基于响应面法的JMZ型机载锚杆钻机钻臂结构优化

1

作者 滕文想 陈慕冉 +1 位作者 张立祥 费树辉 《煤炭工程》 北大核心 2025年第3期217-224,共8页

针对机载锚杆钻机钻臂质量过大会影响机动性和工作稳定性等问题,以JMZ型机载锚杆钻机钻臂为研究对象,采用响应面法进行结构优化。以钻臂的尺寸参数为设计变量,强度和刚度为约束条件,质量为优化目标,采用中心组合设计法,建立响应面模型,... 针对机载锚杆钻机钻臂质量过大会影响机动性和工作稳定性等问题,以JMZ型机载锚杆钻机钻臂为研究对象,采用响应面法进行结构优化。以钻臂的尺寸参数为设计变量,强度和刚度为约束条件,质量为优化目标,采用中心组合设计法,建立响应面模型,分析各变量对钻臂最大等效应力、最大变形和质量的影响规律,运用多岛遗传算法对响应面模型进行寻优求解,得到最优参数组合。结果表明:固定臂内筒截面尺寸对钻臂最大等效应力的影响最大,伸缩臂内筒截面尺寸对钻臂最大变形和质量的影响最大;优化后钻臂强度和刚度均满足要求,钻臂质量下降了7.83%,最大等效应力下降了14.58%,达到了优化目的。 展开更多

关键词 钻臂 有限元分析 结构优化 响应面法 多岛遗传算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

轿车车身结构侧向耐撞性的有限元分析 被引量：8

2

作者 苏成谦 吕振华 张群 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第11期964-969,共6页

以国内某新型轿车为对象,基于有限元分析方法,系统地研究了侧面碰撞的整车建模技术、移动壁障建模技术、仿真计算方法和结构耐撞性分析方法。实验结果验证了整车模型的有效性。侧向耐撞性分析以结构变形响应特性为主,包括结构变形能、... 以国内某新型轿车为对象,基于有限元分析方法,系统地研究了侧面碰撞的整车建模技术、移动壁障建模技术、仿真计算方法和结构耐撞性分析方法。实验结果验证了整车模型的有效性。侧向耐撞性分析以结构变形响应特性为主,包括结构变形能、变形量、变形速度等,运用碰撞响应时序图综合分析了碰撞力、假人损伤和结构变形等多项响应之间的相互关系。总结形成一套适合于轿车侧向耐撞性分析与设计验证的CAE技术流程。 展开更多

关键词 轿车车身 侧面碰撞 结构耐撞性 有限元分析 变形响应特性

在线阅读 下载PDF 职称材料

黄土暗穴对路面结构变形响应的影响分析 被引量：3

3

作者 邓亚虹 彭建兵 +1 位作者 范文 夏唐代 《岩土力学》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期673-678,共6页

基于动力学基本方程,运用有限单元法(FEM)和NEWMARK隐式积分方法,对动荷载(FWD荷载)作用下路基下伏黄土暗穴对路面结构变形响应的影响进行了弹塑性数值分析。考虑到人工截断边界上波反射对计算结果的影响,分别用传递边界和半无限单元来... 基于动力学基本方程,运用有限单元法(FEM)和NEWMARK隐式积分方法,对动荷载(FWD荷载)作用下路基下伏黄土暗穴对路面结构变形响应的影响进行了弹塑性数值分析。考虑到人工截断边界上波反射对计算结果的影响,分别用传递边界和半无限单元来处理侧面和底面边界。主要考虑了动荷载周期、暗穴洞径和埋深3个影响因素,并在计算结果的基础上分析总结了它们对路面结构变形响应的影响规律。 展开更多

关键词 黄土暗穴 路面结构 变形响应 有限元法 传递边界 半无限单元 FWD荷载

在线阅读 下载PDF 职称材料

曲杆有限元与拱的临界载荷算法 被引量：1

4

作者 张培源 盛天文 张晓敏 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期16-20,27,共6页

从初应力位形上附加变形的场论出发,提出弹性屈曲问题的控制方程和变分原理的普遍形式;在这个理论框架下,通过降维处理,导出平面拱弹性屈曲问题求解临界载荷的变分方程、控制方程以及相应的线性齐次微分方程的特征值问题;进一步放弃平... 从初应力位形上附加变形的场论出发,提出弹性屈曲问题的控制方程和变分原理的普遍形式;在这个理论框架下,通过降维处理,导出平面拱弹性屈曲问题求解临界载荷的变分方程、控制方程以及相应的线性齐次微分方程的特征值问题;进一步放弃平截面假设,考虑剪切变形,给出曲杆截面含6个自由度的一维有限元法算法。推导过程和计算结果表明,该理论体系导出曲杆有限元方程准确,易于数值实施,计算结果更符合实际情况。 展开更多

