摘要：90°弯曲导管是航空管路系统的常见形式,但是传统一段弯曲方式,在高压高速流体流经时,会产生较大的涡流区,易引发流体噪音和管道结构振动。本文以肘形导管为例,研究了三段弯曲式管形优化设计。首先,根据涡流区和二次流的产生位置,提出三段弯曲方式的两种肘形导管设计方案。然后,以减小弯曲段和出口段涡流平均值为目标,采用线性近似约束优化算法(COBYLA),对三段弯曲肘形导管对应的4个管形参数进行尺寸优化。优化结果表明,三段弯曲方式涡流减少6.29%,截面二次流最大速率降低51.97%,流经弯曲段的压力损失降低12.64%。最后,讨论了管径、压力、流速等因素对优化结果的影响,给出最优管形参数的取值范围。该设计为航空管路的弯管设计和消脉减振提供了技术手段。

摘要：将拟力法的概念运用于能量平衡方程而提出累积塑性应变,其表示为塑性耗散能需求与耗能能力之比.塑性耗散能反映了结构在地震作用下的损伤累积效应,作为构件层次损伤指标的累积塑性应变也考虑了损伤累积效应.建立基于最大层间位移角的易损性曲线,假定一系列累积塑性应变阈值,通过易损性曲线吻合度确定与全局性能水准相对应的局部损伤状态,即累积塑性应变阈值.以累积塑性应变和峰值层加速度响应作为结构构件和非结构构件的工程需求参数,在多维易损性理论框架下建立二维性能极限状态方程和概率地震需求模型,进行易损性分析,并分别讨论加速度阈值、工程需求参数和性能极限状态相关性对易损性的影响.

摘要：综合考虑结构物理参数的随机性和响应的统计相关性,提出了基于对数回归模型的结构易损性分析方法。以蒙特卡罗模拟和随机时程分析法考虑物理参数的随机性,采用β-二项分布探讨响应统计相关性,并建立对数回归模型计算结构易损性。以某一钢筋混凝土两跨连续梁高速公路桥为算例,根据设计图获取其物理参数作为均值,选取合适的标准差做蒙特卡罗模拟,随机采样得到参数样本,通过随机时程分析获得最大响应样本,利用矩估计、最小二乘分别求得β-二项分布和对数回归模型未知参数,最终获得各等级破坏状态下的易损性曲线,并与提出的基于累积极限状态阈值的结构易损性相比较。结果表明:所提出的易损性分析方法,能够达到对结构易损性的保守估计,保证预测结果的合理性,为检测桥梁构件是否过度老化或意外损坏提供理论依据。

摘要：提出以能量和控制效果指标为目标函数的黏滞阻尼器优化设计方法。基于黏滞阻尼器参数对其滞回曲线的影响,在分别以加速度控制效果指标和能量为目标函数的情况下,采用遗传算法对黏滞阻尼器进行了布置及参数的同步优化,在综合考虑了位移控制效果指标、加速度控制效果指标及能量的情况下,再次对黏滞阻尼器进行了优化设计,将三种黏滞阻尼器优化设计结果与传统设计结果进行了比较,并分析了四种阻尼器设计结果对地震的敏感性。研究表明:考虑能量的黏滞阻尼器优化设计是有效的,在目标函数中引入能量可以减小设计结果对地震波的敏感性。

摘要：针对发动机管路卡箍布置过程中存在的经验性和随意性的问题,将卡箍支撑视为末端固定的平移约束弹簧单元,定义任意两个卡箍之间的管道长度为随机变量.采用有限元法结合离散抽样分析了结构参数对复杂管路系统基频和随机振动的灵敏度,结果表明某些卡箍间距的变动比其他参数的影响更为明显.讨论了卡箍数量和刚度对管路系统的动力学特性的影响规律,并分别以基频与外界激振频率的差值最大化,以及随机振动均方差响应最小化为目标,利用罚函数法对复杂管路系统的关键卡箍位置进行了优化设计.

