分组激振旋转超声电机弹性振动分析

为解决电机受传统时空相位限制的这一难题,针对超声电机的激振问题,采用能量方法建立了定子弹性动力学模型.应用解析方法研究了压电片的分组对称拓扑对弹性振动特性的影响,揭示了拓扑结构与行波及驻波之间的映射关系,得到了产生行波的一般条件.结果表明:采用满足该映射关系的工作波数、压电片个数及其分组可生成期望的波动响应;该映射关系提供了保证振幅最大的压电片最优分组方式.研究结果有利于优化激振方式,提高超声定子的激振效率.     

载荷映射方法及其在模具结构优化中的应用

针对金属薄板冲压成形过程中成形力在板料与模具之间传递的关系,提出一种不同类型网格之间的载荷映射计算方法.该方法通过映射单元的精确定位,在板料壳单元与模具实体的四面体单元之间建立了一种对应关系,构建板料单元节点上的成形力与模具网格之间载荷映射的关系模型,从而得到模具表面精确的载荷分布.实例研究将该方法应用于模具结构的优化...     

并联机构转动副滚动轴承静刚度参数辨识

以新型五自由度完全并联机构的一组滚动轴承支撑单元为研究对象,利用多体系统传递矩阵法、有限元法及实验法深入研究其静刚度预估问题,提出一种滚动轴承的静刚度参数辨识流程/方法.首先,将滚动轴承支撑单元等效为多柔体系统,借助传递矩阵法建立其静刚度参数与结构模态参数间的映射关系;其次,借助实验模态分析法确定滚动轴承支撑单元的固有特性,通过比对系统固有频率和振型,确定滚动轴承支撑单元的静刚度参数;最后,将辨识出的静刚度参数代入滚动轴承支撑单元有限元分析模型,将仿真结果与实验结果相比较,以验证静刚度辨识方法的有效性.研究表明,这种滚动轴承静刚度参数辨识方法精度较高,为含转动副并/混联构型装备的静刚度优化设计提供了理论依据.     

面向分组密码处理的可重构分簇式架构模型及其任务映射技术研究

提出了一种基于Crossbar互连的可重构分簇式分组密码处理模型RCCPA和面向RCCPA的任务映射方法.所建立的任务就绪列表避免了任务划分的死锁问题,通过开发分组密码组间并行及组内流水特性,提高了RCCPA架构的单元利用率和密码处理性能.在RCCPA架构上使用自动化映射方法适配了AES/DES/IDEA等密码算法,结果表明,该模型与方法有效提高了分组密码算法的处理性能.     

基于压电分流技术的PT对称梁散射特性研究

为了解决宇称-时间（Parity-Time,PT）对称结构存在结构复杂、奇异点难以调谐的问题,基于压电分流技术,设计一种针对弯曲波的PT对称梁.推导PT对称条件,基于等效介质法和有限元法,验证所设计增益单元、损耗单元的等效参数满足该PT对称条件,并通过改变谐振频率和分流电阻研究了奇异点的可调性.通过传递矩阵法和有限元法...     

覆冰输电线路分裂导线舞动的建模与数值模拟

针对以往在覆冰分裂导线舞动的理论模型中缺少对分裂导线扭转刚度进行分析的问题,提出了一种改进的舞动分析模型.将分裂导线等效为单导线,在现有的对单导线舞动建模研究的基础上,采用假设模态法,利用Hamilton变分原理建立了覆冰导线在垂直、水平和扭转方向的动力学模型.考虑到分裂导线和单导线在扭转刚度上的不同,引入了一种分裂导线扭转刚度的计算方法,推导出分裂导线固有频率的计算公式,并将它们应用到所建模型中,使模型能够分析覆冰分裂导线的舞动,用经典Runge-Kutta法对模型进行求解,从而实现了对覆冰分裂导线的数值模拟.以中山口大跨越分裂导线舞动作为实例,由所建立的模型得到的数值模拟结果与实际观测值基本一致,从而验证了模型和数值模拟方法的准确性.     