关键词 初应力位形 附加变形场论 弹性屈曲 拱 剪切变形 临界载荷算法 曲杆 有限元法 工程结构

在线阅读 下载PDF 职称材料

一个不协调时间有限元算法的改进

5

作者 于开平 张军 +1 位作者 史桂香 邹经湘 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第4期117-120,共4页

基于对位移与速度均用线性插值而得出的用于求结构动力响应的不协调时间有限元算法有着无条件稳定、高阶精度、良好的耗散和漂移特性，但该算法的动力学方程的阶数是系统自由度数的2倍和4倍，导致计算量的增加，针对此缺点讨论了一个新... 基于对位移与速度均用线性插值而得出的用于求结构动力响应的不协调时间有限元算法有着无条件稳定、高阶精度、良好的耗散和漂移特性，但该算法的动力学方程的阶数是系统自由度数的2倍和4倍，导致计算量的增加，针对此缺点讨论了一个新的迭代算法，并对算法进行了泛函分析，证明了算法的收敛性，又以一个两自由度问题和一个简支梁为例给出了数值验证，结果显示新的迭代算法不仅大大减少了计算量，而且保留了原算法的良好特性． 展开更多

关键词 不协调时间 有限元 动响应 迭代算法 结构动力学

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种夹层板结构的动力有限元方法 被引量：5

6

作者 毕波 于伯毅 徐干成 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 2002年第3期77-80,共4页

针对夹层结构形式以及求解结构总体响应的特殊性 ,基于Прусаков -杜庆华理论 ,考虑夹层板的剪切变形并计入芯层的横向变形 ,建立了等效单层模型并推导了有限元动力学方程 ,通过计算某型夹层板结构防护门在突加线性爆炸荷载作用... 针对夹层结构形式以及求解结构总体响应的特殊性 ,基于Прусаков -杜庆华理论 ,考虑夹层板的剪切变形并计入芯层的横向变形 ,建立了等效单层模型并推导了有限元动力学方程 ,通过计算某型夹层板结构防护门在突加线性爆炸荷载作用下弹性范围内的整体动力响应 。 展开更多

关键词 夹层结构 横向变形 等效单模型 整全动力响应 有限元法

在线阅读 下载PDF 职称材料

大型航天器离轨再入气动融合结构变形失效解体落区数值预报与应用 被引量：6

7

作者 李志辉 彭傲平 +5 位作者 马强 石卫波 党雷宁 梁杰 蒋新宇 唐小伟 《载人航天》 CSCD 北大核心 2020年第4期403-417,共15页

准确可靠求解大型航天器服役期满离轨再入跨流域气动环境与金属(合金)桁架结构变形失效解体非线性力学行为,是解决航天器失联无控或受控再入坠毁飞行航迹落区数值预报软件研制的关键基础。在求解Boltzmann模型方程的气体动理论统一算法(... 准确可靠求解大型航天器服役期满离轨再入跨流域气动环境与金属(合金)桁架结构变形失效解体非线性力学行为,是解决航天器失联无控或受控再入坠毁飞行航迹落区数值预报软件研制的关键基础。在求解Boltzmann模型方程的气体动理论统一算法(GKUA)基础上,采用转动惯量描述气体分子自旋运动,利用分子总角动量守恒作为一个新的碰撞不变量,引入能量模式配分函数和非弹性碰撞松弛数,确立了描述复杂飞行器跨流域高超声速流动非平衡输运现象统一Boltzmann模型方程,构造了直接捕捉Boltzmann模型速度分布函数演化更新数值格式,提出了离散速度空间区域分解大规模并行计算策略与高效数据通信模型,建立了稳定运行数万CPU核求解大型航天器离轨再入跨流域气动力/热环境高性能并行算法。针对无控航天器非常规再入问题,提出瞬态热传导方程与材料热弹性动力学方程耦合数学模型,建立了强气动力热环境致结构变形热力响应有限元算法,发展了适于高超声速再入气动环境与结构热力耦合计算技术。通过对竖直平板、中空球体、类天宫飞行器高超声速流场计算与结构响应变形非线性力学行为一体化计算验证,证实统一算法大规模并行计算策略与热力响应变形有限元算法精度可靠性,建立了服役期满大型航天器离轨再入跨流域气动环境与结构热力耦合响应变形失效/解体飞行航迹一体化模拟平台,开展了该平台在类天舟一号货运飞船受控再入、天宫一号目标飞行器无控陨落、天宫二号空间实验室受控再入解体落区数值预报中的应用研究。 展开更多

关键词 非常规再入落区数值预报 板舱桁架结构大型航天器 跨流域空气动力学 BOLTZMANN模型方程 气体动理论统一算法 结构响应变形/毁坏有限元算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

