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全浮式空气弹簧驾驶室焊接疲劳特性研究
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作者 杜建 董国疆 +1 位作者 韩杰 刘志雷 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第8期1359-1370,共12页
为探究等效结构应力法与名义应力法分析驾驶室焊接疲劳特性的精度差异,以某重型卡车全浮式空气弹簧驾驶室为研究对象,采集试验场道路载荷谱数据,搭建并验证驾驶室刚柔耦合虚拟台架模型。通过虚拟迭代法解算驾驶室接口点动态疲劳仿真载... 为探究等效结构应力法与名义应力法分析驾驶室焊接疲劳特性的精度差异,以某重型卡车全浮式空气弹簧驾驶室为研究对象,采集试验场道路载荷谱数据,搭建并验证驾驶室刚柔耦合虚拟台架模型。通过虚拟迭代法解算驾驶室接口点动态疲劳仿真载荷谱数据,分别基于等效结构应力法与名义应力法对驾驶室焊缝与焊点进行分析。结果表明等效结构应力法预测结果较名义应力法保守,且精度较高,与台架试验结果更为接近,最大相对误差值为33.5%;等效结构应力法对网格具有不敏感性,具有识别焊接部位应力集中效应的特征。最后,对驾驶室焊缝与焊点危险部位进行结构与工艺改进,改进后驾驶室整体焊缝疲劳寿命、焊点疲劳寿命分别提升了6倍、3.2倍,并通过台架试验验证了改进方案的有效性。 展开更多
关键词 载荷谱采集 多体动力学 虚拟迭代 等效结构应力法 焊缝 焊点
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基于等效刚度法的运载火箭网格加筋贮箱结构仿真与优化 被引量:1
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作者 顾秀聪 周遇仁 +2 位作者 冀宾 刘冠华 刘建 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第3期5-11,共7页
贮箱是液体火箭的重要组成部分,但传统轻量化设计的有限元模型包含大量筋条细节,网格数量多,难以实现快速设计。首先,基于细长型筋条的承力特点,将周期性排布的筋条等效为包含轴向刚度和剪切刚度的各向异性光筒壳,使用等效刚度法,将各... 贮箱是液体火箭的重要组成部分,但传统轻量化设计的有限元模型包含大量筋条细节,网格数量多,难以实现快速设计。首先,基于细长型筋条的承力特点,将周期性排布的筋条等效为包含轴向刚度和剪切刚度的各向异性光筒壳,使用等效刚度法,将各层壳与蒙皮通过刚性连接实现刚度叠加,降低模型规模;其次,依据贮箱壁板设计准则,在其结构参数优化中,通过序列二次规划算法对现有结构进行减重设计,在面对新的设计需求时,采用多岛遗传算法在一轮优化中给出了多种结构形式的较优解;最后,经验证贮箱重量可减小15%~20%。通过与整箱精细模型对比,两者误差在5%以内,表明文章结构仿真与优化建模方法在未来火箭贮箱设计中具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 网格加筋 等效刚度法 结构设计 轴压稳定性 优化对比
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复合材料蜂窝夹芯板维修方案材料-结构一体化设计方法
3
作者 刘雄伟 黄蕾 +4 位作者 郭聪 杨泽 马红艳 刘德博 田阔 《热加工工艺》 北大核心 2025年第14期215-226,共12页
复合材料蜂窝夹芯板在航空航天领域被广泛使用,其损伤维修后的结构强度直接影响装备服役安全。开展维修方案智能优化设计,对提升维修后的结构强度、提高结构安全性和可靠性、降低维修成本具有重要意义。基于子模型法与蜂窝等效分析方法... 复合材料蜂窝夹芯板在航空航天领域被广泛使用,其损伤维修后的结构强度直接影响装备服役安全。开展维修方案智能优化设计,对提升维修后的结构强度、提高结构安全性和可靠性、降低维修成本具有重要意义。基于子模型法与蜂窝等效分析方法,提出了一种复合材料蜂窝夹芯板维修方案材料-结构一体化设计方法。首先,基于蜂窝等效分析方法进行了面外压缩工况下复合材料蜂窝夹芯板算例验证,通过对比精细模型和等效模型的极限载荷,验证了等效模型的有效性。然后,建立了复合材料蜂窝夹芯板参数化子模型,在典型工况下对参数化子模型进行分析,通过对比子模型与全局模型的分析结果,验证了参数化子模型的有效性。最后,基于遗传算法对维修方案进行了优化设计。结果表明:优化后维修方案的强度恢复率达到82.68%,相比典型维修方案强度恢复率提高了10.71%,验证了优化设计的有效性。 展开更多