基于网络等效变换的配电网负荷不对称运行

提出了一种网络结构等效变换方法,该方法主要将电力网络中三相参数不对称部分等效变换成带有某种故障的三相参数对称网络,且新增故障端口外电路的三相参数是对称的,从而满足对称分量法的使用条件,充分发挥对称分量法结构简单、计算进度快的优势.针对几种负荷不对称的配电网搭建仿真平台并进行了仿真实验,实验结果验证了该方法的准确性与可行性.     

计入基础运动的环状周期结构振动特性分析

研究了一类工程领域广泛应用的环状周期结构的弹性振动特性,重点分析了基础运动对弹性振动稳定性和固有频率分裂的影响.首先在随动坐标系下采用Hamilton原理建立了计入基础运动和面内切向及径向弹性振动的偏微分形式的动力学模型.然后,应用伽辽金方法将其离散得到一组常微分动力学方程.根据经典振动理论,得到了系统特征值的数学表达.最后采用数值方法计算了系统的特征值.根据特征值的实虚部取值预测了不稳定域和固有频率分裂规律,并用Runge-Kutta法给出稳定性的数值验证.该研究为陀螺仪等呈现平面或空间基础运动的环状周期结构的动态性能的改善提供了理论借鉴.     

卫星用蜂窝夹层板的等效计算及实验研究

为了减轻卫星的质量,蜂窝夹层板被广泛地应用到现代卫星结构中。而在卫星发射前对卫星进行动态特性分析是必须的。目前的有限元软件无蜂窝单元,为此常用等效方法来模拟蜂窝的力学性能。本文采用等效板和夹心板理论两种等效方法模拟得到了两块蜂窝夹层板的固有频率,同时对蜂窝夹层板进行了振动试验,测得固有频率。等效方法的计算结果与试验结果对比,得到不同等效方法的计算误差,从而选择较适合特定尺寸蜂窝夹层板的等效方法,确保卫星总体分析结果的准确性。     

预测纤维增强复合材料层压板固有频率振型及模态阻尼的有限元算法

本文提供了预测纤维增强复合材料层压板固有频率、振型及模态阻尼的理论计算方法.此方法是综合了有限无法和阻尼单元模型,并考虑了横向剪应变和转动惯量的影响。本文给出了对称铺层石墨纤维及玻璃纤维复合材料层压板的理论计算结果、并给出实验数据进行对比,本文还提出一种预测复合材料层压板固有频率和阻尼的简易方法。     

多工况及动态连续体结构拓扑优化中的工程约束技术

在对经典算例研究的基础上,引入一种工程约束技术来改善多工况和动态连续体结构拓扑优化结果的合理性,该方法是在半径过滤法的基础上增加工程约束条件. 数值结果表明,利用工程约束控制技术能很好地解决拓扑优化中结果的合理性及可设计性问题,拓扑优化下的结构材料分布具有明显的一致性特征.      

离散体结构拓扑优化综述

本文分析了离散体结构拓扑优化的尺寸、独立拓扑变量及布局优化模型,讨论了基结构在工程设计和实际应用方面的缺陷及解决方法,评述了离散体结构拓扑优化的求解算法,简单介绍了离散体结构拓扑优化在实际工程中的应用,对拓扑优化的进一步理论研究、实际应用、软件开发做出了展望。     

机电系统通用建模矩阵法

建立了机、电、液元 (部 )件传递矩阵模型的统一表示形式 ,列出了典型元 (部 )件的传递矩阵模型 .将网络节点及扰动边界条件表示成标准矩阵形式 ,建立了适合于分布参数机电耦合系统频域建模的通用传递矩阵法 ,为大规模机、电、液网络的频率特性计算及仿真提供了一种新的手段 .研究结果表明 :复杂网络拓扑结构可用规范的系数矩阵描述 ,通过常规矩阵运算可有效地对网络的固有特性进行频域仿真 .     

