匀拉力下的织物-滚筒系统的若干性能

机械-织物系统是一个复杂的耦合系统,目前的研究很少.运用有限元法(FEA)首先对织物进行非线性拉伸研究,得到了织物-滚筒系统在匀拉力下的织物拉伸变形形态,提出了一种改进布面张力均匀性的方法;然后对织物、滚筒耦合系统进行有预拉力的模态分析,得出了织物、滚筒和织物-滚筒系统的前4阶田有频率和振型,最后发现织物-滚筒系统的前4阶固有频率主要与织物紧密相关,而不是和滚筒相关.     

具脱层复合材料层合梁-板的自由振动分析

基于经典弹性理论,建立了含脱层复合材料层合梁的运动控制方程,研究了脱层复合材料层合梁自由振动频率和振动模态。分析中,对脱层梁结构采用分区处理,同时结合边界条件、内力平衡条件以及位移连续条件,建立了梁模态分析的特征方程。最后利用具体算例,探讨了具脱层梁不同脱层参数、铺设角度下的一、二阶固有频率,并对比分析了不同的脱层深度、脱层长度和脱层位置以及不同的铺设材料对复合材料层合梁模态的影响。     

风力机叶片与整机的预应力振动模态分析

为了研究10 kW水平轴风力机叶片及整机的振动情况,通过建立其模态分析计算模型和预应力模态分析计算模型的方法,对旋转叶片施加风载荷和旋转离心力,在完成网格划分、载荷与约束条件的添加后,进行了预应力下的振动模态分析,并将几种工况下的固有频率进行了对比并得出结论.结果表明：仅有风载荷工况时,叶片和整机的固有频率基本没有变化;当同时有风载荷和旋转离心力时,随着风速的增加,固有频率有比较明显的增加,但当风速达到一定程度时,不再发生变化.     

低雷诺数下翼型气动特性和涡脱落模态分析

基于多弛豫格子玻尔兹曼方法对低雷诺数下的二维翼型气动特性和尾流涡脱落特性进行了分析.为了提高计算准确性,采用分块网格细化算法对流场变化剧烈区域进行加密,采用格插值反弹格式处理曲线边界和动量交换方法计算升阻力.通过对Re=1 000时不同格点数目NACA0012绕流的数值模拟,验证了网格的无关性和算法的有效性.在低雷诺数下,流动呈现明显的非定常特性,引起前、后缘分离与再附以及涡脱落现象.研究发现涡的脱落频率和模态随攻角的变化而变化,存在3种典型的涡脱落模态,即二单(2S)、二双(2P)和双+单(P+S)模态.     

基于2D-VMD与CC结合的模态重构算法

为提高重构图像的质量,针对二维变分模态分解( 2D-VMD: Two Dimensional Variational Mode Decomposition) 算法需确定分解尺度K 值和有效固有模态分量的问题,提出了将2D-VMD 结合相关系数( CC: Correlation Coefficient) 的联合算法,并用于图像重构。该方法首先利用2D-VMD 将图像信号分解为不同中心频率的子模态,然后计算分解后的固有模态函数( IMF: Intrinsic Mode Function) 与原始图像函数的CC 值,根据CC 准则确定有效的固有模态分量,最后利用有效的固有模态分量进行重构,实现了图像去噪。仿真结果表明,2D-VMD 和CC 结合可以准确得到分解尺度K 和有效的子模态,具有很高的图像重构精度,提高了图像质量。     

基于损伤柔度曲率矩阵的人行天桥损伤识别研究

为了研究基于损伤柔度曲率矩阵的损伤识别方法在人行天桥上的适用性,将此方法用于人行天桥模型和实际工程的桥梁结构分析中。通过对人行天桥简支钢箱梁损伤前的完好结构及各类损伤工况下的损伤结构进行数值模拟,得到各工况下的这一损伤识别指标的损伤识别性能,对其进行分析。之后将此方法用于实际的人行天桥动力模态试验中,在随机环境激励的情况下使用动态信号采集分析系统对人行天桥进行动力模态试验。研究发现,损伤柔度曲率矩阵这一指标对于人行天桥具有良好的损伤识别性能,并且其抗噪声能力、微小损伤识别能力以及对于实际工程的适用性能皆有良好表现。     

交变磁场曝露对大鼠心电信号多尺度熵的影响

为研究电磁场对生物体心电信号复杂度的影响,在20mT,50Hz交变电磁场环境中曝露大鼠,连续曝露7d,采集大鼠磁场曝露前、磁场曝露10,20和30min心电信号(ECG),利用经验模态分解(EMD)重构信号,计算各信号多尺度熵(MSEn).实验结果表明,20mT,50Hz交变磁场对大鼠心电信号多尺度熵的影响具有时间效应,通过心脏的自我调控可以降低交变磁场对大鼠心脏的影响.     

基于ANSYS的轴流泵转子系统有限元分析

为了研究预应力对便携式轴流泵叶片的应力及应变的影响,基于有限元理论,在Workbench平台上,采用ANSYS CFX软件对轴流泵内部流场和叶轮结构进行耦合求解.其中流场计算选用以雷诺平均方程为基础的SST k-ω湍流模型.结构计算采用弹性体结构动力学方程,对叶轮叶片在不同流量工况下的变形和应力分布以及各阶模态变化进行了计算.结果表明:在水体作用力和旋转离心力作用下,轴流泵叶片的最大变形发生在叶片进口轮缘处,且从轮毂到轮缘的径向方向上,变形程度逐渐变大;在叶轮压力面靠近轮毂附近区域出现应力集中,各工况最大应力值均远小于最大拉应力,能够满足强度要求;有无预应力对转子系统的各阶模态影响很小,且不同流量工况下各阶模态的变化也很小.     

改进经验模态分解与谱峭度法的步态信号特征分析

通过对步态信号进行分析,提出基于能量矩占比与方差贡献率的改进经验模态分解和谱峭度法的步态信号特征频率分析方法. 改进的经验模态分解消除了传统分解过程中存在的低频虚假本征模态分量,抑制了高频噪声的干扰. 通过确定谱峭度图上的中心频率和带宽构造带通滤波器对信号进行包络解调分析,并通过实验验证了该方法能有效提取步态信号的特征频率,为步态信号的后期研究提供一条新的思路.     

采用改进粒子群算法的机载光电平台多目标优化

为了提高光电平台的动态特性,减少受激励源的振动响应,通过引入交叉算子、学习因子和混沌变异等,提出了一种改进粒子群算法,并采用改进粒子群算法与动力学联合优化的方法(APSO-ABAQUS)对机载光电平台进行多目标优化研究。首先建立了光电平台的有限元模型,并将该模型的模态计算结果与模态试验测试值进行对比,验证了光电平台有限元模型的有效性;然后将优化前仿真得到的光电平台的振动响应与随机振动试验得到的振动响应相比较,进一步验证模型有效;最后以振动响应、质量和刚度特性为优化目标,对光电平台进行优化。结果表明:优化前振动加速度峰值为641.30 m/s~2,优化后的振动加速度峰值为375.68 m/s~2,较优化前振动加速度峰值降低了41.42%;优化后光电平台基频由74.53 Hz提高到107.36 Hz,提高了44.04%,较大程度提升了平台的动刚度,有效提高了光电平台的动态性能;光电平台的质量由优化前的53.4 kg减小至48.6 kg,质量降低了8.64%,优化后光电平台的结构更加合理;建立的APSO-ABAQUS多目标优化模型是合理可行的,可为其他结构优化设计提供一定的借鉴。