双刚体航天器姿态运动规划的样条逼近方法

双刚体航天器系统在无外力矩作用时,其姿态运动可通过连接双刚体航天器的关节铰进行控制,这种关节铰可由球铰或万向节铰构成．本文利用系统相对于总质心的动量矩守恒这一特性研究了双刚体航天器的三维姿态运动控制问题．分别导出带球铰和万向节铰连接的双刚体航天器系统三维姿态运动控制模型,并将系统的姿态运动控制问题转化为无漂移系统的运动规划问题．利用最优控制和样条逼近方法,在控制输入的样条逼近中引入粒子群算法,提出基于样条逼近的最优运动规划数值算法．运动规划的最优控制是光滑的,且初值和终值均为零,通过数值仿真,表明该方法对带球铰和万向节铰连接的双刚体航天器三维姿态运动规划是有效的．     

鞍钢180t转炉整体焊接三点铰式支承通水冷却托圈

鞍钢180t转炉整体焊接三点铰式支承通水冷却托圈是由鞍钢设计院设计,我院运用空间有限元法进行理论计算分析,鞍钢机械制造公司制造,安装使用在鞍钢第三炼钢厂180t转炉上。该托圈在结构上采用了整体焊接结构,比老式的剖分式结构,具有强度大,刚度均一,机械加工量小,耳轴同轴度高的优点。炉体在托圈上采用三点球铰式支承。各支承点载荷     

格构式桅杆结构力学性能分析

本文基于工程设计实例,采用有限元程序ANSYS建立了包含天车头、上桅杆、下桅杆、斜支撑、给进油缸和滑架等部分的格构式桅杆结构三维有限元模型.模型中,以Beam188单元模拟上、下桅杆及斜支撑等结构,以Beam44单元模拟桅杆底部铰支端,通过释放单元节点转动自由度实现铰支.基于不同的实际工况,对整体桅杆结构进行了受力与变形分析,寻找其危险截面,并对整体结构稳定性进行评价,提出优化设计建议.然后将设计参数优化后的计算结果同基本计算工况进行比较,得到了一些有应用价值的结论,从而为进一步优化桅杆结构提供参考.     

大跨度钢网壳快速整体提升方法研究及防连续倒塌分析

以某钢网壳整体提升项目为研究对象,提出一种整体提升施工方法,对大跨度钢网壳结构的同步提升、变形控制和提升安全性进行研究。在Midas Gen中建立有限元模型,基于备用荷载路径法分析提升支架的防连续倒塌性能,对施工全过程进行模拟分析,结合实际施工监测数据验证该方法的合理性。研究结果表明：基于监测数据反馈+计算机算法控制集群电动葫芦,可实现连续、同步提升。在网壳结构下部施加预应力可有效控制结构成型后的矢高偏差,理论计算值与实际测量值相对误差在4.5%以内,在整个施工过程中的壳体顶部的竖向位移满足设计要求。提升支架失稳会引起各吊点内力重分布,为避免意外失稳引起连续倒塌的风险,提出了考虑施工经济性和安全性的提升支架防连续倒塌设计。钢网壳结构成形后与设计状态基本一致,验证了整体提升方法的有效性,可为大跨度钢网壳整体提升工程的应用提供参考。     

基于有限元方法的架桥机牛腿结构设计、校核与优化

牛腿支撑结构是下行式架桥机的核心支撑部件。该部分结构一般由两个横梁和一个支架组成三角形结构，且连接固定方式一般采用焊接，局部受力大的地方采用法兰盘连接，该部分受力较复杂，是整个机械结构的基石，因此验证和完善其结构的合理性是非常必要的工作。根据架桥机技术参数对牛腿结构进行合理设计并结合有限元方法分析其工作状态下的应力应变，并进一步完成了结构优化设计，得出牛腿结构的更优模型，从而保证了架桥机整体稳定性。     

多次预应力(攀达穹顶)的新型杂交结构模型研究

文章以杂交结构理论为基础,结合多次预应力和＂攀达穹顶＂施工工艺,设计制作了新型的结构模型-多次预应力（攀达穹顶）杂交结构模型。该模型系索拱结构,采用部分活动铰节点地面拼装、整体提升后再补缺构件的施工方法。通过对该模型进行无预应力及多次预应力下的对比加载试验,探究并验证多次预应力的优越性。     

不同支座约束下网架结构的动力特性对比

为了论证网架在设计时应与下部结构进行整体计算的必要性,以三种支撑下(刚铰支座、弹性支座和柱子支撑)的双层正放四角锥矩形网架为研究对象,应用ANSYS对多个网架结构的挠度、压杆、拉杆进行对比研究,得出如下结论:刚铰支座与弹性支座、整体分析网架的杆件动静力分布规律截然不同,必须考虑下部结构刚度对网架杆件受力的影响,不可简单地简化为刚铰支座,否则设计极不安全; 以弹性支座网架模型代替整体分析网架模型有一定的可行性,二者在内力分布及大小较相近,但也有不少杆件应力偏差较大.     

