基于参数化的散料输送机械快速设计系统开发

为了解决散料输送机械的设计及其优化过程中存在的产品设计周期长、方案优化过程慢等问题,开发出一套针对散料输送机械的快速设计系统平台.以某公司斗轮机构的斗子和轮体为例,首先建立了参数化尺寸驱动的设计模型;然后基于参数化的原理利用有限元分析软件建立多目标优化分析模型,实现了产品的快速优化设计,提升了复杂钢结构的设计效率与准确性;最后将参数化设计与参数化分析优化模块进行高度集成,搭建完成快速设计系统平台,用户可通过快速设计系统平台的交互界面输入参数得到所需要的产品.工程实践表明,该快速设计系统对散料输送机械的系列化开发具有较好的应用前景.     

CFRP索斜拉梁面内自由振动建模及参数分析

利用张紧弦和欧拉梁振动理论分别描述斜拉梁结构中索与梁的振动,通过索梁连接处的动态平衡条件,建立斜拉梁平面内自由振动理论.利用传递矩阵法和边界条件对斜拉梁结构平面内自由振动的特征值问题进行求解.同时,建立斜拉梁的有限元模型,有限元法所得结果与本文理论研究非常吻合,证明了本文理论和方法的正确性.最后对CFRP索斜拉梁平面内自由振动进行参数分析.研究表明,CFRP索斜拉梁的基本动力学性能优于传统钢索斜拉梁.     

细晶AZ61镁合金板材的CO2激光焊接性能

采用CO2激光器对2 mm厚的AZ61镁合金细晶板材分别进行了填充焊和自熔焊实验.研究了细晶镁合金板材的焊接性和填充带合金化稀土元素Ce对接头组织及力学性能的影响.结果表明,细晶板材的焊接接头热影响区不明显,组织较母材变化不大,半熔化区范围窄、液化程度低,未进行合金化的自熔焊焊缝组织较粗大,焊缝晶粒尺寸约15 μm,而填充焊焊缝组织为平均晶粒尺寸是5 μm的等轴晶,即合金化稀土元素Ce可细化焊缝组织,而且稀土元素Ce的加入能抑制柱状树枝晶区而扩大等轴晶区域范围.填带焊接头的平均抗拉强度和伸长率较自熔焊接头分别提高了6%和12%.     

基于黄金分割二分法鞍点线抽样的可靠性分析

为解决非正态变量空间中复杂多变的隐式非线性功能函数的可靠性问题,融合鞍点估计与线抽样法的优点,结合二分法的特点与黄金分割法的求解效率,提出基于黄金分割二分法的鞍点线抽样法.在标准化变量空间中,沿重要线抽样方向,利用黄金分割点的二分法快速找到各样本点对应于功能函数的零点,从而可按照鞍点估计的思想将结构的失效概率转化为一系列线性功能函数失效概率的算术平均值.研究表明:基于黄金分割二分法的鞍点线抽样法在求解非正态变量空间中复杂多变的隐式非线性功能函数的结构可靠性时不仅精度高,而且速度快.     

敏度分层过滤策略克服连续体拓扑优化荷载病态问题

针对工程结构中所承受载荷幅值之间相差多个数量级,使用传统拓扑优化方法所得结果中较小载荷传递路径消失的荷载病态现象,提出一种简单有效的敏度分层过滤策略.将各载荷以幅值大小进行分层,并计算各载荷对结构对应的应变能数值.在此基础上,引入比较判断系数和放大应变能影响系数,将各灵敏度以大小进行分层,对不同层次灵敏度进行不同的过滤以取得多载荷作用下最佳材料布局.本文敏度分层过滤策略是在Solid Isotropic Material with Penahiation(SIMP)框架下提出的,并使用Optimality Criteria(OC)方法进行求解.使用二维和三维算例验证了所提策略的有效性,表明该策略可以有效克服荷载病态现象,为结构设计中得到完整传力结构布局提供重要指导.     

多态不确定性环境下城市固废管理模型及求解

研究了多态不确定性环境下的城市垃圾处理问题.在一定假设条件下,建立了一类固废管理问题的区间模糊优化模型.提出了区间大小关系可能度算子的公理化定义,并基于这种可能度算子的方法,对给定的权重系数和置信水平,推导了原模型的确定型等价类,从而把区间模糊优化问题转化为普通的线性规划问题求解.将所建立的模型和求解方法用于解决一个实际固废管理问题,结果证实了该模型及其求解方法的有效性.     

考虑索端刚臂的斜拉桥空间拉索非线性分析

为解决斜拉桥空间拉索在塔和梁上锚固点的刚性连接计算问题,在基于微分法导出考虑垂度效应的非线性空间杆元切线刚度矩阵的基础上,根据索端刚臂在受力后只有刚体运动而本身不变形的特点,将刚臂视为空间矢量,利用空间矢量有限转动公式及微分方法,导出了结构坐标系下刚臂两端的位移之间和杆端力之间的总量及增量关系.最终获得两端带任意刚臂的斜拉索空间杆元切线刚度矩阵表达式,编制了相应的斜拉桥几何非线性有限元计算程序,对经典桁架算例、带刚臂的三杆空间桁架和施工阶段的斜拉桥进行了空间几何非线性分析.计算结果表明:本文方法能解决斜拉桥空间拉索在塔和梁上锚固点的刚性连接计算问题,为斜拉桥进行几何非线性精细分析提供有力工具.     

基于模糊综合评判的实际生产调度决策研究

为解决实际生产调度中的模糊不确定性决策问题,提出了基于优先级规则和模糊综合评判结合的生产调度决策方法.通过分析实际生产调度中的任务分派过程,得出任务分派时需要考虑的任务影响因素以及设备影响因素.利用影响因素的隶属函数表示各影响因素的优先程度,解决了调度过程中的不确定及偏好信息的表示问题.通过模糊综合评判计算,对任务优先级和设备的优先级进行综合计算,解决了调度过程中多模糊因素综合权衡问题.最后通过算例对该方法计算过程进行说明,并以实际车间调度应用为例分析了该方法的实用性.     

考虑损伤累积效应的单层球面网壳动力稳定

为了揭示强震下单层网壳结构的动力失效机理,从考虑材料损伤累积效应的角度出发,基于塑性应变和能量损耗理论建立应变-损伤弹塑性本构关系,提出将B-R运动准则和杆件塑性应变能密度曲线结合起来,作为结构动力失稳的判断标准.应用动态增量(IDA)法,对一Kiewitt-8型单层球面网壳结构进行地震作用下动力稳定分析,得出考虑材料损伤累积效应将显著降低结构的动力稳定临界荷载等结论,为该类结构震后修复和抗震性能的评估提供依据.     

全装配式混凝土结构界面软索连接拼缝抗剪性能试验研究

对5个设置界面软索连接的全装配混凝土试件进行静力加载试验研究,包括3个墙与墙连接试件及2个楼板与楼板连接试件.并采用目前已有的界面抗剪承载力计算方法对试验结果进行对比计算.研究结果表明:拼缝抗剪承载力主要由软索受拉产生的界面抗剪摩擦力和软索自身的销栓力组成,试件呈现良好的延性.针对试验结果,深入分析了软索连接拼缝的受力及破坏机理,采用合理的计算假定,提出了软锁连接拼缝抗剪性能的三折线受力模型,理论方法计算结果与试验值吻合比较理想,可为全预制混凝土结构软索连接拼缝的抗剪承载力计算及工程实践提供参考.