摘要：假定正交各向异性薄圆环板的抗弯刚度沿径向按照任意函数形式连续变化,基于经典板壳理论推导出变刚度薄圆环板轴对称屈曲问题基本方程,并采用加权残值法计算了周边弹性约束时变刚度薄圆环板的临界屈曲值.与已有文献结果进行比较,验证了该方法的正确性和有效性.通过数值算例研究了弹性约束、刚度面内变化等对正交各向异性变刚度薄圆环板临界屈曲载荷的影响,研究结果可为复合材料变刚度薄圆环板的分析及优化设计提供参考.

摘要：考虑玻璃态转变温度(tg)对材料性能的直接影响,运用三维有限元分析法分别对单芯封装器件及多芯封装器件由于热变形引起的翘曲问题进行了分析,同时着重探讨了封装器件中各种材料的尺寸变化对翘曲的影响.计算结果表明:在单芯封装中,基底与芯片厚度比和封装材料与芯片厚度比的变化对翘曲影响较大,基底与芯片面积比和粘结层与芯片高度比的变化对整体翘曲影响较小;在多芯封装中,随着芯片厚度的增加,整体翘曲减少,而粘结层的厚度对整体翘曲影响较小,基底尺寸影响较大.这一结果为进一步封装设计提供了理论依据.

摘要：用数值方法对比分析了NACA0012翼型在微小后缘装置(Mini-TED)打开前后跨声速气动性能的变化,并对其增升机理进行了初步分析。数值结果表明,Mini-TED可以将翼型上表面激波位置大幅度后移,大大提高翼型的升力。在小迎角条件下,Mini-TED后面存在一个由3个旋涡构成的稳定流动结构,正是这个旋涡结构改变了后缘库塔条件,导致上翼面激波位置的变化,进而大幅度提高了升力。当迎角增加后,后缘旋涡结构中的一个旋涡逐渐上移并与激波诱导的分离区合并,从而加速了翼型上表面分离。由于Mini-TED使得迎风面积增加,因而导致升力和阻力同时大幅上升,但总体上看仍然能够大幅度提高升阻比,证明Mini-TED后缘设计是一种极有潜力的新型高升力装置。

摘要：对层状复合材料矩形截面非圆柱(锥形、桶形和双曲形)螺旋弹簧的自由振动特性进行了研究,方程中首次考虑了簧丝截面的翘曲变形对固有频率的影响。在各向异性自然弯扭梁理论的基础上,导出了该弹簧在考虑翘曲效应时的运动微分方程,它们由14个变系数的一阶偏微分方程组成。弹簧的固有频率可以使用改进的Riccati传递矩阵法确定,单元传递矩阵则采用Scaling-Squaring方法以及Pad′e逼近表达式进行计算。数值结果表明,翘曲变形对该弹簧的固有频率有着重大的影响,是自由振动分析中必须考虑的重要因素。最后研究了各种设计参数对对称层合复合材料矩形截面双曲形弹簧固有频率的影响。

摘要：亥姆霍兹共鸣器是一种最基本的声共振系统,可受外面声场的激发并消耗其能量,形成重要的吸声体结构.其最典型的应用就是音乐厅、电影院吸音墙的微结构.设计了二维的亥姆霍兹共鸣管周期阵列结构,并应用有限元方法计算该结构的声传输特性.计算结果表明,该结构可以利用布拉格散射效应、局域共振效应以及亥姆霍兹共鸣管对声波的吸收效应.与无开口圆管构成的周期结构相比,该结构具有更大的声带隙带宽.因此,该结构可用来设计声屏障、声透镜等声学器件.