关键词 蜂窝等效模型 渐进损伤 子模型法 维修方案优化设计 复合材料蜂窝夹芯板
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立体车库梁柱节点受拉翼缘焊缝疲劳性能分析
4
作者 潘康 贺拥军 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第4期83-91,共9页
为研究新型钢结构立体车库在服役过程中因频繁搬运、存取车辆而产生的高周疲劳问题,先后建立了整体钢框架梁单元模型和梁柱节点实体单元模型,通过dload子程序模拟车辆沿导轨梁匀速运动的过程,运用等效结构应力法分析局部焊缝的疲劳特性... 为研究新型钢结构立体车库在服役过程中因频繁搬运、存取车辆而产生的高周疲劳问题,先后建立了整体钢框架梁单元模型和梁柱节点实体单元模型,通过dload子程序模拟车辆沿导轨梁匀速运动的过程,运用等效结构应力法分析局部焊缝的疲劳特性,探究焊缝形式、焊缝根部间隙、坡口角度对结构疲劳寿命的影响,计算了双车位车厢和三车位车厢形式立体车库的疲劳损伤和使用年限。结果表明:钢结构立体车库的疲劳控制部位在底层靠近后轮处的梁柱节点受拉翼缘对接焊缝处,梁翼缘焊缝与焊缝孔相交区域属于应力高度集中区;相较于单面焊,采用双面焊连接形式的结构应力更为均匀,疲劳性能更好;焊缝的疲劳寿命随着根部间隙和坡口角度的增大而减小,且根部间隙的影响占主导因素;三车位车厢形式的立体车库荷载工况更为复杂,工程建设时需重点关注其疲劳性能;等效结构应力法仅通过主疲劳强度-疲劳寿命曲线评估疲劳,具有网格不敏感性,适用于大型重要结构的疲劳寿命评估。 展开更多
关键词 立体车库 高周疲劳 dload子程序 车辆移动荷载 焊缝形式 车厢形式 等效结构应力法
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考虑焊接初始缺陷的邮轮高腹板工字梁失效行为分析
5
作者 陈晨 周宏 +2 位作者 李孜秋 吕政达 潘思羽 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第4期164-172,共9页
[目的]大型邮轮上的高腹板工字梁结构是由薄板装配焊接而成,在制作过程中会产生明显的焊接变形和应力,会影响结构的承载特性。为此,考虑焊接变形的影响,对高腹板工字梁的失效行为进行研究。[方法]以450mm长的高腹板工字梁为研究对象,基... [目的]大型邮轮上的高腹板工字梁结构是由薄板装配焊接而成,在制作过程中会产生明显的焊接变形和应力,会影响结构的承载特性。为此,考虑焊接变形的影响,对高腹板工字梁的失效行为进行研究。[方法]以450mm长的高腹板工字梁为研究对象,基于实际的焊接工艺参数,采用热弹塑性有限元方法对焊接的变形和应力进行计算,并将该结果作为初始状态开展非线性有限元计算,对结构在垂向载荷作用下的失效行为进行模拟。同时,开展压载试验,对有限元计算的结果进行验证。[结果]结果表明,焊接初始变形会增强结构在承受垂向压缩载荷时的不稳定性,极大削弱结构的极限承载能力及屈曲后承载能力,极限载荷的降低幅度达到35.74%。而焊接残余应力的影响较变形不明显。[结论]所做研究证明了T形接头处的焊接对结构承载特性的影响,在实船结构的强度校核计算过程中应考虑焊接变形的削弱作用并采取一定的补强或者矫正措施。 展开更多
关键词 结构分析 高腹板工字梁 焊接初始缺陷 热弹塑性方法 静载试验 极限承载能力
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考虑载荷不确定性的正交各向异性结构拓扑优化设计
6
作者 占金青 王惠菁 +2 位作者 晏家坤 周新建 刘敏 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第10期3671-3680,共10页
