考虑材料参数不确定性结构动力学稳健性拓扑优化设计 被引量：2

1

作者 王诗雨 王栋 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期95-103,共9页

本文在考虑材料参数不确定性的条件下,对连续体结构动力学稳健性拓扑优化设计进行研究。在使结构的第一阶固有频率最大化的同时,显著减小其对材料性能不确定性的影响。基于非概率凸集模型,将材料参数的不确定性用有界区间变量表示;建立... 本文在考虑材料参数不确定性的条件下,对连续体结构动力学稳健性拓扑优化设计进行研究。在使结构的第一阶固有频率最大化的同时,显著减小其对材料性能不确定性的影响。基于非概率凸集模型,将材料参数的不确定性用有界区间变量表示;建立了能够抑制频率改变的结构动力学拓扑优化模型,用单层优化策略求解稳健性优化设计问题。通过对材料参数的导数分析,获得了在材料性能不确定情形下结构第一阶固有频率的二阶泰勒展开式,并推导出了频率对拓扑变量的一阶灵敏度显性表达式。基于变密度法,开展了结构动力学稳健性拓扑优化设计,并与确定性优化结果进行对比,验证了用本文方法获得的结构第一阶固有频率稳健性更高,受材料参数不确定性扰动影响更小,展示了考虑材料参数不确定性的重要性。 展开更多

关键词 材料参数不确定性 稳健性动力拓扑优化 结构固有频率 有界区间变量

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具有区间参数的瞬态温度场数值分析 被引量：9

2

作者 李金平 陈建军 +1 位作者 刘国梁 李军锁 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期463-466,共4页

针对不确定结构的瞬态热传导问题,提出一种将结构的各个物理参数和温度的初、边值条件均视为区间变量,并利用区间分析进行处理的方法。对具有区间参数的热传导抛物型方程的求解,在空间域上利用有限单元离散,在时间域上利用差分离散,将... 针对不确定结构的瞬态热传导问题,提出一种将结构的各个物理参数和温度的初、边值条件均视为区间变量,并利用区间分析进行处理的方法。对具有区间参数的热传导抛物型方程的求解,在空间域上利用有限单元离散,在时间域上利用差分离散,将区间分析和常规的有限元法相结合,建立了基于单元的区间有限元方法。利用矩阵摄动公式求解结构的区间有限元方程,获得了结构瞬态温度场响应的范围。通过一瞬态热传导问题的算例表明该方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 区间分析 区间参数 矩阵摄动 温度场 不确定性

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区间参数结构振动问题的矩阵摄动法 被引量：9

3

作者 邱志平 陈塑寰 刘中生 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 1994年第6期519-527,共9页

当结构的参数具有不确定性时，结构的固有频率也将具有某种程度的不确定性．本文讨论了区间参数结构的振动问题，将区间参数结构的特征值问题归结为两个不同的特征值问题来求解．提出了求解区间参数结构振动问题的矩阵摄动方法．数值运... 当结构的参数具有不确定性时，结构的固有频率也将具有某种程度的不确定性．本文讨论了区间参数结构的振动问题，将区间参数结构的特征值问题归结为两个不同的特征值问题来求解．提出了求解区间参数结构振动问题的矩阵摄动方法．数值运算结果表明，本文所提出方法具有运算量小，结果精度高等优点． 展开更多

关键词 区间参数 矩阵摄动 结构振动

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结构复固有频率区域的区间摄动法 被引量：9

4

作者 邱志平 王晓军 马一 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期406-409,共4页

利用区间数学研究具有误差或有界不确定性结构参数的非比例阻尼结构复特征值所在区域问题 .将误差或有界不确定性结构参数用区间定量化 ,这样 ,具有误差或有界不确定性结构参数的非比例阻尼结构复特征值所在区域问题便可归结为实区间矩... 利用区间数学研究具有误差或有界不确定性结构参数的非比例阻尼结构复特征值所在区域问题 .将误差或有界不确定性结构参数用区间定量化 ,这样 ,具有误差或有界不确定性结构参数的非比例阻尼结构复特征值所在区域问题便可归结为实区间矩阵的广义特征值问题 .对于小的误差或有界不确定参数 ,所提出的求解实区间矩阵的广义特征值问题的区间摄动法可以给出满足工程要求的结构固有频率所在的区域 . 展开更多

