地板下结构参数对民机适坠性的影响及优化

为了确保乘员在可生存事故中存活,民机结构必须具备适坠特性.适坠性设计的关键部位为客舱地板以下结构,包括底框、行李舱底部结构和行李舱支柱三个元素.对民机典型机身结构进行了简化,利用LS-DYNA3D建立了1/4缩比动力学仿真模型,考察了行李舱支柱位置、角度及行李舱高度变化对机身坠撞特性的影响.以改善机身适坠性能为目标对地板以下结构参数进行了综合优化,优化过程采用基于均匀试验设计的Kriging近似模型,大大降低了动力学优化的计算代价.优化结果表明合理选择行李舱支柱位置、角度及行李舱高度参数可以有效改善民机机身结构的适坠性能.     

基于混沌搜索的600KW风力机塔架结构优化设计

采用有限元方法对风力发电机塔架进行模态分析,得出了不同结构参数下塔架的固有频率;然后采用支持向量机（the Support Vector Machine）建模方法,建立了塔架结构参数与固有频率之间的快速计算模型;以混沌搜索为寻优手段,对塔架结构进行了优化;将优化结果和正交优化结果进行了比较,并采用有限元方法对所得塔架结构进行强度校核。研究深化了风力机的仿真设计,取得了较好的效果。     

大客车侧翻安全性多目标优化

建立某大客车的侧翻有限元模型,仿真结果表明,其初始设计无法满足侧翻法规要求,需要进行优化设计。为克服碰撞分析的高度非线性给优化造成的困难,结合均匀实验设计、响应面方法和逐步回归技术建立该客车的侧翻响应面替代模型,并以车体质量最小,车身结构吸能最大为目标函数,以满足侧翻法规为约束条件,采用NSGA-II算法进行多目标优化设计。对优化方案进行有限元仿真验证,结果表明,优化方案不仅使该客车满足了ECE R66法规的要求,而且减小了车体总质量,同时增加了车身结构的吸能,有效地提高了侧翻安全性。     

冶金专用车车架结构的优化设计

在某型冶金专用车车架概念化设计的基础上,以有限元结构分析和优化算法相结合为手段,对横梁和纵梁的截面尺寸进行优化,建立了车架的有限元模型,优化数学模型,通过电测试验验证了有限元模型的正确性,采用ANSYS参数化设计语言编制了优化设计程序,用ANSYS软件中的一阶优化方法获得最优设计。实际应用表明该优化设计方法比原有的设计方法更为有效和快捷,该方法可广泛应用于车架优化设计工程中。     

基于响应面法的汽车侧撞安全性仿真优化

建立了整车侧撞有限元模型.通过与碰撞试验结果对比验证了该模型的可靠性.考虑汽车侧围结构的碰撞安全性,由整车侧撞有限元模型导出了侧围子结构模型.采用响应面法进行了车身侧围结构仿真优化.仿真结果表明:基于响应面法的子结构模型可将汽车侧撞安全性优化时间缩短至传统整车模型方法的五分之一.优化后的胸部损伤指标明显降低,满足侧撞乘员保护要求.     

斜拉桥-EMD系统智能模型及控制仿真研究

基于智能算法建立斜拉桥-EMD控制系统的智能模型,并对其进行了智能主动控制的数值仿真.首先利用遗传算法优化BP神经网络的权值和阈值,由仿真数据建立斜拉桥-EMD控制系统的智能模型,代替传统的有限元模型对桥梁结构进行动力分析;然后综合模糊逻辑推理和神经网络理论设计智能主动控制策略,对智能模型进行智能主动控制,数值仿真结果表明:此方法振动控制效果良好,可以有效抑制桥梁结构地震波激励下的结构动力反应.     

盾构机掘进对大堤安全影响的三维数值模拟及试验验证

基于自适应接触算法,建立盾构机、土体、大堤三者相互作用三维非线性有限元模型,结合刚度迁移法对盾构机掘进过程进行仿真,详细模拟盾构机超挖、机身坡度、机身与土体的相互作用、注浆时空变化性质、开挖面泥水压力、拖车作用等施工因素.模拟结果在与试验段实测数据进行对比的基础上,预测了大堤在盾构机掘进过程中的沉降规律,为越江隧道施工过程中保障防洪大堤的安全提供参考.     

基于GANN的机翼盒段试验件传感器的优化配置

对机翼盒段试验件进行了结构分析,采用有限单元方法,建立了其结构的有限元模型,并进行了冲击压电响应数值仿真。构造了一种基于损伤检测的压电智能结构传感器优化配置的遗传神经网络(GANN)方法,采用该方法对机翼盒段试验件压电传感器进行了优化配置,得到了传感器对应于其初始布置模式下的最优配置,为该结构试验件的实际压电传感器的优化配置提供指导依据。仿真结果也表明,对于更多传感器的初始布置模式,采用该遗传神经网络方法可有效减少更多传感器的数量,从而降低成本。     

基于动力学仿真的舰炮基座结构拓扑优化设计

根据密度法的基本理论,结合工程实际,以非线性动力学仿真为基础,建立了某舰炮基座结构拓扑优化有限元模型.通过对最小成员尺寸的控制,避免了基座优化模型出现数值不稳定问题,得到了基座的优化设计结构,并用于全炮非线性动力学仿真分析.在引入比刚度结构效能的情况下,对比分析优化前后的仿真结果,表明基于密度法的基座拓扑优化设计结构能够满足该舰炮的工程实际需要,为舰炮轻量化设计提供参考和借鉴.     

