基于传递矩阵法的电流变体-砂浆悬臂梁动态特性仿真

利用电流变体作为驱动元件与基体砂浆材料直接复合制成智能悬臂梁结构．调节施加在电流变体上的电压,用瞬态激振的方法测定其在不同电场激励下的自振频率,发现当电场强度超过2kV／mm时,电场变化对复合梁的振动频率有一定的影响,其中对一阶频率的影响最大．在实验研究的基础上,基于传递矩阵法和线弹性断裂力学理论,通过定义等效裂纹深度,建立了含电流变体的砂浆复合悬臂梁的振动模型,并得到理论计算复合悬臂梁频率的特征方程．根据实验数据确定模型的参数,并编制MATLAB程序来模拟含电流变体的砂浆悬臂梁随电场强度变化时自振频率的变化规律．研究结果表明,该模型的模拟值与实验值吻合得较好,说明利用这种方法建立含电流变体砂浆复合结构的振动模型是基本可行的．     

基于LS-SVM的多模型非线性主动预测容错控制

针对具有故障先验知识的非线性系统,在基于BP神经网络多模型预测的主动容错控制方法中,存在建模所需样本多、网络结构难以确定、收敛速度慢、易陷入局部极值及非线性预测控制计算复杂等缺点,提出一种基于LS-SVM的多模型主动预测容错控制方法.首先基于LS-SVM建立系统正常或已知故障模式的动态模型库,实际运行时依据对系统性能容忍度指标与模型失配度指标的实时计算分析,判断系统所处的不同运行模式,既而采用对LS-SVM非线性核函数的线性化近似表示方法求取对应系统不同运行模式的局部线性预测控制律以实现对系统故障的主动容错.以一非线性系统实例仿真验证所述方法的可行性和有效性.     

动态数据驱动的LS-SVM多模型预测主动容错控制

针对非线性系统提出了一种基于动态数据驱动的LS-SVM多模型预测主动容错控制方法,使系统对已知故障容错的同时,利用动态数据驱动对模型的补充,实现了对未知故障的主动容错．该方法首先基于LS-SVM建立系统正常或已知故障模式的动态模型库,实际运行时依据系统对性能容忍度指标和模型失配度指标的实时计算分析,判断系统所处的运行模式,当系统发生已知故障时,直接调用动态模型库中已有的模型,并采用经局部线性化近似预测控制算法计算控制律;当系统发生未知故障时,则选用模型库中最接近当前运行模式的模型进行故障过程的过渡容错控制,并以动态数据5步补充循环算法,快速建立该未知故障的LS—SVM模型,进而利用新模型实现系统对未知故障的主动容错．并以一非线性系统仿真实例验证了所述方法的可行性和有效性．     

混凝土在三轴比例加载下的损伤特性研究

将根据Najar损伤理论建立的单轴受压条件下混凝土损伤模型推广应用到三轴受压状态、利用由Simpson积分方法建立的损伤模型,计算得到了混凝土在三轴比例加载作用下,竖向主应力方向的损伤曲线．研究结果表明,混凝土在三轴受压和单轴受压作用下的损伤有相似的发展趋势．2种类型加载历史下混凝土损伤都随着应变的增大而增大,且初始加载阶段损伤发展较快,加载末段损伤发展缓慢并趋于稳定值．但是,在相同应变历史条件下,三轴受压下的损伤值比单压下的损伤值明显变小,而且随着侧压比例的增大损伤进一步减小,说明侧压有效限制了混凝土损伤的发展．另外,三向等比例加载状态下混凝土损伤近似沿直线增长,且损伤增长速率非常小,说明这种加载状态对于充分发挥混凝土受压特性是最有利的．     

基于能量耗散的多轴应力状态下混凝土损伤模型

针对多轴应力状态下的混凝土损伤问题,假设损伤在主应力空间是正交各向异性的,选用Ottosen四参数破坏准则来确定多轴应力状态下混凝土破坏的极限应力,确定强度提高系数,结合Saenz提出的典型单轴本构模型建立等效单轴本构模型.根据Najar损伤理论,定义了综合损伤变量D,从能量耗散的角度提出一种用于多轴应力状态下的混凝土损伤模型.在计算损伤时采用精度较高的高斯积分法,通过对3种不同的三轴比例加载下损伤的研究,初步验证了模型的有效性,且模型形式简单,精度高,便于应用.     

基于集中柔度模型电流变体-砂浆悬臂梁固有频率的理论分析

直接将电流变体密封后埋置在砂浆梁中制成智能复合悬臂结构,采用瞬态激振的方法测定其在不同电场强度下固有频率,对频率随电场强度的变化规律进行了实验研究.结果表明电场强度对第一、二阶频率影响比较大,对第三阶频率影响很小,而且电流变片埋置位置对复合梁的整体振动特性的影响比较大.在此基础上,利用一种基于集中柔度模型的分析裂纹梁动态响应的新方法对这种复合结构进行了数值分析.通过定义等效裂纹深度,建立了电流变体-砂浆复合悬臂梁的振动模型,得到计算复合悬臂梁频率的特征方程,并根据实验数据确定模型的参数,最后用于模拟含电流变体的砂浆悬臂梁随电场强度变化时固有频率的演化规律.研究结果显示,该模型的解析解与实验值吻合得较好,对前三阶频率模拟的效果较为理想,说明该模型可用于含电流变体砂浆复合悬臂梁的振动分析,为电流变体在实际工程结构振动控制领域的应用奠定了理论基础和实验依据.