为了满足结构稳健性要求,提出一种考虑载荷大小和方向不确定性的正交各向异性材料结构拓扑优化设计方法。考虑载荷大小和方向不确定性,将不确定载荷表示为确定性部分与随机扰动部分,对作用载荷进行二阶泰勒级数展开,计算正交各向异性结... 为了满足结构稳健性要求,提出一种考虑载荷大小和方向不确定性的正交各向异性材料结构拓扑优化设计方法。考虑载荷大小和方向不确定性,将不确定载荷表示为确定性部分与随机扰动部分,对作用载荷进行二阶泰勒级数展开,计算正交各向异性结构柔顺度的期望和标准差。采用改进的固体各向异性材料插值模型进行正交各向异性结构稳健性拓扑优化设计,在体积约束条件下寻求正交各向异性结构的柔顺度期望和标准差加权和最小化。结果表明:与确定性设计结果比较,稳健性设计的正交各向异性材料结构拓扑构型存在明显差异,可以更好地抵抗不确定载荷在水平方向的分力;并且考虑变化纤维角度的稳健性拓扑优化获得的正交各向异性结构更加稳健。 展开更多
关键词 正交各向异性结构 稳健性拓扑优化 载荷不确定性 摄动法
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基于均匀化拓扑优化的轻质多孔结构等效方法
7
作者 刘辉 何彬 涂福泉 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第11期88-92,共5页
通过拓扑优化设计得到的孔洞结构,往往不规则,甚至过于复杂、难于加工、多数需要进行二次设计,为了避免二次拓扑优化求解过程复杂、效率低、耗时长,甚至出现不收敛、棋盘格、灰色单元等情况,提出一种基于均匀化拓扑优化的轻质多孔结构... 通过拓扑优化设计得到的孔洞结构,往往不规则,甚至过于复杂、难于加工、多数需要进行二次设计,为了避免二次拓扑优化求解过程复杂、效率低、耗时长,甚至出现不收敛、棋盘格、灰色单元等情况,提出一种基于均匀化拓扑优化的轻质多孔结构等效方法。该方法首先需对研究结构进行初次拓扑优化,提取拓扑优化后的关键性能参数如应变能、最大应力、最大位移等。然后依据上述提取的参数作为后续寻求结构等效的条件。基于能量均匀化方法求解出与拓扑优化后等效的微结构。将等效微结构阵列得到的周期排列结构即为轻质多孔等效结构。最后对拓扑优化结构和轻质多孔等效结构进行有限元分析对比,验证此方法的可行性。结果表明:轻质多孔等效结构与初始拓扑结构相比,其综合性能基本不变,但因轻质多孔结构的规则性使得加工难度大大降低。 展开更多
关键词 轻质多孔结构等效 能量均匀化方法 参数化水平集方法 等效微结构 拓扑优化
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考虑二维等效静力风荷载的导线风偏刚性直棒法
8
作者 楼文娟 顾逸 张跃龙 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期127-135,共9页
刚性直棒法作为一种简单高效的输电导线风偏响应估算方法,在输电工程领域得到了广泛的应用,然而其适用对象仅限于水平风作用下的未覆冰导线,对于线路常遇的覆冰以及二维风荷载情况未能涉及。该文采用阵风荷载包络线法(GLE法)推导了二维... 刚性直棒法作为一种简单高效的输电导线风偏响应估算方法,在输电工程领域得到了广泛的应用,然而其适用对象仅限于水平风作用下的未覆冰导线,对于线路常遇的覆冰以及二维风荷载情况未能涉及。该文采用阵风荷载包络线法(GLE法)推导了二维等效静力风荷载的表达式,获得了考虑二维风荷载作用的导线风荷载调整系数,通过引入二维等效静力风荷载改进了现有刚性直棒法,改进后的刚性直棒法综合考虑了线路是否覆冰、二维风荷载、上升气流以及风的脉动效应。建立了某真型输电线路的精细化有限元仿真模型,采用覆冰导线气动力风洞试验结果和非线性数值仿真验证了改进后刚性直棒法的准确性。基于改进后的方法分析了竖向平均风速和导线覆冰厚度对风偏响应的影响。研究表明:考虑二维等效静力风荷载的导线风偏刚性直棒法是一种准确度明显提高的通用方法,能适用于常规的、覆冰的、有上升气流的多种工况下的导线风偏位移计算。 展开更多
关键词 输电线路 风偏 阵风荷载包络线法 二维等效静力风荷载 覆冰导线 刚性直棒法
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电动挖掘机落物保护装置拓扑优化设计 被引量:2