土体约束对桩柱式桥墩塑性铰长度的影响

采用经过试验验证的建模方法,建立了常规桩柱式简支梁桥的单墩数值计算模型,系统分析了土体约束作用对桩柱式桥墩整体延性性能、不同延性水平下桩身的曲率分布规律以及等效塑性铰长度的影响.结果表明:土体约束作用会显著增大桩柱式桥墩的截面破坏曲率,提高桥墩的水平承载力和位移延性系数,并显著减小桩身塑性区域长度和等效塑性铰长度,同时,桩身等效塑性铰长度还会随着位移延性系数的增大而显著减小.     

基于微立体光刻技术的组织支架的制备

介绍了基于微立体光刻技术制造的三维支架初步模型.由微立体光刻设备制备出了μm级的圆柱阵列式支架和三角孔式支架,整体结构很微小,结构上端为原生代细胞附着区域,下端是细胞培养液的贮液池.支架结构精度较高,可以达到传统快速成型技术不能具备的等级,其微孔之间的孔隙结构达到200μm左右,同时,微孔的数量、大小、分布及形状可人工影响或控制.姜姜     

砌筑式圆弧拱窑洞结构受力分析

砌筑式窑洞由于安全可靠、美观舒适，能就地取材等优点，是陕北黄土高原农村地区最为青睐的住宅形式。然而，窑洞在建造时全凭前人传承下的经验，没有正规的设计理论和计算方法指导，尤其是窑洞拱圈厚度、窑腿宽度的确定，因此，窑洞结构安全问题及受力情况备受关注。为了对砌筑式圆弧拱窑洞进行结构受力分析，先将此窑洞结构中的拱圈部分采用两铰拱力学计算模型，基于结构力学中的力法原理，推导出窑洞圆弧拱圈统一的内力计算公式，以明确窑洞拱圈的内力分布；再与传统的三铰拱计算模型受力结果进行比较，验证拱圈采用两种计算简图的适用性和可靠性；最后在陕北窑洞调研数据基础上，依据拱圈内力结果进行拱圈厚度和窑腿宽度的设计。研究结果可为窑洞建筑的设计、建造及保护加固提供一些理论指导。     

盾构姿态的模糊控制方法

对盾构的姿态控制进行了模糊控制方法的研究 .针对盾构控制的特点 ,提出了一种“先分后合”的模糊控制器的设计方法 ,这一方法可以大大减少控制规则的数量 ,从而极大地减少了确定这些规则的工作量 ,而且使控制器的性能易于调节 .仿真结果表明了方法的有效性     

基于改进AHP-PSO的三模盾构掘进模式地质适应性研究

为提出一种可靠的复合盾构各掘进模式地质适应性分析方法,根据地质条件、地质风险、设计参数和工程需求评估影响盾构掘进的关键参数,并基于层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)算法建立三模盾构的土压、泥水、隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)3种掘进模式的地质适应性评价模型。同时,通过混合逻辑结构改进AHP算法,并结合粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法提高了其一致性检验和权重求解的能力。最后,以广州地铁7号线二期工程萝岗-水西区间三模式盾构施工工程为例进行三模式盾构地质适应性分析及掘进模式选取,得到的掘进模式选取方案在实际工程应用中取得了较好的掘进质量和掘进效率。该工程证实研究成果能对相关工程施工提供可靠的掘进模式选取方法。     

ANSYS在柔掩支架变形特性分析中的应用

选择柔性掩护支架工作时常见的凡种工况及支架的破坏形式，采用国外最为先进的三维设计和分析软件PRO／E建立柔性掩护支架的三维模型，利用有限元分析软件ANSYS对支架结构的强度和刚度进行分析，确定其应力和应变的薄弱点。根据有限元分析的具体结果，对柔性掩护支架的结构进行优化，重新建立模型，再次进行有限元分析。如此反复，直至获得柔性掩护支架的最佳结构。     

