基于Wilson-θ法的动荷载识别

在Wilson-θ法求解运动平衡方程的基础上,推导了时域内动荷载识别基本公式,并通过算例说明了方法的正确性.算例表明,该方法具有较高的识别精度,并具有一定的抗噪声能力,为动荷载识别提供了一种新的思路.     

基于计算扰动修正的Wilson-θ法稳定性和精度分析

Wilson-θ法作为一种隐式时域逐步积分方法,由于在迭代过程中不满足下一时刻的动力平衡方程,应用时会存在振幅衰减以及周期延长等问题,使得它在一些情况下难以得到准确解.针对该问题,本文基于计算扰动的概念,提出了一种改进的Wilson-θ法(Wilson-Newmark法),引入计算扰动的概念来量化Wilson-θ法中每一步中存在的计算误差,并利用Newmark-β的计算方法对得到的计算扰动进行再分配,使得改进后的计算方法可以同时满足动力学平衡方程和运动约束.为了考察Wilson-Newmark方法的适用性,对不同θ取值下该算法的稳定性进行了分析.此外,还从振幅衰减、周期延长以及超调3个方面对比了算法的精度.结合数值算例结果,可以认为该方法具有良好的稳定性,且与原始Wilson-θ法相比,该方法的计算精度有显著提高.     

一种改进的Wilson-θ法及其计算稳定性

考虑系统计算运动参数的协调,运用系统的动力平衡改进Wilson-θ法积分.近似认为时间步长内,系统平衡方程与Wilson-θ法计算假定附加的系统运动约束条件的不协调程度不变,时间步长内产生的不平衡计算加速度,分量将为常量,由此导出时间步长终点的系统修正位移、速度和加速度计算式.结果表明,改进算法保留了Wilson-θ法在θ≥1.37时的无条件计算稳定性.算例结果显示,当时间步长取0.28 s时,改进算法减少约85%的相对误差,且明显减小了Wilson-θ法的超越现象.     

基于Houbolt法的动载荷识别方法

利用Houbolt逐步积分和向后差分法,推导出多自由度线性振动系统的响应与系统动力学参数及激励的关系递推表达式,进而提出了一种无条件稳定的动载荷识别方法.以一线弹性悬臂梁为例,利用单频和双频单输入激励、双频双输入激励响应的仿真结果,对其激励载荷进行了识别.将识别载荷的时域误差和频谱成分与传统的状态空间法识别结果进行了对比,验证了本载荷识别方法的时域和频域相对误差均更小,且无增频现象,提高了识别精度,且具有良好的抗噪性.     

基于Newmark-β法的非线性体系动载荷识别

基于Newmark-β数值仿真方法,对于刚度变化的单自由度非线性体系,采用修正的Newton-Raphson迭代方法最小化由切线刚度代替变化刚度代入的误差,推导出非线性体系在已知外部激励、体系特性下的动力响应迭代求解过程,并反向推导出在已知动力响应、体系特性下动载荷的反求迭代求解过程.通过算例分析验证了应用该修正迭代方法进行非线性体系的载荷识别是可行的,克服了无迭代方法的误差累积缺点.     

基于正交多项式的旋转梁集中动载荷识别研究

针对受集中动载荷旋转弹性梁的识别模型,以广义正交多项式序列作为基函数拟合集中动载,将输入载荷的识别转化为正交多项式系数的求解.为了辨识未知集中力,建立了时域下旋转连续梁的动载荷识别理论.数值算例表明:该识别方法简便有效,精度较高,可运用于实际工程中.     

