平纹机织复合材料纯电动汽车电池箱多尺度可靠性优化设计

为了充分发挥碳纤维复合材料的潜能,提出一种多尺度的复合材料结构可靠性优化设计方法。以平纹机织复合材料新能源汽车电池箱为研究对象,基于有限元法的均匀化理论预测方法,将机织复合材料各尺度之间的弹性参数进行关联,建立复合材料弹性性能预测解析模型和电池箱有限元模型。鉴于复合材料结构和设计变量受不确定性因素的影响,结合Kriging代理模型、SORA(stochastic optimal routing algorithm)法和蒙特卡洛仿真法,实现机织复合材料电池箱的多尺度可靠性优化设计。结果表明,优化后的电池箱在满足可靠性和轻量化要求的同时,能有效提高电池箱的模态频率和刚度,可为机织复合材料汽车零部件的优化设计提供指导。     

三维紧支撑正交多尺度函数的构造

给出了三维正交的单尺度函数构造三维紧支撑正交的多尺度函数的方法,并探讨了相应组合系数应满足的条件.研究表明,三维正交多尺度函数可以通过所给三维单正交的尺度函数的线性组合而成,但其构造出来的多尺度函数不唯一,而其平移伸缩构成的空间与单尺度函数的平移伸缩生成的子空间相同.     

三维机织圆管复合材料拉伸载荷下损伤过程的有限元模拟

在已有三维机织圆管复合材料几何模型的基础上采用三维实体有限元方法,建立细观单胞模型模拟三维机织圆管复合材料在轴向拉伸情况下损伤的起始、扩展、直至最终破坏的全过程.采用改进的树脂传递模塑(Resin transfer moldling,RTM)工艺制作了拉伸试件并进行了相应的试验.计算结果和试验结果吻合良好,均是纬向纱线横向首先产生破坏,并且应力-应变曲线都表现出显著的非线性特征,证明了研究方法的正确性.     

a尺度双正交多小波

讨论了a尺度双正交多尺度函数的一个性质,在a尺度双正交单尺度函数与a尺度双正交多尺度函数之间建立了一种联系,证明了由任意a尺度双正交单尺度函数和任意一组双正交滤波器生成a尺度双正交多尺度函数的一个充分必要条件,并用这种a尺度双正交多尺度函数构造出一种a尺度双正交多小波。     

三维编织复合材料构件机器人优化设计

用有限单元法建立三维编织复合材料构件机器人的动力学模型 ,并用数值积分法求解执行件端点动态响应 通过构件材料阻尼的极大优化 ,显著地减短机器人执行件端点的残余振动时间 图 2 ,表 1,参 5     

螺旋弹簧可靠性多目标优化设计

考虑可靠性等约束条件 ,以螺旋弹簧重量最轻、刚度误差最小为优化设计目标 ,建立多目标优化设计数学模型 ,用理想点法对模型进行求解 ,得到满足所有约束条件的最优解。该方法有效而实用 ,对求解同类零件优化设计问题具有普遍意义。     

a尺度多滤波带及正交多小波的设计

给出a尺度正交多滤带的参数表示形式,基于这种表达形式, 提供一种构造正交多小波的方法, 并利用这种算法,给出正交多小波的构造算例.     

α尺度双正交多小波

对于α尺度r重紧支撑双正交多小波系统,给出了一种构造双正交多小波的一般方法.它是由任意一对α尺度双正交单小波及两组滤波器构造出来的.由于α尺度双正交尺度函数的任意性和滤波器组的选取具有很大的自由度,使得可构造出大量的α尺度双正交多小波.     

a尺度r重区间正交多小波的构造

基于L2(R)上的紧支撑正交多尺度函数和多小波的构造思想与方法,探讨了任意支撑长度γ的a尺度r重区间多小波系统的构造理论与性质.给出了区间[0,1]上a尺度r重正交多小波的构造方法,得到了区间多小波的参数化表示;并且给出区间多小波的构造算例.     

正交对称平衡多尺度函数的构造

讨论一类3-系数,4-系数和5-系数的两尺度加细方程特殊解的存在性,证明3-系数和5-系数两尺度加细方程的解不可能是正交对称平衡的多尺度函数,而对4-系数的两尺度加细方程而言,存在两个正交对称平衡的多尺度函数解.建立构造正交对称平衡的多尺度函数的算法,并给出构造算例.     

α尺度多小波正交尺度函数及其mallat算法

多小波解决了单小波不可能同时具有正交性、紧支性和对称性的困难,更具有研究的价值.在正交多小波理论的基础上,利用两尺度矩阵研究了一种特殊的紧支撑尺度函数构造成正交尺度函数的方法以及a尺度正交多小波mallat算法,得出了相应的分解和重构关系.     