9
作者 马超 鹿鹏程 +2 位作者 赵曰贺 张行 仇文宁 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期388-394,共7页
针对某型电动挖掘机的乘员防护,提出使用基于等效静态载荷法的拓扑优化方法设计落物保护装置(Falling Object Protective Structures,FOPS)。首先,使用基于位移等效原则的等效静态载荷法,将动态非线性碰撞过程简化为多工况条件下的静态... 针对某型电动挖掘机的乘员防护,提出使用基于等效静态载荷法的拓扑优化方法设计落物保护装置(Falling Object Protective Structures,FOPS)。首先,使用基于位移等效原则的等效静态载荷法,将动态非线性碰撞过程简化为多工况条件下的静态非线性变形过程。随后,提出使用加权系数法,将动态非线性拓扑优化简化为多工况条件下的静态非线性拓扑优化,可显著提高拓扑优化的计算速率和收敛性。最后,基于拓扑优化结果设计FOPS,并按照GB/T 17771—2010进行仿真试验分析。结果表明,新设计的FOPS无须额外加强即可满足乘员落物保护要求,且FOPS的总质量减轻了49.8 kg,这对降低工程机械的采购和使用成本,以及满足节能减排具有积极意义。 展开更多
关键词 拓扑优化 等效静态载荷法 电动挖掘机 落物保护装置
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耦合排障−吸能的高速列车排障器结构双尺度拓扑优化设计 被引量:1
10
作者 郭砚昭 张乐乐 窦伟元 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1966-1978,共13页
排障器置于列车前端,先于车体冲击排开轨道上的障碍物。在列车速度或障碍物尺寸发生改变时,排障器结构在刚度和吸能特性上具有不同的设计要求。为了设计一种耦合排障−吸能的结构形式,提出一种整体大刚度(排障)、局部结构降低冲击力(削... 排障器置于列车前端,先于车体冲击排开轨道上的障碍物。在列车速度或障碍物尺寸发生改变时,排障器结构在刚度和吸能特性上具有不同的设计要求。为了设计一种耦合排障−吸能的结构形式,提出一种整体大刚度(排障)、局部结构降低冲击力(削峰吸能)的双尺度优化设计方法。该方法在以刚度为目标的整体结构初设计中确定变形区间,并在串行路线下完成以引导结构变形为目标的局部结构优化,最终形成新型排障器。研究结果表明:在基于标准EN 15227的静载荷工况下,新型排障器结构的质量降低了7%,同时,结构安全性提升;在冲击刚性墙仿真中,相较于原有排障器,新型排障器的峰值力降低了17.5%,且优化后的缓冲梁结构使排障器中部产生的弯折变形变为压缩变形,有效缓解了排障器后侧对车体结构的挤压现象。 展开更多
关键词 高速列车 排障器 等效静态载荷法 拓扑优化
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基于等效静态载荷法的多相材料结构动态拓扑优化设计 被引量:1
11
作者 占金青 王啸 +1 位作者 蒲圣鑫 刘敏 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期77-85,共9页
为了满足多相材料结构动态性能要求,提出一种基于等效静态载荷法的多相材料结构动态拓扑优化设计方法。采用序列固体各向同性料插值模型惩罚刚度矩阵和质量矩阵,以多个动载荷作用的多相材料结构总动态柔顺度最小化为优化目标,以结构质... 为了满足多相材料结构动态性能要求,提出一种基于等效静态载荷法的多相材料结构动态拓扑优化设计方法。采用序列固体各向同性料插值模型惩罚刚度矩阵和质量矩阵,以多个动载荷作用的多相材料结构总动态柔顺度最小化为优化目标,以结构质量和成本为约束条件,构建多相材料结构动态拓扑优化模型,利用等效静态载荷法将多相材料结构动态拓扑优化问题转化为多工况下的多相材料结构静态拓扑优化问题,以降低灵敏度分析的复杂程度;采用移动渐近线算法求解多相材料结构动态拓扑优化问题。数值算例结果表明所提方法是有效性的,与传统的拓扑优化方法相比,基于等效静态载荷法的多相材料结构动态拓扑优化求解时间节省了75%,大大提高了计算效率;与单相材料拓扑优化结果相比,多相材料结构动态拓扑优化设计获得的结构具有更好的动态性能。 展开更多