新型横向磁通永磁电机电磁场有限元分析

为了验证新型四相横向磁场永磁电机(TFPM)的可行性,为其建立了模型并进行电磁场有限元分析。采用Solidworks软件,为其新型拓扑结构建立了三维模型;在Maxwell 3D仿真环境下进行网格划分,材料赋值,定义边界条件等操作,对其磁通密度、自定位力、电磁力、转矩等参数进行了三维电磁场有限元分析。实验证明,样机运行平稳,四相结构设计减小了电机自定位力,有效抑制了转矩脉动,有限元仿真结果与实验结果一致,验证了该拓扑结构的可行性。     

大型空间刚架结构参数优化与试验对比

为了对某型号大型电除尘器空间机械刚架进行结构参数优化，建立了其优化过程模型；在ANSYS软件平台上，利用基于Fortran语言的ANSYS二次开发语言APDL建立了空间结构虚拟样机可重用三维参数化数字模型，完成了结构虚拟强度仿真分析；基于分析结果，建立了优化数学模型，完成了结构参数优化，目标函数下降25.85%，优化效果明显，优化程序有良好的通用性和可移植性；针对优化后的结构，设计加工了一个试验台，进行了强度应力试验，并和虚拟试验进行了数值对比，结论认为优化结构合理，ANSYS虚拟仿真数据结果可靠。     

一种基于数字地球的运动模型与地形匹配方法

三维模型与地形的匹配问题涉及到模型控制矩阵与模型与地形接触点高程值的计算。其中接触点高程值的计算问题与地形渲染采取的数据组织和绘制算法密切相关,采用规则网格构建地形的数字高程模型,在此基础上提出了弱网格实现数据结构的地形匹配算法。首先为三维模型在三维GIS视景中建立了数学控制匹配模型,然后基于规则网格像素坐标系计算模型与地形接触点的高程值。方法不考虑规则网格的具体绘制实现技术,在采用规则网格的地形下具有较强的适用性。     

面向虚拟装配的框架数据模型研究

为了解决虚拟装配系统中装配意图的捕获、零件模型的精确定位等问题,提出一种框架数据模型。将典型装配过程性知识封装到过程框架中,将蕴藏在零件模型B-rep中的工程信息封装到特征框架中,框架实例对象同产品层、显示层中的数据对象一起构成框架数据模型。应用结果表明,数据模型不仅满足了装配信息完整性和虚拟现实实时性的要求,而且帮助解决了上述问题。     

人工晶体植入状态的三维数值模拟分析

白内障手术人工晶体植入过程及运行状态与术后远期后囊膜浑浊有显著的相关性。论文针对疏水性丙烯酸酯折叠式Acrysof和亲水性丙烯酸酯折叠式Akreos两种人工晶体,利用有限元数值模拟技术分析了晶体植入囊袋的过程及运行状态。三维数值模拟结果显示,人工晶体植入后囊膜出现褶皱的区域和术后远期后囊膜浑浊的调查研究结果相吻合。模拟结果表明人工晶体的结构特征是造成后发性白内障的重要原因,对人工晶体的结构优化是解决后发性白内障的重要方面。采用实验联合数值模拟计算的材料参数识别新方法,解决了人工晶体的材料参数识别问题。     

载人航天器回收着陆半实物仿真系统研究

介绍了载人航天器回收着陆半实物仿真系统的需求、设计方案和框架结构。针对回收程控装置工作的特点和载人航天器回收过程的动力学特性,在面向对象的基础上建立了由指令和时间触发的分阶段的物伞系统整个飞行过程的动力学模型。与其他降落伞软件系统相比,该系统为国内外首次搭建的物伞系统整个飞行过程的半实物仿真软件。     

离心力—振动复合动力学环境的仿真

在建立离心机和振动台系统组成的复合动力学环境数学模型的基础上,提出了一种将结构动力学、有限元分析和可视化技术相结合的方法,对离心力－振动复合动力学环境进行计算机仿真。文中首先讨论了仿真软件的设计思想,介绍了振动和离心力复合动力学环境仿真软件CDE＿VISM的结构,讨论了将图形技术的数据场可视化、动态数据场显示技术应用于有限元计算后处理的方法及CDE＿VSIM与MATLAB的接口方法。最后通过对在离心力作用下振动台运动的仿真和实验结果比较,验证了所建立的离心机和振动台系统组成的复合动力学环境数学模型的正确性。     

基于虚拟样机的个性化产品多Agent建模研究

为满足客户对产品的特殊需求、建立有效的非专业人员产品设计平台,提出了基于Internet的个性化产品开发过程,建立了基于虚拟样机的个性化产品开发体系支撑框架。通过产品簇的结构关系及建模技术来构建个性化产品语义特征模型。运用多Agent的建模方法、协商模型来实现个性化产品的结点间的协同一致,达到产品的设计要求,并通过一个例子来介绍个性化产品多Agent建模过程。     

交互式飞行视景仿真系统的设计与实现

基于六自由度运动模型,提出了Vega环境中飞行运动的数学表示及其C 语言描述方法,构建了通用的基于C /Vega的交互式飞行视景仿真系统的驱动程序流程和模块化功能结构,并基于MFC构架利用Vega的实时仿真驱动开发了交互式的实时飞行视景仿真系统。该系统可与控制主机、光电跟踪设备一起形成控制闭环,模拟飞机对运动目标的跟踪过程,并将相应的飞行参数以仪表的显示方式输出,辅助用户测试和评估光电跟踪设备的性能。