摘要：对于轨道不平顺作用下具有不确定结构参数的车轨耦合系统随机振动灵敏度问题进行了研究。车辆采用多刚体动力学模型,弹性轨道采用无穷周期子结构进行模拟。在哈密顿对偶体系下建立了车轨耦合系统混合物理坐标及辛对偶坐标的动力学方程,应用解析手段推导出其相对系统不确定参数的灵敏度控制方程。进一步,基于虚拟激励法和辛方法建立了车轨耦合系统随机振动响应灵敏度分析方法。数值算例结果表明:所提出的灵敏度分析方法具有较高的计算精度,并保留了虚拟激励法高效的特性。该文所开展的工作对于车辆系统动力学参数设计与优化具有很好的参考价值。

摘要：适用于远海作业的超大型浮式液化天然气生产储卸装置FLNG(Floating Liquefied Natural Gas)因风浪流等作用会引起储舱内液体剧烈晃荡产生砰击荷载。室内晃荡模型试验是研究晃荡荷载的有效手段,但由于试验条件的局限性,不能开展长时间的晃荡模型试验,因此需要合理有效的统计分析方法。文章通过开展1/20比尺横荡及横摇晃荡模型试验,采用三种晃荡荷载常用拟合方法对晃荡砰击荷载进行了统计预测。结果表明,晃荡荷载峰值结果服从广义极值分布、三参Weibull分布和两参Weibull分布,其中广义极值分布拟合晃荡荷载峰值数据更加精确。研究结果可为液舱结构晃荡荷载设计提供有益参考。

摘要：基于计算流体动力学(CFD)方法,利用自有程序结合商业软件处理大跨桥梁风致振动中的流体-固体耦合问题,使用三维桥梁结构模型,进行大跨桥梁风致振动的数值仿真。仿真结果符合实际物理现象,并且所得到的结构气动参数同已有仿真方法的数值结果相比,与风洞试验结果更加接近。这些数值仿真表明,该计算流体动力学方法可以比较准确地进行大跨桥梁的气动特性分析,可以为大跨桥梁建设提供重要的设计基础。

摘要：以采用视觉导航的智能车DLUIV-1为对象,对智能车辆的横向控制方法开展研究.首先,建立基于视觉预瞄距离的车辆横向控制系统模型,利用包含速度等因素在内的预瞄运动学模型确定车辆的横向偏差和方位偏差.其次,针对横向控制的特点,提出了模糊和滑模相结合的智能车辆横向控制策略,综合考虑车辆当前的横向偏差和方位偏差,将二者融合后的综合偏差作为滑模切换函数的参数来设计滑模面,将滑模切换函数作为控制目标,利用模糊控制规则调整控制变量的大小来确保存在和到达条件成立,保证方向盘转动的稳定性.仿真结果表明该横向控制器能够保证智能车辆准确而且稳定地跟踪参考路径,且对模型参数的变化具有较强的鲁棒性.

摘要：球墨铸铁飞轮是柴油机中结构形状相对简单但起重要作用的零件之一。对于圆盘状球墨铸铁飞轮,其结构破坏行为往往与飞轮在高速旋转时所引起的包含径向、轴向及环向等复杂的三维应力状态有关。此外,还与其表面摩擦损伤有关。为了分析飞轮高速旋转时的复杂应力状态与其断裂损伤失效之间的关系,用有限元方法分析了球墨铸铁飞轮在高速旋转时径向应力、轴向应力及环向应力的分布情况,预测飞轮的极限转速及断裂损伤形式,同时用实验的方法进行验证分析,实验所得结果与有限元分析结果具有很好的一致性。该方法对飞轮失效分析及飞轮结构优化设计具有重要的理论指导意义。

摘要：介绍碳纳米管及其阵列摩擦学性能的理论和实验研究,回顾碳纳米管增强铝基复合材料的减磨耐磨性能并讨论了其机理。针对使用碳纳米管增强铝基耐磨性中遇到的问题探讨了解决途径,以期为设计制造低摩擦、高耐磨性碳纳米管/铝复合材料提供参考信息。

摘要：目的将改进的Kriging优化算法引入支架-球囊系统的优化设计,从而给其配以适当长度的球囊,使支架能够沿轴向扩张均匀。方法基于有限元计算结果,采用与拉丁超立方(latin hypercube sampling,LHS)抽样方法、期望提高(expected improvement,EI)函数相结合的Kriging优化算法,以减小支架扩张时的狗骨头效应为目的,对球囊长度进行优化设计。结果 Kriging代理模型能近似建立支架狗骨头率与球囊长度间的函数关系,来替代高成本的计算。LHS抽样方法可以确保产生的样本点代表向量空间的所有部分。EI函数能有效地用于平衡搜索,从而找到最优解。优化长度的球囊可以使支架均匀扩张。结论该优化算法能有效地应用于支架—球囊系统的优化设计。

摘要：基于线性矩阵不等式方法,本文给出了一种新的考虑参数不确定性的鲁棒H∞控制器设计方法,并用于建筑结构的抗震控制。假定结构不确定参数是范数有界的,通过有界实引理,把考虑参数不确定性的鲁棒H∞控制器设计化为具有线性矩阵不等式约束的凸优化问题,进而可以应用内点法等凸优化技术进行求解。以6层建筑结构在Kobe地震动输入和突加Kanai-Tajimi过滤白噪声随机地震激励下的抗震控制为例,进行了数值仿真。数值结果表明,鲁棒H∞控制器具有很强的鲁棒性,无论结构刚度和阻尼是否存在变异,均能实现很好的控制效果。

摘要：为了提高纤维复合材料缠绕壳体结构的屈曲稳定性,本文将蚁群算法(ACA)求解旅行商问题(TSP)的方法引入到缠绕层顺序优化的计算中。阐明铺层顺序优化的本质是调整沿板厚方向的刚度分布以提高版的抗弯刚度,同时改善荷载的传递路径,以降低由偏心而产生的附加弯矩,从而提高结构的抗屈曲能力;扩展了经典蚁群算法,提出一种分组编解码方法,既可描述缠绕工艺对铺层排列组合的约束,又可降低城市数目以提高优化效率;通过与经典算例的比较,验证了本文方法的有效性和优越性;并研发了复合材料缠绕壳体铺层顺序优化程序系统,实现了壳体结构的屈曲稳定性优化设计。

摘要：微针作为一种全新的经皮给药技术,由于无痛性、微创,引起越来越多的关注。研究微针刺入皮肤的力学机理不仅有助于设计最优的微针材料和形貌,也有利于更好发挥微针在药物输送中的作用。利用数值模拟方法,基于大型通用有限元软件Abaqus,考虑不同皮肤层的力学性能及材料的失效和破坏,对微针刺入皮肤过程进行数值仿真,形象地揭示了微针刺入皮肤过程中微针与皮肤的相互作用机理。讨论了刺入过程中皮肤的变形和破坏及微针受力随刺入位移的变化关系,得到了微针刺破皮肤时的刺入力大小,并详细分析了微针形状参数(尖端端面面积、针壁角、壁厚等)对刺入力的影响。通过分析发现微针尖端端面面积以及微针壁角是微针刺入多层结构皮肤的主要控制参数,而微针壁厚对刺入力的影响较小。另外,对比实验结果发现数值模拟结果同实验观察基本吻合。研究结果可能为微针给药系统及微针的优化设计提供了一定的帮助。