关键词 多相材料结构 动态拓扑优化 等效静态载荷法 序列固体各向同性料插值模型
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并联导弹挂架结构减重优化设计
12
作者 张鹏程 雷征 +3 位作者 赵冠臣 李青松 韩召辉 王延生 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第8期1454-1461,共8页
为实现某新型并联导弹挂架的减重需求,以并联挂架的转接梁为典型对象,利用有限元进行了转接梁的强度分析,确定了最大应力位置和应力分布。通过等效静态载荷法和子模型技术相结合的方式,进行了转接梁子模型的多工况拓扑优化,获取了材料... 为实现某新型并联导弹挂架的减重需求,以并联挂架的转接梁为典型对象,利用有限元进行了转接梁的强度分析,确定了最大应力位置和应力分布。通过等效静态载荷法和子模型技术相结合的方式,进行了转接梁子模型的多工况拓扑优化,获取了材料最佳分布。对几何重建模型进行了尺寸优化,在同时考虑质量、变形和应力的基础上,实现了转接梁结构的详细设计。结果表明,优化后的结构在满足强度条件下,重量减少了43.1%,最大应力下降了13.1%,可为同类产品的减重设计提供参考。 展开更多
关键词 并联导弹挂架 强度分析 等效静载荷法 子模型技术 减重优化设计
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基于双向渐进结构优化算法的预制拼装箱梁剪力键设计研究 被引量:5
13
作者 刘世明 黄如妍 +2 位作者 孙宝珊 巴松涛 李晓克 《世界桥梁》 北大核心 2024年第4期77-84,共8页
为研究单项和多项荷载组合作用下节段预制拼装箱梁接缝处剪力键受力状况,以郑州南四环全预制装配高架桥为背景,采用Abaqus软件和双向渐进结构优化(BESO)算法,建立典型箱梁节段分析模型,研究剪力键在单位轴力、剪力、扭矩、弯矩和不同荷... 为研究单项和多项荷载组合作用下节段预制拼装箱梁接缝处剪力键受力状况,以郑州南四环全预制装配高架桥为背景,采用Abaqus软件和双向渐进结构优化(BESO)算法,建立典型箱梁节段分析模型,研究剪力键在单位轴力、剪力、扭矩、弯矩和不同荷载组合作用下的布置规律。结果表明:轴力作用时剪力键应布置于顶板;剪力作用时剪力键应布置于腹板和底板;扭矩作用时剪力键应布置在顶板、腹板交接处和腹板外侧;横桥向弯矩作用时剪力键应布置于顶板、腹板下侧和底板;竖向弯矩作用时,剪力键应布置于顶板翼缘。轴剪组合作用下,当剪力占比小于50%时,轴力对剪力键布置起控制作用;当剪力占比达95.24%时,剪力对剪力键布置起控制作用。弯剪组合作用下,当剪力占比超过4.76%时,剪力对剪力键布置起控制作用;当剪力占比小于0.50%时,横桥向弯矩对剪力键布置起控制作用。扭剪组合作用下,当剪力占比超过0.10%时,剪力对剪力键布置起控制作用。预制拼装箱梁剪力键布置受荷载类型及荷载组合影响显著,应考虑不同位置剪力键的实际受力状况进行设计。 展开更多
关键词 节段预制拼装箱梁 剪力键布置 双向渐进结构优化算法 传力机理 单项荷载 荷载组合 设计优化 有限元法
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运载火箭静力试验加载装置结构拓扑优化设计 被引量:1
14
作者 张琪 刘健晨 +1 位作者 龙政 冀凯歌 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期692-699,共8页
针对运载火箭结构静力试验中工装部件多、重量大的情况,开展轻量化设计,提出一种加载装置精细拓扑优化方法。基于变密度法,构造了以柔顺度最小为目标函数、以体积比为约束条件的拓扑优化模型,通过分段选取材料密度值,实现了结构精细拓... 针对运载火箭结构静力试验中工装部件多、重量大的情况,开展轻量化设计,提出一种加载装置精细拓扑优化方法。基于变密度法,构造了以柔顺度最小为目标函数、以体积比为约束条件的拓扑优化模型,通过分段选取材料密度值,实现了结构精细拓朴。根据优化结果确定主承力结构及可减重部分,采用最小二乘法对结构不规则边界进行曲面拟合以提高其工艺性。最终承载1 500 t轴压的加载装置单个减重19.7%,结构应力和变形减小且分布更为均匀。本研究对于飞行器结构力学试验高承载部件的设计具有参考意义和实用价值。 展开更多