超空泡水下航行体的结构动力响应特性 被引量：9

8

作者 张劲生 张嘉钟 +1 位作者 魏英杰 曹伟 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期411-414,共4页

通过综合有关文献的理论,得到作用于超空泡水下航行体尾部的冲击载荷与航行速度的关系,然后利用有限元法研究了在不同速度条件下航行体的结构动力响应和变形特性.得到了加速度响应的主频率及其取值区间、航行体内的最大应变值及其分布位... 通过综合有关文献的理论,得到作用于超空泡水下航行体尾部的冲击载荷与航行速度的关系,然后利用有限元法研究了在不同速度条件下航行体的结构动力响应和变形特性.得到了加速度响应的主频率及其取值区间、航行体内的最大应变值及其分布位置;并给出了加速度响应主频率以及航行体内最大应变值与运动速度的关系.计算结果表明:存在2个加速度响应主频率,当航行体航速相对较低时,应采用第1个主频率作为结构设计时的参考频率,速度较高时应采用第2个主频率;计算还表明:航行体内最大应变值随着航速的增加而显著增加.结果对超空泡水下航行体的结构强度分析和结构优化设计有着指导意义. 展开更多

关键词 空化 结构动力响应 弹性变形 有限元法

在线阅读 下载PDF 职称材料

求解动力系统响应实用的改进模态叠加算法 被引量：2

9

作者 邵慧萍 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期454-457,共4页

为了求得更精确的动力系统响应值,该文提出了一个求解动力系统响应实用的改进模态叠加算法。使用这种算法不仅可得到低阶模态的响应值,还可利用较低阶模态信息得到高阶模态的响应近似值。该算法弥补了有限元分析忽略高阶信息的不足。算... 为了求得更精确的动力系统响应值,该文提出了一个求解动力系统响应实用的改进模态叠加算法。使用这种算法不仅可得到低阶模态的响应值,还可利用较低阶模态信息得到高阶模态的响应近似值。该算法弥补了有限元分析忽略高阶信息的不足。算法还可以推广用于利用动态子结构等求解模态信息的动力系统响应,并给出了一个算例,结果表明实用的改进模态叠加算法精度好于传统的模态叠加算法。 展开更多

关键词 动力系统 响应 改进 模态叠加算法 有限元分析 动态子结构

在线阅读 下载PDF 职称材料

求解动力系统响应的高精度改进模态叠加算法

10

作者 邵慧萍 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期706-709,共4页

为了求得更精确的动力系统响应值,该文提出了1个求解动力系统响应的高精度改进模态叠加算法。使用该算法,不仅可以得到系统低阶模态的响应值,而且可以利用较低阶模态响应信息得到系统高阶模态的响应近似值。相比于实用的改进模态叠加算... 为了求得更精确的动力系统响应值,该文提出了1个求解动力系统响应的高精度改进模态叠加算法。使用该算法,不仅可以得到系统低阶模态的响应值,而且可以利用较低阶模态响应信息得到系统高阶模态的响应近似值。相比于实用的改进模态叠加算法,该算法的适用载荷可以拓宽到普通载荷(如突变载荷)。该算法弥补了有限元分析忽略高阶信息的不足,还可以推广应用于利用动力子结构等求解模态信息的大型动力系统响应。文中给出了两个算例,计算结果表明高精度改进模态叠加算法精度远远好于传统的模态叠加算法。 展开更多

关键词 动力系统响应 高精度 模态叠加算法 有限元分析 动力子结构

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种适用于梁式机翼的变形重构方法 被引量：21

11

作者 袁慎芳 闫美佳 +1 位作者 张巾巾 邱雷 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期825-830,共6页

针对航空航天领域飞行器机翼结构实时变形监测的需求,研究了一种基于结构表面应变测量的变形重构方法。该方法采用应变传感系统测得结构表面应变,再通过Ko位移理论实现应变-位移转换,重构测点处的变形,从而为结构健康监测系统、控制系... 针对航空航天领域飞行器机翼结构实时变形监测的需求,研究了一种基于结构表面应变测量的变形重构方法。该方法采用应变传感系统测得结构表面应变,再通过Ko位移理论实现应变-位移转换,重构测点处的变形,从而为结构健康监测系统、控制系统以及故障预测提供参考,保证结构运行的安全性。首先以等强度梁为对象,对该方法进行了实验分析;进而采用梁式机翼结构,通过对翼梁结构有限元建模,对该方法展开研究。实验和有限元分析结果均验证了该方法在梁式机翼结构变形重构研究中的可行性和可靠性。 展开更多

关键词 结构变形监测 变形重构算法 Ko位移理论 有限元分析

在线阅读 下载PDF 职称材料