摘要：提出结合改进遗传算法和序列二次规划法的可重复使用运载器再入轨迹优化方法,发挥了遗传算法(GA)对初值不敏感和全局收敛性强以及序列二次规划(SQP)法收敛速度快和精度高等优点,弥补了遗传算法优化结果的随机抖动、序列二次规划法对初始值敏感、收敛半径小和容易陷入局部极值等不足.将改进的遗传模拟退火罚函数法用于全局搜索设计空间,序列二次规划法用于局部优化,直接配点法用于将最优控制问题离散为非线性规划问题.算例结果表明,在没有初始估计的情况下,能够得到高精度的全局最优解,证明了该算法的正确性和有效性,验证了该算法具有初值不敏感和鲁棒性好的优点.

摘要：对层状复合材料矩形截面圆柱螺旋弹簧自由振动特性进行研究,首次考虑簧丝截面翘曲变形对固有频率和振动模态的影响。在各向异性自然弯扭梁理论基础上,导出该弹簧运动微分方程,为由14个一阶偏微分方程组成。弹簧固有频率可用改进的Riccati传递矩阵法确定,单元传递矩阵则采用Scaling-Squaring方法及Pad'e逼近表达式计算。结果表明:对对称层压复合材料矩形截面的圆柱螺旋弹簧,翘曲变形对其固有频率有一定影响,在自由振动分析中应考虑。研究各种设计参数对该弹簧固有频率影响,并发现一些与各向同性材料矩形截面圆柱螺旋弹簧不同的性质。

摘要：把自然弯扭梁理论推广到材料为各向异性的情况,并得到了单向复合材料矩形截面杆件的圣维南扭转翘曲函数的解析公式.在此基础上,进一步导出了单向复合材料非圆截面圆柱螺旋弹簧的运动微分方程,它们由14个1阶偏微分方程组成.方程中不仅考虑了转动惯量、轴向和剪切变形的影响,而且首次考虑了簧丝横截面的翘曲变形对弹簧固有频率和振动模态的影响.由于方程呈现出很强的刚性,这里采用改进的Riccati传递矩阵法对弹簧的自由振动微分方程进行求解.计算表明,对于单向复合材料矩形截面圆柱螺旋弹簧,翘曲变形对其自由振动特性具有重大的影响,是必须考虑的重要因素.最后,研究了各种设计参数对此类弹簧固有频率的影响.

摘要：以各向异性自然弯扭梁理论为基础,首次导出了考虑簧丝截面翘曲变形的单向复合材料矩形截面非圆柱(锥形、双曲形和桶形)螺旋弹簧的运动微分方程,它们由14个变系数的一阶偏微分方程组成。同时得到了单向复合材料矩形截面杆件扭转翘曲函数的显式表达式。弹簧的固有频率和振动模态可以使用改进的Riccati传递矩阵法确定,单元传递矩阵则采用Scaling-Squaring方法以及Pad'e逼近表达式进行计算。数值结果表明,对于单向复合材料矩形截面的非圆柱螺旋弹簧,翘曲变形对其固有频率有着重大的影响,在自由振动分析中必须加以考虑。最后研究了各种设计参数对单向复合材料矩形截面锥形弹簧固有频率的影响。

摘要：在连续体结构优化的经典变密度法中,随着优化模型的复杂化,优化结果中容易出现灰度单元过多的问题.为了在优化后得到一个不存在灰度单元、可直接提取的清晰优化构型,提出了一种基于变密度法的灰度单元等效转换方法.该方法通过2个核心算法步骤来彻底消除灰度单元.首先通过转换规则控制算法将拓扑优化计算结果中的单元密度(密度),将单元密度变量从连续的[0,1]分布转换为{0,1}离散分布,得到全局"满状态"单元构型,彻底消除原优化构型中的灰度单元;其次通过转换等效性评估算法,确保在使用该转换方法前后结构的力学性能具有高度的等效性.将等效转换方法与标准SIMP优化算法相结合,便能在结构优化计算结果中得到可直接提取的清晰优化构型.通过二维与三维优化数值算例,将等效转换方法结合到SIMP优化算法中,并与标准的SIMP优化算法对比.结果表明,结合等效转换方法的SIMP优化算法能彻底消除灰度单元,并且不影响标准SIMP优化算法提升结构力学性能,具有降低体积与重量的作用.