改进布谷鸟算法在结构可靠性分析中的应用

在计算过程中，标准布谷鸟算法（cuckoo search algorithm，CS）中的参数是保持不变的，这影响了该算法的收敛性和计算精度。为了克服这一缺陷，首先探讨了标准CS中飞行步长和淘汰概率两个关键参数的变化规律对该算法全局搜索与局部搜索能力的影响，然后对这两个参数进行了自适应改进，同时，提出了一个具有全局最优导向的搜索方程以进一步提高CS的局部搜索能力和收敛速度。利用改进后的CS与人工神经网络响应面法相结合进行结构可靠性分析。算例分析说明，与标准CS以及粒子群算法和遗传算法相比，所提出的改进CS在进行结构可靠性分析中，能够有效地减少计算时间并提高解的精度。     

一种典型无人直升机操纵机构的建模与分析

无人直升机操纵机构的输入/输出关系复杂,传统上的设计方法有很多局限,为优化操纵系统的设计,必须对操纵机构进行精确建模与分析.针对一种典型的带伺服小翼的无人直升机操纵系统,运用分析空间机构的方法建立其运动学模型,并将整个机构其分解为3个模块,对每个模块的功用进行完整的分析并给出机构运动学方程,最后对整个机构进行数值仿真.     

复杂跨声速气动弹性现象及其机理分析

虽然跨声速颤振、抖振和嗡鸣等问题不是新的研究课题,但这些跨声速气动弹性问题时常困扰着航空航天飞行器的研制,这与其复杂性密切相关.跨声速气动弹性的复杂性源于流动的非线性和非定常特性,但其中的物理机制仍有待深入研究.本文以跨声速单自由度颤振、抖振锁频以及机翼弹性特征降低抖振边界等现象为例,阐述了这些复杂流固耦合现象的诱发机理,并对其相关性进行了系统性研究.研究指出,跨声速状态下的结构大幅振动大多与气动弹性稳定性相关,线化模型也能够很好地预报一些复杂动力学现象的发生边界.跨声速气动弹性的复杂性主要源于跨声速状态下流动的稳定性降低,与经典气动弹性问题相比,多出了一个流动模态,流动模态和结构模态之间的耦合常导致跨声速状态下发生特殊的气动弹性现象.     

基于构型设计的包装容器缓冲效应数值分析

基于材料结构塑性变形能量耗散机理,提出了3种基于构型设计的安全包装容器,并采用Abaqus/Explicit有限元软件针对包装容器不同姿态自由跌落进行了数值模拟,分析了容器结构50 m高度自由跌落正碰、侧碰和斜碰金属靶体的冲击响应.数值结果给出了不同冲击环境下安全包装容器各部件变形及应力分布,讨论了不同结构形式包装容器的冲击缓冲性能.研究表明,3种构型设计的包装容器均能承受50 m高度自由跌落冲击,基于外壁凸起的薄壳结构和低阻抗宽平台应力材料填充方式的缓冲设计方法均能实现对被保护体有效的冲击防护.      

混合核函数的性质及其在混合灵敏度分析上的应用

为了度量不同的分布参数对结构输出性能统计特征的影响,定义了失效概率及功能函数统计矩对输入变量分布参数的混合灵敏度.并针对混合灵敏度,相应地定义了一种新的混合核函数.推导了一般两分布参数情况下混合核函数的表达式,并讨论了其通用的性质.利用这些混合核函数的性质,解析地求得了正态变量情况下二次不含交叉项功能函数失效概率混合灵敏度的解析解.算例中数值仿真算法与解析结果的对比验证了基于混合核函数的失效概率混合灵敏度近似解析表达式具有较高的精度.     

提高金属结构动态应力计算精度的方法研究

复杂结构动态应力的精确计算是一个始终没有解决的问题,严重的影响了结构的疲劳寿命预估.采用位移模态叠加法的思路,将应力表示成模态应力的叠加形式,然后采用基于模态叠加理论的虚拟激励法,直接求得随机振动环境下动态应力的响应功率谱.这种方法的优点是避免了常规有限元法计算结构动态应力时必须对单元形函数求导的做法,并考虑了模态间的耦合效应.计算结果表明,采用本方法计算结构动态应力相较常规有限元方法将会得到更好的计算精度.     

空间两直线平面角与其投影角变化关系的探讨

空间两直线的平面角是工程实际中经常碰到的问题,在工程制图的教学中,未能给出解决任意平面角的图解问题。本文应用三射线定理,在投影角度一定的前提下,详细地分析任意平面角与其投影角之间的变化规律,以期强化工程制图的教学工作,深化空间角度在工程实际中的应用。     

考虑报废的K/N冷备份冗余系统可修复备件优化

K/N冷备份冗余系统是提高系统可靠性的重要手段.针对已有分析模型未考虑备件在工程实际中存在一定报废率的客观情况,分析了K/N冷备份冗余系统的特点和工作流程,以最小化维修成本为目标,构建了单层两级的K/N冷备份冗余系统可修复备件优化模型,并基于可修复备件库存分配建模理论,研究了考虑报废后备件保障效能的分析流程和方法;然后采用边际分析法给出该优化模型的求解方法,并应用研究结论对备件的需求量进行预测;最后,通过算例分析验证了文中模型的合理性和适用性.     

飞机越界阻滞系统阻滞特性的数值仿真

为研究飞机越界阻滞系统的阻滞特性,以阻滞工程材料——泡沫混凝土的静态压缩和落锤冲击实验为基础,通过有限元程序分析确定了仿真计算的材料模型和参数,并对FAA（美国联邦航空局）的飞机阻滞试验进行数值模拟,验证了飞机阻滞的简化模型和数值模拟方法的可行性. 数值分析结果表明:阻滞效果随阻滞材料强度和铺设厚度的增大而增强,厚度达到临界值后阻滞效果减弱.      

基于自由式Hopkinson压杆技术的MEMS动态力学性能研究

采用自由式Hopkinson压杆技术对MEMS试样进行高过载冲击试验,讨论了在不同过载加速度峰值和不同脉宽下MEMS试样的动态力学性能响应。研究表明,MEMS试样的破坏不仅与过载加速度峰值有关,还与脉宽有关。如脉宽约为90μs时,试样破碎的临界过载加速度峰值是34 000 g;脉宽约为170μs时,破碎的临界过载加速度峰值是12 000 g。通过计算冲击能量值,发现使试样破碎的冲击能量阈值是28 J。电镜扫描观测冲击后的试样,发现其主要失效模式是结构的整体性破碎。