,利用状态空间法仿真薄平板模型在均匀风场中的自由衰减响应和紊流场中的抖振响应,分别采用特征实现算法(ERA)和随机子空间法(SSI),识别出均匀流场和紊流风场中的理想薄平板模型气动导数.通过与仿真所用的薄平板模型的气动导数理论值的对比,确定等效刚度矩阵和等效阻尼矩阵的非对称性对系统识别方法所得结果的影响.仿真结果表明,目前,应用比较广泛的ERA方法和SSI方法,均对阻尼矩阵和刚度矩阵的非对称性具有足够的适应性.     

7500吨浮式起重机风载荷特性分析

采用1∶200的几何缩尺比制作模型,高频动态天平测力技术,按0~180°范围内不同风向角、3种不同臂架幅度及两种风场地貌确定了78种试验工况,完成了7 500吨浮式起重机基底响应的风洞试验.对基底响应试验数据无量纲化后,分别从风向角、臂架幅度及风场地貌3个方面各自对风载荷特性的影响进行了全面研究分析.结果表明:1)等轴侧方向(135°风向角)浮吊的实际风载荷达到最大,如果只沿主轴方向(90°风向角)进行结构或整机风载荷稳定性校验,则可能漏掉整机实际最大风载荷;2)不同臂架幅度下结构迎风面积不同,将导致基底响应不同;3)开阔海域的A类地貌和近岸海域的B类地貌下基底响应的差异不显著.     

基于改进区间逆响应面法的塔机有限元模型修正

有限元模型修正技术广泛应用于机械等领域。在工程实际中,由于多种因素的影响,实际结构（如塔式起重机,简称塔机）与有限元模型之间普遍存在不确定性误差,造成有限元分析结果失真,因此研究结构的不确定性有限元模型修正具有重要意义。由于塔机应用的广泛性和事故的高发性,在考虑参数不确定性的情况下,对塔机的有限元模型进行了修正。为提高模型修正效率,引入响应面模型来代替塔机的有限元模型,利用RBF神经网络具有对复杂问题高精度拟合的优点,提出了一种改进的区间逆响应面方法对塔机进行了不确定性修正。通过三自由度弹簧-质量系统证明了所提出方法的可行性,并对实际塔机结构进行了区间修正,改善了传统区间逆响应面方法的不足,结果具有很高的计算精度和计算效率。     

钢框架结构离散优化问题的理论下界

针对两种典型的钢框架结构离散优化问题,即柔度约束的最小体积问题和体积约束的最小柔度问题,提出了基于凸组合的线性松弛方法,将关联离散变量进行线性松弛,进而将非线性、非凸的离散优化问题转化为松弛的凸规划问题.其中,体积约束的最小柔度问题可松弛为二阶锥规划问题,柔度约束的最小体积问题可松弛为半定规划问题.采用成熟的优化求解器,就可以得到两类凸规划问题的全局最优解,也就是原离散优化问题的理论下界.以一跨四层钢框架的离散优化问题为例,用所提出方法进行求解,并用枚举法和遗传算法对优化结果进行验证.数值结果证明,所提出方法可以快速得到离散优化问题的理论下界.