Optimization Design for Fixed Table of Gantry Machining Center Based on Sensitivity and Topology Analyses

In order to decrease the deformation and stress and increase the natural frequency of the fixed table,a method of optimization driven by the sensitivity and topology analyses is proposed.The finite element model of the fixed table is constructed and analyzed by using ANSYS software.Based on the results of static analysis and modal analysis,the maximum deformation,the maximum stress,and natural frequencies are obtained.Then,the sensitivity analysis and topology optimization are carried out to find out the parameters to be optimized.The fixed table is reconstructed according to optimal design scheme.In the comparison of the results between original model and the optimized one,the maximum deformation and stress are decreased by 71.73％ and 60.27％ respectively.At the same time,the natural frequencies from the first mode to the sixth mode are increased by 30.28％,29.57％,29.51％,31.52％,22.19％,and 21.80％,respectively.The method can provide technology guide for the design and optimization of machining structure.     

基于二级多点逼近算法的连续体结构拓扑优化

针对基于变密度法的连续体拓扑优化中设计变量连续性的特点,建立了以结构重量最小为目标,考虑位移和频率约束的连续体结构拓扑优化模型;原拓扑优化问题先转化为具有较高精度的第一级多点近似序列问题,该问题的约束函数由优化过程中历史设计点的临界约束函数值及其一阶导数构造;再通过线性泰勒展开建立可由对偶法快速求解的第二级近似序列问题,以逼近各第一级近似问题的解. 采用敏度过滤技术,避免棋盘格引起的数值缺陷问题,并对低密度区域的单元刚度进行惩罚,以消除频率约束问题的局部模态现象. 优化过程中采用通用有限元程序Nastran进行结构分析和敏度分析. 数值算例结果表明:应用该方法可以有效地解决具有位移和频率约束的连续体拓扑优化问题.      

占领华尔街事件中互联网拓扑特征的演化

以占领华尔街事件为例,研究社会事件和网络事件对Internet复杂拓扑连接的冲击,分析其拓扑在事件发展过程中的突变特征量,并剖析产生突变的原因.分别对各特征量与事件的发展趋势进行相关性分析,寻找相关度最高的特征量.将网络拓扑划分成低核、中核和高核3个层次,从核的角度分析网络各层次之间紧密程度的变化.结果表明,社会事件会通过搜索来改变网络路由路径,使得平均路径长度产生突变.通过分析各核边数的变化,得到以下结论:平均路径长度的变化是由低核至中、高核间的"长边"引起的.     

考虑材料非线性的结构拓扑优化研究综述

结构拓扑优化作为结构设计的重要组成部分,正变得越来越重要.目前国内外学者对结构拓扑优化的研究仍主要局限于材料的线性变形范围,但实际许多工程结构都会产生材料非线性响应,如设计在一定地震载荷下坏而不倒的房屋结构,此时要得到更加符合实际的拓扑构型,就需要考虑材料非线性进行结构拓扑优化设计.笔者对材料非纯属结构拓扑优化研究进行了综述,并提出了展望.     

基于多目标的汽车前端框架拓扑优化

针对汽车前端框架的结构和工况特点,建立基于Hyperworks的有限元模型,运用带权重的折衷规划法定义综合目标函数来进行多目标拓扑优化,通过灰色关联法和层次分析法分别计算静态多工况下柔度的权重以及动态低阶频率的权重.结果表明:优化后的汽车前端框架最大变形、最大应力分别降低了21.67％、34.39％;第一阶模态提高了1...     

基于频率约束的连续体拓扑优化方法的研究

基于有限元方法,探讨了单元对系统特征频率的敏感度分析方法,得到了对系统特征频率贡献最小单元的敏感度计算公式.建立了以第1阶固有频率为约束,以结构件质量最小为目标函数的优化模型.在算例中通过对结构件进行有限元模态分析和试验模态分析,保证了模型的正确性.在分析的基础上,根据结构设计的要求,采用Optistruct对结构件进行了拓扑优化.通过拓扑优化,在理想状况下,结构件的质量大幅度地减小,获得了满足设计要求的结构件材料的重新分布图.     

非接触式移动电源技术研究

研究了提高非接触式移动电源系统传输效率的方法.提出了一种可以实现零电压、零电流开关的移相全桥PWM逆变器的电路拓扑结构,这种电路拓扑可以显著提高逆变器的频率,降低开关损耗.对于非接触式移动电源的能量传输装置,提出了一种新型的基于松耦合变压器构成的结构.建立了松耦合变压器的数学模型和参数计算方法,研究了原边线圈处于不同位置的松耦合变压器的传输效率.