结构行为一致多尺度有限元模型修正及验证

研究面向结构健康监测和损伤评估的含局部细节的结构多尺度有限元模型的修正和验证方法.以实验室的大跨桥梁结构钢箱梁纵向加劲桁架缩尺试样为研究平台,具体讨论了多尺度模型修正和验证的实施过程.首先分析了影响此结构多尺度模型精度的一些因素,如边界约束刚度、焊趾及其附近的几何及材料参数等,然后采用基于灵敏度的方法对多尺度模型进行修正,并通过不同于修正过程的加载工况和不同位置处的实测数据从动力特性和静力响应等多方面对所建的结构多尺度有限元模型进行了验证.结果表明:基于子结构方法建立的结构行为一致多尺度模型是有效的.     

钢桁架梁桥次应力分析

用有限元软件Midas/Civil对某简支钢桁架桥进行结构计算,探讨结构引起结构次应力的主要因索之一:节点刚性.同时根据次应力大小是否考虑其影响,并就减小钢桁架结构次应力给出一些建议措施.     

钢桁架拱桥的结构优化分析

为优化钢桁架拱桥的结构设计,利用ANSYS有限元软件的APDL二次开发功能,建立参数化钢桁架拱桥模型,开发影响线计算程序.利用影响线求解桥梁结构最不利活载位置.通过灵敏度分析将优化设计与可靠度分析联系起来,以桥梁结构关键构件和关心位置最大轴向应力和最大竖向位移为状态变量,以截面尺寸为设计变量,并以全桥自重为目标函数,将基于可靠度的结构优化与传统结构优化进行对比.结果表明,基于可靠度的钢桁架拱桥优化结构可以节省大量计算时间和空间,并有效减轻桥梁的自重,改善结构受力.     

结构损伤一致多尺度模拟和分析方法

以一个重要的大跨桥梁为工程背景,基于非线性有限元分析软件ABAQUS,研究了大跨结构以损伤分析和状态评估为目标的结构多尺度模拟中的一系列关键理论和技术问题,包括多尺度建模方法和策略、基于子结构方法和基于多点约束衔接方法的多尺度建模过程,结构一致多尺度模型的修正和验证,以及应用多尺度模型进行结构损伤分析的方法与策略.研究结果表明,应用所提出的大跨结构一致多尺度建模方法和策略,能够有效地建立适用于实际大跨桥梁结构损伤分析的多尺度有限元模型,满足不同尺度下结构特性分析和局部损伤演化过程仿真计算的需要.而基于多尺度模型进行的局部疲劳损伤累积的仿真分析结果表明,发生于局部焊接细节的疲劳损伤与结构的局部应力响应之间有较大的耦合作用,在结构的多尺度损伤分析过程中应予考虑才能得到比较准确的寿命评估结果.     

焊接残余应力及几何缺陷对桁架臂稳定性影响分析

针对履带起重机桁架臂生产制造过程中产生的初始几何缺陷和焊接残余应力,建立了桁架臂多尺度有限元力学模型,采用MP C技术实现梁单元和实体单元之间的连接.利用生死单元技术模拟焊缝金属的填充过程和温度场向应力场的转换.基于缺陷模态法模拟桁架臂的初始几何缺陷,并定义了适合桁架臂结构的缺陷幅值,分析了前六阶缺陷模态对桁架臂承载能...     

钢桁架结构损伤检测的柔度曲率幅值突变系数法

为了对钢桁架结构的损伤情况进行比较准确的检测,应用了柔度曲率幅值突变系数法.首先应用ANSYS对钢桁架结构的单个或多个损伤同时出现的情况进行了数值模拟,然后用一个钢桁架模型对ANSYS的计算结构进行实验验证.数值模拟的结果表明:用柔度曲率幅值突变系数法可以对钢桁架结构单个或多个结构同时出现的情况进行比较准确的判定.实验结果与数值模拟结果基本吻合.     