基于蚁群优化的ESP控制算法仿真

为了加快ESP系统的响应时间,提高车辆的稳定性,采用模糊控制理论对车辆ESP系统进行反馈控制.建立了八自由度四轮整车模型与Gim轮胎模型,并在具有较好的灵活性、鲁棒性的模糊PID控制器的基础上引入了蚁群算法,设计了基于蚁群优化的模糊PID控制系统的结构与计算方法,从而达到对参数kp,ki,kd的优化设计,同时利用Sim...     

公路隧道内最佳行驶速度模糊算法

为寻求计算公路隧道内车辆行驶最佳速度的有效方法，将车速、流量、车流密度、能见度、CO浓度、风速、路面状态、时段、工作日、节假日10个影响指标归结为交通状况、环境状况和交通需求3类因素，给出了具有2层模糊决策结构的最佳速度模糊逻辑算法，并进行了算法设计和仿真。仿真结果表明：该方法能针对隧道交通流的实际情况，充分利用与速度密切相关的信息来确定最佳速度，克服了传统算法依赖历史数据或建模困难的缺陷；得到的最佳速度实时性好，准确性高，可为隧道内行驶速度控制提供可靠的依据。     

电机调速过程的模糊自适应变结构控制

电机在运行中受负荷和环境参数的扰动而速度不稳定,如不及时克服和调整,将使电机发生抖震,也影响系统的稳定.因此给出了一种针对电机调速过程的有效的控制算法.采用Tacagi-Sugeno分段模糊化再进行连接的方法,用局部的模糊线性模型集合来代替整体的非线性模型,完成了模糊模型辨识,并基于此给出了模糊自适应预测控制算法,使得电机的输出速度保持动态稳定;为保证控制的动态跟踪功能引进了变结构控制;对于提出的算法给出了稳定性和鲁棒性设计.实际应用结果表明,所给的控制方案适合于一类不确定动态过程的有效控制.     

并行数值仿真技术在盾构隧道地震响应分析中的应用

采用全三维非线性建模方法建立了盾构隧道总体有限元模型，模型规模上节点总数超过400万，单元总数超过380万．由于系统的非线性，且地震激励是一种时间历程，盾构隧道地震响应数值模拟的实质是一个超大规模非线性系统的瞬态响应计算问题，使得目前在地震安全性评价领域普遍采用的串行算法、串行软件和普通的计算机无法胜任此工作．本文根据所用超级计算机的体系结构特点，采用改进的区域分解算法，通过对盾构隧道总体模型合理分区来进行地震响应分析．地震波载荷选用调幅后的上海隧道场地人工地震波，应用通用非线性动力分析有限元程序LS-DYNA进行求解，计算结果可为隧道的抗震设计提供有力依据．     

基于知识的模具并行工程系统方法

提出了基于知识的模具计算机辅助并行设计系统方法,并对并行工程系统开发过程、传统过程分析、过程重组、系统功能分析、系统建模和系统框架设计等关键技术进行研究,提出采用模糊设计结构矩阵进行产品开发过程建模和通过对模糊设计结构矩阵按信息度进行模糊排序来指导过程分解与重组,提出了基于特征的产品／模具信息模型,通过基于规则与基于事例相结合的推理机制实现知识、数据、事例等各种信息的动态集成与应用,以支持并行设计机制的实现。     

基于聚类和模糊神经网络的故障诊断

模糊神经网络能够发挥模糊逻辑和神经网络的特性,在武器装备的故障诊断中应用越来越广泛。文中提出了一种基于聚类和模糊神经网络的故障诊断模型,该模型首先通过基于关系度的聚类方法得到模糊神经网络的初始结构,并用梯度下降法对网络的参数进行修改,以得到泛化能力好的诊断网络。仿真结果表明该模型是有效的。     

掩护型支架全高度范围内相关构件参数变化规律的研究

根据在支型掩护支架的结构特点，建立了以工作高度为自变量的支架相关构件参数变化规律的数学模型，编制了相应的框图及程序，并通过实例计算得出各相关参数随高度的变化曲线。该方法及计算程序，可为支架在全高度范围内的力学分析打下基础，并为支架设计及现有支架的检测、核算提供一套快速、直观的计算方法。