检索结果-内蒙古大学图书馆

振动．测试与诊断 2015年第4期35卷 620-625,792-793页

作者：蒋祺张方姜金辉祝徳春徐菁浦玉学南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016 南京航空航天大学振动工程研究所南京210016

根据线弹性系统的振动特性,采用动载荷识别频域法研究动载荷作用位置识别问题。提出了当量载荷误差判别法,用不同测点响应在相同位置反演出来的当量载荷的误差值建立目标函数,当量载荷误差最小的作用位置就是动载荷的真实作用位置。从... 详细信息

根据线弹性系统的振动特性,采用动载荷识别频域法研究动载荷作用位置识别问题。提出了当量载荷误差判别法,用不同测点响应在相同位置反演出来的当量载荷的误差值建立目标函数,当量载荷误差最小的作用位置就是动载荷的真实作用位置。从单点激励和两点激励方面进行了平面板的载荷位置识别仿真,在加入噪声的情况下效果依然理想,为复杂结构和多个加载位置动载荷识别提供基础。简支梁实验结果表明,该方法能正确识别载荷作用位置,对噪声不敏感,有很好的工程应用前景。

关键词：载荷识别位置识别当量载荷频域法

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径向基模型的不确定性模型区间修正与确认

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机械工程学报 2013年第9期49卷 128-134页

作者：何成陈国平何欢南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016 南京航空航天大学振动工程研究所南京210016

研究基于径向基(Radial basis function,RBF)模型不确定性结构动力学模型的非概率型区间修正方法。针对响应不确定性问题,以修正参数为变量,构造基于RBF的响应误差函数,通过寻求使误差函数取最小值的修正参数,将修正问题转化为优化问题... 详细信息

研究基于径向基(Radial basis function,RBF)模型不确定性结构动力学模型的非概率型区间修正方法。针对响应不确定性问题,以修正参数为变量,构造基于RBF的响应误差函数,通过寻求使误差函数取最小值的修正参数,将修正问题转化为优化问题,并从理论角度出发,利用RBF模型结合遗传算法给出修正后的参数区间描述方式,介绍具体实施步骤;而后将该方法分别用于考虑不确定性因素的数值算例和实际螺栓连接结构中。研究结果表明,采用该方法获得的参数边界与真实参数边界重合度较高,通过Monte-Carlo模拟对修正后结构与确认结构的响应预报与试验相吻合,验证所提出的修正方法的有效性与实用性;另外由于在实际问题中试验测试噪声不可避免,使得部分试验测试点处于预报响应空间之外,此时采用区间方式对响应进行预报效果较好。

关键词：模型修正区间分析不确定性径向基模型响应预报

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基于遗传算法和拓扑优化的结构多孔洞损伤识别

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振动与冲击 2011年第7期30卷 201-204页

作者：李小平郑世杰南京航空航天大学机械结构强度与振动国家重点实验室智能材料结构研究所南京210016

鉴于拓扑优化和遗传算法在结构损伤识别中各自的优点,本文将遗传算法、有限元和拓扑优化三种方法相结合,提出了一种用于二维结构多损伤识别的新方法。这种方法将拓扑优化的设计变量和遗传算法的参数统一化,将拓扑优化中的目标函数和约... 详细信息

鉴于拓扑优化和遗传算法在结构损伤识别中各自的优点,本文将遗传算法、有限元和拓扑优化三种方法相结合,提出了一种用于二维结构多损伤识别的新方法。这种方法将拓扑优化的设计变量和遗传算法的参数统一化,将拓扑优化中的目标函数和约束方程与遗传算法的适应度函数联系起来,并以拓扑优化的约束方程作为控制条件参与整个遗传运算的控制。采用二进制编码遗传算法代替连续变量拓扑优化的方式对发生孔洞损伤形式的二维结构进行损伤识别,避免了利用连续变量拓扑优化进行损伤识别时参数阈值的确定可能给识别结果带来的不良影响。通过对两个二维结构模型的多损伤识别仿真计算,结果显示该方法能够很好地识别二维结构中多个位置的损伤,对于仅用拓扑优化法很难识别的轻微孔洞损伤情况,该方法也能得出与实际情况吻合良好的结果。

关键词：多损伤识别遗传算法拓扑优化参数阈值

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梯度复合材料热传导分析的梯度单元法

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复合材料学报 2012年第4期29卷 178-185页

作者：陈康许希武机械结构力学及控制国家重点实验室南京航空航天大学结构与强度研究所南京210016

给出了一种适用于梯度复合材料热传导分析的梯度单元,采用细观力学方法描述材料变化的热物理属性,通过线性插值和高阶插值温度场分别给出了4节点和8节点梯度单元随空间位置变化的热传导刚度矩阵。推导了在温度梯度载荷和热流密度载荷作... 详细信息