模型修正技术在结构边界连接参数识别中的应用

对某钢桁架结构进行有限元建模,分析边界连接刚度对该钢桁架结构平面外模态参数的影响.结果表明只有连接刚度的部分分量对平面外参数有显著影响.基于该钢桁架平面外模态参数的实测值,采用模态修正技术对边界连接刚度的部分分量进行识别,得到比较满意的结果.结果表明固有频率实测值与识别值误差很小,在该建模条件下的识别值即为该钢架的边界连接刚度,验证了模型修正技术在解决实际参数识别问题的可行性和有效性.     

改进的遗传算法在型钢桁架结构拟满应力优化设计中的应用研究

将遗传算法应用于型钢桁架的拟满应力优化设计中,为改进传统遗传算法优化计算过程中结构重分析次数太多、搜索效率不高的缺点,运用并列选择技术对传统的遗传算法进行了改进.把型钢桁架的满应力优化设计看作是一个多目标优化问题,同时把离散变量的满应力优化设计与改进的遗传算法相结合,充分考虑受压杆件的稳定性,建立以各杆应力比最大为优化目标的适应值函数,根据工程实际充分考虑规范规定的约束条件和各项技术标准要求,建立了型钢桁架结构的优化模型,大大提高了优化运算效率.算例结果表明,改进的遗传算法收敛快、精度高,应用于离散变量结构优化设计是有效的.     

基于SiPESC.OPT的结构动力模型修正研究

将模型修正问题转化为优化问题,基于自主研发的优化分析软件SiPESC.OPT并集成结构有限元分析软件,研究了结构动力模型修正问题,通过桁架和Garteur飞机的修正算例很好地证明了该方法的可行性.通过SiPESC.OPT和商用有限元软件的集成,实现了优化算法和有限元分析类型多样性的需求,不仅提高了模型修正的效率,且保证了有限元分析的精度,有很高的工程实用价值.在Garteur飞机修正算例中,详细阐述了模型精化、参数增减及取值范围调整、灵敏度分析等过程,取得了精度很高的修正结果.     

广州珠江城超高层大厦施工过程力学分析

以广州珠江城超高层大厦为例,结合施工过程定期对该楼23～27层外伸及带状钢结构桁架进行现场应力应变监测.同时,采用有限元软件ETABS中的顺序施工模块功能,对该楼模型进行施工过程数值模拟分析.监测结果表明：钢结构是安全的;模拟分析理论值与实测数据吻合较好,表明有限元模拟分析计算模型和方法的正确性.研究成果可作为广州珠江城大厦安全施工控制方面的一项重要评估指标,同时对同类工程具有参考价值.     

FMS集成设计系统的研究与开发

运用并行工程的基本原理,采取面向对象的统一建模方法对ＦＭＳ生命周期的各个阶段进行集成研究,开发了一个集ＦＭＳ规划设计、计划调度、控制及仿真为一体的集成设计系统．介绍了该集成设计系统的总体结构及主要功能模块．     

承载式车身结构局部改型的快速耦合参数化优化设计

针对局部改型结构建立参数化模型,并与其余有限元模型耦合,生成车身结构局部参数化耦合模型.根据性能验证该快速耦合参数化建模的可靠性以及基于该方法所建立模型优化设计的合理性.车身局部参数化耦合模型的建模准确度较高,通过试验设计及径向基函数建立的近似模型能够较好地预测车身耦合模型的性能,利用混合方法多目标优化算法求解设计变量,可实现多目标的优化设计.故快速耦合参数化优化方法在满足设计有效性同时可节省建模时间、提高优化效率.     

基于反应基元的非线性系统灰箱建模方法

提出一种基于反应基元的建立复杂非线性系统模型的灰箱建模方法.首先根据先验知识及系统特性分析引入过程的初始反应基元,并以此为出发点建立结构逼近神经网络模型,实现基元之间的关联,赋予网络节点实际的物理意义;然后,通过提出的最小化预测误差,结合逐步回归分析方法选择最优反应基元,优化网络结构,建立起表示系统变量关系的灰箱模型.以实际橡胶硫化促进剂制备的间歇反应过程作为实验对象,建立以生成物浓度为输出的数学模型,达到较高的输出预测精度.     