关键词 运载火箭 静力试验 结构拓扑优化 变密度法 加载装置 轻量化设计
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考虑温度影响的非对称蓄能弹簧密封圈密封性能研究 被引量:1
15
作者 覃洲扬 王雅静 +4 位作者 冯镇军 徐明朗 聂雪阳 周震寰 孙家斌 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期168-174,共7页
针对一类非对称蓄能弹簧密封圈,利用有限元方法分析不同温度下密封圈圈长、内外唇长差值和竖向间隙对密封性能的影响,并结合正交试验法对密封圈结构进行优化设计。研究结果表明:随着温度的升高,线接触压力和有效密封长度逐渐增加,峰值... 针对一类非对称蓄能弹簧密封圈,利用有限元方法分析不同温度下密封圈圈长、内外唇长差值和竖向间隙对密封性能的影响,并结合正交试验法对密封圈结构进行优化设计。研究结果表明:随着温度的升高,线接触压力和有效密封长度逐渐增加,峰值接触压力逐渐降低;随着圈长的增加,线接触压力单调增加,有效密封长度单调减小,而峰值接触压力表现出先增加后减小的非线性变化趋势;随着内外唇长差值的增加,线接触压力、有效密封长度和峰值接触压力均存在极值点;在给定温度下,主要设计参数对线接触压力和有效密封长度的影响程度依次为密封圈圈长、内外唇长差值和竖向间隙,对峰值接触压力的影响最为显著的设计参数是内外唇长差值,其次是竖向间隙。 展开更多
关键词 非对称蓄能弹簧密封圈 静密封性能 正交试验法 结构优化
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基于戴维南等值的静态电压稳定广域切负荷控制策略 被引量:23
16
作者 颜伟 文一宇 +3 位作者 余娟 庞晓艳 王伟 谢开贵 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期88-92,共5页
针对区域电网难以通过获取外网实时状态信息来实施静态电压稳定控制的问题,提出了一种基于外部网络单点等值,并考虑区域电网静态电压稳定裕度的广域切负荷控制策略。首先采用戴维南等值方法对区域电网的外部系统进行等值。然后以区域电... 针对区域电网难以通过获取外网实时状态信息来实施静态电压稳定控制的问题,提出了一种基于外部网络单点等值,并考虑区域电网静态电压稳定裕度的广域切负荷控制策略。首先采用戴维南等值方法对区域电网的外部系统进行等值。然后以区域电网在负荷增长状态下的潮流等式约束作为静态电压稳定约束条件,建立了全二次最小切负荷优化模型,并采用半光滑牛顿法求解。通过对IEEE 14节点系统的仿真分析,验证了该策略的正确性及有效性。 展开更多
关键词 广域切负荷控制 静态电压稳定 戴维南等值 全二次优化模型 半光滑牛顿法
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大跨度屋盖结构等效静风荷载研究 被引量:31
17
作者 武岳 陈波 沈世钊 《建筑科学与工程学报》 CAS 2005年第4期27-31,39,共6页
有关等效静风荷载理论的研究,以往多针对高层、高耸结构展开。大跨度屋盖结构与高层、高耸结构形式相比,最大的不同在于要考虑多阶振型的影响。由此带来的问题有:对于结构的不同构件和不同响应类型,其等效原则不是惟一的;结构振动模式... 有关等效静风荷载理论的研究,以往多针对高层、高耸结构展开。大跨度屋盖结构与高层、高耸结构形式相比,最大的不同在于要考虑多阶振型的影响。由此带来的问题有:对于结构的不同构件和不同响应类型,其等效原则不是惟一的;结构振动模式与荷载分布形态密切相关;如何考虑多阶振动模态的组合。针对以上3个问题,分别探讨了相应的解决思路,并初步给出了关于结构等效背景分量和等效共振分量的确定方法。研究表明:该方法在保证控制点等效的同时,还能使结构其他部位的等效响应更接近于实际可能出现的最不利响应,因而能够更加准确地反映出大跨度屋盖结构风振响应的本质特征。 展开更多
关键词 屋盖结构 等效静风荷载 本征正交分解法 里兹向量叠加法 荷载响应相关系数法