基于PSO算法的复合材料层合板可靠性优化设计

采用粒子群算法(PSO)分析了存在初始缺陷的复合材料层合板的可靠性优化问题.在层合板结构总厚度一定的情况下,以系统可靠度最大为目标函数,对复合材料的纤维方向角和相对厚度进行优化设计.单层板失效与否应用Tsai-Wu准则判断,采用一次二阶矩法(FORM)计算和评价失效概率.通过具体算例及借鉴遗传算法中的在线性能和离线性能评估准则,对粒子群算法的收敛性能进行评估,结果表明:与遗传算法相比,该方法具有操作简单、计算效率高等特点,对复合材料层合结构的可靠性优化设计十分有效.     

用二次分形插值构造一类正交多尺度分析

给出了利用二次分形插值函数构造一类连续、紧支撑和正交的多小波尺度函数的方法.不同于用仿射分形插值函数建立的正交小波, 尺度函数具有可微性,可用来建立微分方程的数值方案.     

复合材料耦合热弹性问题的多尺度方法

考虑周期复合材料耦合热弹性问题,此问题含有瞬态位移场的动态热弹性方程和瞬态温度场的动态热传导方程,在求解时需考虑动态耦合的温度场和位移场. 用构造性的多尺度分析方法定义了周期复合材料瞬态耦合热弹性问题的一阶多尺度渐近解,并证明了此多尺度渐近解的逼近阶为O(ε).     

用分形插值函数构造正交多尺度分析

提出了一种用多个分形插值函数构造正交多尺度分析的方法,然后给出了用多个分形插值函数构造Ｌ２（Ｒ）上的正交多尺度分析的一个充分条件．     

多尺度正交时序模型及其在网络化设备预维护中的应用

针对设备智能维护领域中网络化趋势所引起的分布计算及传输问题,提出一种多尺度正交时序预测模型.利用正交小波变换的去相关特性,对各尺度上的分解系数序列分别建立相互独立的时序模型,以得到多尺度正交时间序列模型.将其作为预测模型应用于智能维护,通过实测数据验证了该模型的可行性.与单一时序建模方法相比,多尺度正交时间序列模型充分利用分布式特点,更适用于网络化设备的预维护.     

复合材料飞机电磁环境的多尺度分析

复合材料飞机电磁环境的分析属于多尺度,电大尺寸问题,采用传统数值方法会引起离散化剖分的奇异性问题。文章提出了一种基于薄层阻抗边界条件的多尺度分析方法,在该方法中,首先采用全波频域方法在微观尺度下计算复合材料的电磁响应,考虑其材料、结构和厚度等参数的影响,并将其等效为具有相同电磁响应的边界条件;其次将此等效边界条件引入到复合材料飞机电磁响应的计算过程中,在宏观尺度下用全波频域方法计算整个飞机的电磁环境。多尺度分析方法无须对复合材料飞机蒙皮进行电磁离散化,解决了网格剖分的奇异性问题,实现复合材料飞机电磁环境的数值研究。     

一种改进的全局可靠性分析方法

基于Kriging模型的高效全局可靠性分析(EGRA)方法在每次循环迭代过程中只能增加一个样本点.为了提高EGRA方法的效率,提出了一种基于多代理模型的改进全局可靠性分析算法.通过引入Kriging模型的预测误差,在每次循环迭代过程中,计算多个代理模型的期望可行函数(EFF)获得多个最佳样本点,将这些样本点同时加入到样本库中并更新所有代理模型,直到满足给定的精度为止.在建立极限状态函数高质量的近似模型后,采用蒙特卡罗方法进行可靠性分析.两个数值算例的分析结果表明,该方法具有较高的效率和准确性.     

模拟动物行为的多目标可靠性优化设计博弈算法

针对多目标可靠性优化设计的求解问题,结合动物行为对博弈方行为方式进行改进,提出模拟动物行为博弈算法.将各设计目标视为不同博弈方,通过随机向量映射技术将设计向量分解为各博弈方的策略集.根据行为匹配规则,将动物的"损人利己型"与"互惠合作型"行为赋予相应博弈方,各博弈方依据所模拟的行为,构建收益函数与目标函数的映射关系.模拟"互惠合作型"行为的博弈方组成联盟,与模拟"损人利己型"行为的博弈方进行多轮博弈,最终得到均衡解.车辆制动器设计结果表明,对比竞争与合作博弈,所提方法具有更高的计算效率.      

基于局部自适应代理模型的复合材料结构可靠性评估

为了评估复合材料复杂结构的可靠性,开展基于局部自适应代理模型的可靠性评估方法研究.针对复合材料翼盒结构,建立基于局部自适应算法的应力响应面代理模型和基于Weibull分布的强度分布模型,并基于蒙特卡洛法与Hashin准则计算翼盒结构的可靠性;同时开展复合材料翼盒结构的准静态拉伸试验,获得失效位置、失效形式及力-位移曲线,并以二项分布估计试验结果的置信度.结果表明：翼盒结构的失效位置位于上端拐角处,失效形式为基体剪切断裂与纤维拔出,材料参数中剪切模量对失效位置应力响应影响最大,结构需要优化设计减小拐角处剪切应力;基于局部自适应代理模型的可靠性评估数值分析结果与试验结果相对误差为5.295%,准确地评估了结构的可靠性.