基于XGBoost-PSO的混凝土重力坝体型多目标优化设计

为解决重力坝优化设计以截面尺寸作为唯一设计变量,缺乏考虑材料属性对重力坝优化设计影响的问题,综合经济、抗震安全进行重力坝多目标优化设计方法研究,构建了综合经济、抗震安全指标的多因素评价体系;采用ABAQUS软件对重力坝进行有限元静动力分析,基于计算结果采用变权功效系数法进行量化评价;采用XGBoost-PSO算法进行寻优得到最终优化方案。实例验证结果表明：多目标优化方案与初始方案相比,在经济、抗震安全指标上都得到了明显改善;相比传统单目标优化模式,经济、安全多目标优化更适用于抗震安全要求高的重力坝工程。     

非线性电阻Pspice模型的建立

提出一种基于Ｐｓｐｉｃｅ上新颖的非线性器件的方法，并以非线性电阻为例具体加以实现，该模型是一个通用子电路模型，并且可以应用于任何电路仿真及电力半导体器件建模中，由于在该模型的建立中采取了非线性函数的曲线拟和方法，使得原先在Ｐｓｐｉｃｅ中无法实现的非线笥器件可以通过易于实现的受控源来模拟拟和多项式函数。     

并行过程的参数化建模（Ⅱ）

针对并行过程的特点,采用已经获得的并行过程的参数化建模方法,对两个典型的并行过程实例进行了分析和建模,获得了两个实例初步的静态参数化模型,可用作过程仿真和控制。建模方法具有普遍意义,可为进一步的动态过程仿真和控制以及过程优化等研究奠定一定的基础。     

公交线路的车辆调度问题——2001年全国大学生数学建模竞赛B题

通过计算机模拟仿真得到各间隔的参数，而后转化为多目标规划再求解。对已有的数据进行分析，运用模糊聚类分析法，将一工作日分为若干段。问题1：对模型1考虑了乘客的上下车人次都是定长（均匀）分布，通过计算机仿真求得各间隔的参数，然后通过多目标规划进行求解，并得到最终解。对于模型2我们考虑了乘客的上下车人数都是服从Poisson分布，用Monte Carlo法进行仿真，然后通过多目标规划进行求解，并得到最终解。问题2：在求解过程中时间段的划分对其程序有很大程度的影响，在实际采集数据中应当注意到各个时间段。     

Concurrent Process Planning for Machined Parts

IntroductionDevelopment of a product undergoes a sequence oflife- cycle phases including design,process plan-ning,manufacturing,inspection,and main-tenance. In the past,these product developmentactivities were organized in a sequential manner:from design to downstream life- cycle phases.Asthe design engineers tend to generate designs withexcellent functional performance,these designsusually require excessive manufacturing efforts;therefore,leading to a high production cost[1,2 ] .　 To reduce …     

快速成型ASP平台的关键技术研究

研究了快速成型ASP平台实现的一些关键技术,介绍了ASP.NET技术的基本原理和使用方法,分析了快速成型工艺选择的评价体系,提出了多目标模糊工艺的优化算法,并给出了运算实例。     

快通系统排队问题的建模与多目标优化

为减少游乐场游客排队时间并提高其满意度,通过改进通道设计和增加团体游客类型等因素建立快通系统模型,并对其进行多目标优化.首先以平均等待时间、平均逗留时间和游客满意度为因子建立评价系统,并进一步提出初始多目标模型;然后通过改进通道设计和增加现实约束条件,建立了多目标优化模型并给出模拟求解算法;最后仿真结果表明所建立的优化模型能够大大减少游客等待时间并提升满意度.