刚架结构等效结点载荷的显式表达

本文阐述了在一般分布载荷下,刚架结构的等效结点载荷的显式表达问题。首先,讨论了在集中力下的等效结点载荷的显式表达;第二,把前述的显式表达式推广到一般分布载荷的情况。     

基于布谷鸟搜索算法的动载荷识别

工程结构经常受到动荷载的作用,对结构产生不利的影响。为了准确有效地获取结构承载状态,提出了基于Newmark-β法的布谷鸟搜索算法识别动载荷。该算法将时间离散成若干个时间步,采用Newmark-β法对离散后系统的运动方程求解,得到动载荷作用下的结构响应;然后将动载荷响应作为优化变量,以计算响应和测量响应之间的差异为目标函数,利用布谷鸟搜索算法最小化目标函数,实现动载荷的反演。为了验证算法的准确性和有效性,以受动态载荷作用的简支桥梁为例进行反演,分别讨论了鸟巢数量、测点位置、测点数量以及测量噪声对反演结果的影响。数值算例表明,该方法可准确有效地反演动载荷。     

基于模态分析法的结构动载荷识别研究

分析了基于模态分析法的动载荷识别时域方法 ,应用薄板实例进行了验证 ,结果表明该方法具有较高精度 ,并对该方法在转向架结构应用中的一些问题进行了探讨 .     

基于正交多项式的旋转Timoshenko梁集中动载荷识别

针对受集中动载荷的旋转Timoshenko梁识别模型,以广义正交多项式序列作为基函数拟合集中动载,将输入载荷的识别转化为正交多项式系数的求解。为了辨识未知集中力,建立了时域下旋转连续梁的动载荷识别理论。数值算例表明：该识别方法简便有效,精度较高,可运用于实际工程中。     

求解二维扩散方程的一种恒稳定的半显式高精度差分格式

提出了数值求解二维扩散方程的一种半显式高精度差分格式,其截断误差为D(τ+h2),并且是无条件稳定的.数值算例验证了方法的精确性和可靠性.     

解色散方程的一类新的无条件稳定的半显格式

本文建立了解色散方程的一类新的三层的半显式差分格式 A4.格式 A4在很多方面类以于格式 A3.它们都是无条件稳定的,且都可以显式地进行计算.这两类格式也都可以看作 Du-Fort Frankel 差分格式对色散方程的推广.     

解一维抛物型方程组的交替计算半显式格式

本文导出解一维抛物型方程组的交替计算半显式格式证明了这个格式是无条件稳定的，且收敛速度为０（ｉ２＋ｈ２）．     

三维热传导方程恒稳定的高精度半显式差分方法

提出了数值求解三维热传导方程的一种无条件稳定的高精度半显式差分方法,该方法可以显式计算且计算量小,截断误差为O(τ2+h4).数值算例验证了方法的精确性和可靠性.     

一类无条件稳定的Schrdinger方程的显式拟谱方法

研究了非线性Ｓｃｈｒｏｄｉｎｇｅｒ方程的三层显式拟谱格式，利用有界延拓法讨论了收敛性及稳定性，得到了该格式是无条件稳定的，所以该格式适用于长时间的动力行为的计算．文中通过数值举例验证了格式的可信性，并对五次Ｓｃｈｒｏｄｉｎｇｅｒ方程进行了数值模拟，得到了五次方程的拟周期结构     

基于测点优选和改进L曲线法的动载荷识别

在载荷识别研究中,为克服不适定问题,提出分两步降低传递函数的病态性以及削弱噪声的影响.首先,依据传递函数的条件数通过理论计算获得结构响应的最佳测点组合,并得出病态程度最低的传递函数矩阵;然后,采取Tikhonov正则化方法反演输入载荷,在反演过程中引入B样条函数对L曲线进行插值,以获得更加精确的正则化参数.仿真结果表明:该方法能够有效减小载荷识别的误差,识别出更加准确的载荷时间历程.     

转子动不平衡载荷的在线识别

本文提出用复模态影响系数来解决转了大衡的在线以别和诊断问题，讨论了影响系数矩阵的力学意义．试验中可不加试重求出影响系数，并编制了相应的计算程序．     

变系数对流扩散方程的交替分段显-隐式方法

应用交替分段显－隐方法求解变系数对流扩散方程，此方法具有很好的并行性且无条件稳定。     

基于显式动力学的滚动轴承接触应力有限元分析

用solid edge软件建立滚动轴承的实体模型,在ANSYS/LS-DYNA中生成有限元模型,实现了对滚动轴承的运动过程进行数值模拟,并着重讨论了滚动体接触应力的变化规律.将计算结果与赫兹解进行比较,说明了本次仿真是可行的.