摘要：飞机液压管道系统存在大量用来连接两个轴向错位接头的Z型管道,不同布局的Z型管道具有不同的模态特性。Z型管道布局由弯头位置及弯管曲率半径这两个参数确定。通过模态试验结合数值仿真研究这两个布局参数对管道模态特性的影响规律。研究发现,Z型管道的1阶模态出现在垂直于管道平面方向上,2阶模态出现在管道平面。当弯头位置从靠近一端接头变化到与两端接头距离相等的位置时,管道的1阶固有频率增大,而2阶固有频率减小;当曲率半径增大时,管道的低阶固有频率都增大。

摘要：针对恒速状态移动质量作用下柔性梁的最优振动控制方案进行研究分析。根据柔性梁振动理论,考虑移动质量与柔性梁弹性振动之间的耦合作用,建立移动质量-柔性梁时变系统的振动方程。当移动质量刚好离开梁时给出终端时刻点,超越终端时刻的梁作自动振动,建立时不变系统的振动方程。若将以往适用时不变系统的最优控制方法应用于时变系统,会导致次优化效果。为此,采用多种控制设计方法对系统的振动响应进行抑制,讨论不同控制方案的优缺性。数值结果表明:对于特定的作动器位置,有必要采用具有时变特征的控制方法替代时不变控制方法;相比时变控制方法,采用状态相关的黎卡提方程(state-dependent riccati equation,简称SDRE)控制方法得到的性能指标最优;基于增广矩阵的线性二次型调节器(linear quadratic regulator,简称LQR)边界控制效果优于bang-bang控制,前者控制策略得到的性能指标最优。

摘要：基于剪滞理论,建立了单向纤维增强陶瓷基复合材料的加卸载理论模型,分析了基体长碎块和短碎块对材料迟滞力学行为的不同影响.通过拉伸循环加卸载试验,获得了2D-Si C/Si C复合材料的迟滞应力-应变行为.依据材料基体损伤特点,将试验结果代入长碎块对应理论推导结果,计算得到了4个表征材料组份性能的参数:基体开裂应力为90 MPa,热残余应力为19 MPa,界面脱粘能为3.1 Jm2,界面滑移力为74 MPa.最后结合少量短碎块的存在对试验结果的影响,定性分析了计算结果的偏差.结果表明,获得的材料组分性能参数具有较小的分散性,并能够准确表征材料整体的力学行为.

摘要：本文将模糊可靠性理论引入结构的多维易损性分析中。以一RC框架结构为例,将结构的性能极限状态划分为4个等级,建立了三类用于求解超越概率的多维性能极限状态方程,包括联合性能极限状态方程,串联系统方程和并联系统方程。将隶属函数取作降半梯形分布,将极限状态方程转化基于模糊可靠性的等效极限状态方程,利用蒙特卡洛模拟法得到结构的破坏概率。将基于模糊可靠性的易损性分析结果与不考虑模糊可靠性的结果进行对比,研究表明:不考虑结构失效准则的模糊性会导致结构超越概率的分析结果偏大,低估结构的抗震能力;当采用联合性能极限状态方程时,对破坏等级较低的性能极限状可以不考虑模糊区间的范围对易损性的影响,对破坏等级较高的性能极限状态则需要考虑模糊区间对结果的影响。

摘要：结构重要性分析是结构不确定性分析的重要研究内容之一。作为一种矩独立的重要性测度指标,基于失效概率的重要性测度能够有效地反映输入变量的不确定性对结构失效概率的影响。然而,相比于其他形式的重要性测度,对基于失效概率的矩独立重要性测度进行高效准确的求解仍然存在一定的困难。基于此,结合Kriging代理模型提出了一种高效的矩独立重要性分析的新方法。所提方法首先通过较少的实验设计样本构建能够充分近似真实输入输出响应函数的Kriging代理模型,进而通过数值模拟策略对所构建的Kriging模型进行分析,最终求解得到各个输入变量基于失效概率矩独立重要性测度的主效应和总效应,给出各个输入变量对于失效概率的影响程度排序。相比于现有方法,所提方法由于引入Kriging代理模型极大地降低了对响应函数的计算次数,同时保证了重要性分析的计算精度。两个工程应用实例结果表明了所提方法在计算效率和计算精度方面的优势,体现了所提方法良好的适用性。