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考虑断线时输电铁塔的失效模式及其极限荷载 被引量:12
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作者 熊铁华 梁枢果 邹良浩 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第11期86-90,共5页
对顺、横风向风荷载同时作用下输电铁塔在两种断线情况下的主要失效模式及其极限基本风压进行研究。按空间桁架体系建立输电铁塔的有限元模型,将顺、横风向的风荷载施加于该模型上,结构中受拉构杆采用弹-塑性单元失效形式,而受压构杆则... 对顺、横风向风荷载同时作用下输电铁塔在两种断线情况下的主要失效模式及其极限基本风压进行研究。按空间桁架体系建立输电铁塔的有限元模型,将顺、横风向的风荷载施加于该模型上,结构中受拉构杆采用弹-塑性单元失效形式,而受压构杆则采用半弹-塑性单元失效形式。建立在风荷载作用下,寻找输电铁塔主要失效模式的方法,该方法以基本风压为控制量,可以方便地获得输电铁塔的主要失效模式及其极限基本风压。通过数值算例指出由于断线后产生了不平衡张力,使输电铁塔的最大可能失效模式的极限基本风压减小,不平衡张力越大,极限基本风压越小;同时指出要提高结构的抗风能力,有效的方法是提高基本失效单元的强度,而这样的单元往往并不多。 展开更多
关键词 输电铁塔 失效模式 极限荷载 等效静风荷载 断线 优化准则法
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一致耦合方法的提出及其在大跨空间结构风振分析中的应用 被引量:14
19
作者 柯世堂 葛耀君 +2 位作者 赵林 张军锋 田村幸雄 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期4457-4463,共7页
在结构动力学和随机振动理论基础上,推导结构脉动风总响应和等效静风荷载(ESWLs)的真实组合公式,提出用于补偿背景和共振交叉项的一致耦合方法来求解结构的风致响应和ESWLs。用一悬臂结构的经典算例验证本文程序的正确性;并以大跨度空... 在结构动力学和随机振动理论基础上,推导结构脉动风总响应和等效静风荷载(ESWLs)的真实组合公式,提出用于补偿背景和共振交叉项的一致耦合方法来求解结构的风致响应和ESWLs。用一悬臂结构的经典算例验证本文程序的正确性;并以大跨度空间结构为例,采用CCM方法以及改进的三分量方法进行风致响应和ESWLs计算,通过与全模态CQC精确结果进行对比分析,揭示三层耦合项的参与机理。研究结果表明:本文方法精度高,对求解此类结构风致响应和ESWL有效。 展开更多
关键词 等效静力风荷载 风致响应 一致耦合方法 强耦合柔性结构 耦合分量
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复杂多连体大跨度结构的风压与等效静风荷载模拟和分析 被引量:8
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作者 马宁 汪汛 +3 位作者 周岱 朱飞 王子通 洪荣华 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期351-356,363,共7页
以上海世博会后的世博博物馆"欢庆之云"复杂形体大跨度新建工程为背景对象,运用数值模拟方法,研究在不同风向角来风且存在周边建筑风场干扰的情形下,表面曲率多变的多连体大跨空间建筑结构的表面风压、阵风系数和等效静风荷载... 以上海世博会后的世博博物馆"欢庆之云"复杂形体大跨度新建工程为背景对象,运用数值模拟方法,研究在不同风向角来风且存在周边建筑风场干扰的情形下,表面曲率多变的多连体大跨空间建筑结构的表面风压、阵风系数和等效静风荷载.对风压云图和分区域风压系数进行了分析,并基于峰值因子法求解阵风系数,进而提出了考虑最不利风向角的等效静风荷载. 展开更多
关键词 多连体结构 风压分布 阵风系数 等效静风荷载
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