给出了一种适用于梯度复合材料热传导分析的梯度单元,采用细观力学方法描述材料变化的热物理属性,通过线性插值和高阶插值温度场分别给出了4节点和8节点梯度单元随空间位置变化的热传导刚度矩阵。推导了在温度梯度载荷和热流密度载荷作用下,矩形梯度板的稳态温度场和热通量场精确解。基于该精确解对比了连续梯度模型和传统的离散梯度模型的热传导有限元计算结果,验证了梯度单元的有效性,并讨论了相关参数对梯度单元的影响。结果表明,梯度单元和均匀单元得到的温度场基本一致;当热载荷垂直于材料梯度方向时,梯度单元能够给出更加精确的局部热通量场;当热载荷平行于材料梯度方向时,4节点梯度单元性能恶化,8节点梯度单元和均匀单元的计算结果与精确解吻合很好。

关键词：梯度单元热传导分析梯度复合材料有限元方法细观力学

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梯度复合材料应力强度因子计算的梯度扩展单元法

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复合材料学报 2013年第3期30卷 168-176页

作者：陈康许希武郭树祥南京航空航天大学结构与强度研究所机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016

推导了一种适用于梯度复合材料断裂特性分析的梯度扩展单元,采用细观力学方法描述材料变化的物理属性,通过线性插值位移场给出了4节点梯度扩展元随空间位置变化的刚度矩阵,并建立了结构的连续梯度有限元模型。通过将梯度单元的计算结果... 详细信息

推导了一种适用于梯度复合材料断裂特性分析的梯度扩展单元,采用细观力学方法描述材料变化的物理属性,通过线性插值位移场给出了4节点梯度扩展元随空间位置变化的刚度矩阵,并建立了结构的连续梯度有限元模型。通过将梯度单元的计算结果与均匀单元以及已有文献结果进行对比,证明了梯度扩展有限元(XFEM)的优越性,并进一步讨论了材料参数对裂纹尖端应力强度因子(SIF)的影响规律。研究结果表明:随着网格密度的增加,梯度单元的计算结果能够迅速收敛于准确解,均匀单元的计算误差不会随着网格细化而消失,且随着裂纹长度和属性梯度的增大而增大;属性梯度和涂层基体厚度比的增大导致涂覆型梯度材料的SIF增大;裂纹长度的增加和连接层基体厚度比的减小均导致连接型梯度材料的SIF增大。

关键词：梯度复合材料有限单元法应力强度因子梯度扩展单元交互能量积分

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模拟裂纹扩展的一种有限元局部动态子划分方法

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计算力学学报 2012年第4期29卷 499-504页

作者：周储伟潘清南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室结构与强度研究所南京210016

提出了一种有限元子划分结合子结构的方法来模拟裂纹扩展问题。提出的方法中,将单元分为三类:被裂纹贯穿的单元,包含裂尖的单元和常规单元。对前两类单元进行子划分,每个单元的归类随裂纹的扩展而动态变化。覆盖一条裂纹的前两类单元子... 详细信息

提出了一种有限元子划分结合子结构的方法来模拟裂纹扩展问题。提出的方法中,将单元分为三类:被裂纹贯穿的单元,包含裂尖的单元和常规单元。对前两类单元进行子划分,每个单元的归类随裂纹的扩展而动态变化。覆盖一条裂纹的前两类单元子划分后构成一个子结构,子结构也是动态的,跟随裂纹的扩展而逐步扩大。本文的方法可以使裂纹沿任意路径扩展而不受初始网格的限制,裂纹扩展后无需对结构整体的网格重划分,结构整体分析的总自由度也不变。用该方法计算无限大平面中心裂纹的应力强度因子,模拟三点弯梁跨中裂纹的扩展,验证了计算精度,并进一步用该方法模拟了非均质材料中裂纹的扩展,考核了对复杂裂纹扩展问题的适用性。

关键词：裂纹扩展数值模拟子划分子结构网格重构

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基于谱元法的裂纹梁Lamb波传播特性研究

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工程力学 2012年第9期29卷 50-55,59页

作者：孙虎周丽南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室结构强度研究所南京210016

首次提出用一种无质量弹簧元来模拟含横向裂纹梁的轴弯耦合效应,并结合谱元法分析含裂纹梁内Lamb波的传播特性。由卡氏定理和断裂力学方法推导弹簧元的刚度,以此构建裂纹处的平衡条件和位移协调条件,建立损伤谱元模型。通过和传统的有... 详细信息

首次提出用一种无质量弹簧元来模拟含横向裂纹梁的轴弯耦合效应,并结合谱元法分析含裂纹梁内Lamb波的传播特性。由卡氏定理和断裂力学方法推导弹簧元的刚度,以此构建裂纹处的平衡条件和位移协调条件,建立损伤谱元模型。通过和传统的有限元模型进行比较,表明在显著提高计算效率的同时,所提出模型在分析结构固有特性和Lamb波传播特性上都具有较高的精度。在所提出模型的基础上又推导出基于谱元法的能量计算公式,通过裂纹处的能量守恒再次验证损伤模型的正确性和有效性,同时研究结果表明裂纹处转化生成的Lamb波各模态能量随裂纹深度的变化具有单调性,该结论可以为结构健康监测中定量识别裂纹提供实用依据。

关键词：结构健康监测 Lamb波传播谱元法能量横向裂纹

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协整系数矩阵的非平稳工程系统故障诊断应用研究

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振动与冲击 2015年第1期34卷 145-150页

作者：石海忱陈前林原灵南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室振动工程研究所南京210016

对于非平稳工程系统,若系统变量是一阶单整的,则可以建立变量间的协整关系模型,通过理论分析证明,协整系数矩阵可作为故障空间的特征参数用作系统的故障诊断。非平稳系统变量首先要通过单位根检验以证明其一阶单整,然后使用Johansen检... 详细信息

对于非平稳工程系统,若系统变量是一阶单整的,则可以建立变量间的协整关系模型,通过理论分析证明,协整系数矩阵可作为故障空间的特征参数用作系统的故障诊断。非平稳系统变量首先要通过单位根检验以证明其一阶单整,然后使用Johansen检验法估计出协整系数矩阵,即特征参数,使用一对多分类的支持向量机(SVM)算法进行故障数据的训练和测试。使用液压舵面故障仿真系统作为试验平台,使用输入指令、舵面角度等5个一阶单整的系统变量作为协整变量,其估计出的协整系数矩阵作为特征参数,结果表明协整系数矩阵作为特征参数,SVM作为数据分类方法,具有很好的故障分类效果。

关键词：协整故障诊断非平稳支持向量机(SVM) 液压舵面系统

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带可控臂绳系卫星释放及姿态控制

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力学学报 2012年第2期44卷 408-414页

作者：文浩陈辉金栋平胡海岩南京航空航天大学振动工程研究所机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016

考虑带可控机械臂绳系卫星的面内运动,研究其释放阶段的子星位置和姿态控制问题.系绳释放时,通过调整机械臂转角实现子星姿态的无动量轮控制.控制律设计分为两步:首先,基于非线性最优控制理论,研究在状态和控制约束下的子星位置及其姿... 详细信息

考虑带可控机械臂绳系卫星的面内运动,研究其释放阶段的子星位置和姿态控制问题.系绳释放时,通过调整机械臂转角实现子星姿态的无动量轮控制.控制律设计分为两步:首先,基于非线性最优控制理论,研究在状态和控制约束下的子星位置及其姿态控制,通过二阶Legendre伪谱法求解开环最优控制律;其次,以开环解为参考,基于轨迹跟踪思想设计反馈控制器,其中反馈控制增益由开环最优控制算法及数值插值确定.最后通过算例研究验证了该方法的有效性.

关键词：绳系卫星可控臂释放姿态跟踪控制

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基于子结构解耦的连接特性识别新方法

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力学学报 2021年第12期53卷 3376-3388页

作者：范新亮王彤夏遵平南京航空航天大学振动工程研究所机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016

连接部件动态特性的准确辨识对预测装配式机械结构的动力学行为有重要意义.针对传统基于子结构解耦的连接结构动力学特性识别方法难以直接利用可测量数据进行辨识及辨识结果受噪声影响显著等问题,本文提出了一种新方法.首先,提取子结构... 详细信息

连接部件动态特性的准确辨识对预测装配式机械结构的动力学行为有重要意义.针对传统基于子结构解耦的连接结构动力学特性识别方法难以直接利用可测量数据进行辨识及辨识结果受噪声影响显著等问题,本文提出了一种新方法.首先,提取子结构解耦基本方程在测试自由度上的分量,并经矩阵变换得到显含连接动刚度矩阵的形式,而后由真实连接动刚度矩阵分解为已知的初始矩阵与待求的增量矩阵,推导了具有收敛性质的增量型方程以增强界面自由度较多时辨识的数值稳定性,并采用多项式拟合动刚度将其转化为了拟合系数的频域估计方程,按给定准则选取合适的频率点联立方程后,得到了只需装配体测试自由度上的频响函数来辨识连接特性的迭代公式.最后,以若干算例说明了算法的具体流程.对10自由度弹簧-质量块系统进行了数值仿真,验证了所提方法的正确性及抗噪性;对包含一处胶接连接的T形梁结构和包含两处螺栓连接的L形梁结构进行了试验,所辨识连接结构与残余结构重组的装配体有限元模型计算的频响函数与测量值在较宽频带内吻合较好,表明了该方法能有效识别实际装配体结构中的连接特性.

关键词：连接特性识别子结构解耦增量格式多项式拟合抗噪性

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