关键词 固有频率 区间数学 摄动法 误差或有界不确定参数

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结构参数小幅变化后桥梁固有模态修正的矩阵摄动法 被引量：5

5

作者 刘寒冰 秦绪喜 +1 位作者 王书娟 谭国金 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第4期32-34,53,共4页

桥梁设计阶段构件参数的改变、施工阶段体系的转换和施工误差、使用过程中的磨损、损伤都会直接造成桥梁质量阵、刚度阵的改变,其动力特性也随之改变。遇到结构参数频繁小幅变化的情形,用经典的方法获得其动力特性就需要多次求解广义特... 桥梁设计阶段构件参数的改变、施工阶段体系的转换和施工误差、使用过程中的磨损、损伤都会直接造成桥梁质量阵、刚度阵的改变,其动力特性也随之改变。遇到结构参数频繁小幅变化的情形,用经典的方法获得其动力特性就需要多次求解广义特征问题,这对于大型复杂结构来说是非常麻烦和费时的。提出应用矩阵摄动法来求解桥梁结构改变后的固有模态。用ANSYS对某悬索桥进行自由振动分析,然后以从分析结果中提取出的频率、刚度阵、质量阵及振型数据为基础,采用矩阵摄动法对结构参数小幅度调整后的固有模态进行相应的计算,并将所得结果与结构修改后的有限元计算结果进行比较。结果表明本文所提出的应用矩阵摄动法修正固有模态的方法是有效的、可靠并且省时的,便于工程应用。 展开更多

关键词 悬索桥 固有模态 参数修改 矩阵摄动法

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基于摄动法的微机械陀螺随机性能的统计分析 被引量：4

6

作者 姜涛 王安麟 +2 位作者 刘广军 张颖 焦继伟 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1918-1923,共6页

以一种通过体微机械加工技术制备的音叉振动式微机械陀螺为对象,基于随机摄动技术定量计算了微陀螺固有频率变异和检测输出电容变异的统计特征,以概率思想表达了微陀螺批量加工过程所带来的材料/尺寸随机误差对其性能的影响.通过所提出... 以一种通过体微机械加工技术制备的音叉振动式微机械陀螺为对象,基于随机摄动技术定量计算了微陀螺固有频率变异和检测输出电容变异的统计特征,以概率思想表达了微陀螺批量加工过程所带来的材料/尺寸随机误差对其性能的影响.通过所提出的影响因子这一概念反映了微陀螺参数变异对性能变异的敏感度.在详尽分析微陀螺众多参数影响因子的基础上获得了微陀螺最为关键的5个参数.这有限关键参数的获得,不仅为微陀螺的健壮性设计提供了方向,同时也为实际微陀螺的加工控制提供了量化的参考依据. 展开更多

关键词 微机械陀螺 影响因子 随机参数 输出电容 固有频率 摄动法

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行星轮系固有频率的灵敏度分析 被引量：7

7

作者 鲍和云 姜慧卉 +1 位作者 朱如鹏 陆凤霞 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2016年第9期1323-1329,共7页

建立了两级行星齿轮传动系统计算模型,推导了系统动力学微分方程,求解了行星齿轮传动系统的固有频率。采用矩阵摄动法,针对系统存在孤立特征值和重特征值,分别求解刚度参数变化对各阶固有频率的灵敏度。矩阵摄动法求解的结果与求导法求... 建立了两级行星齿轮传动系统计算模型,推导了系统动力学微分方程,求解了行星齿轮传动系统的固有频率。采用矩阵摄动法,针对系统存在孤立特征值和重特征值,分别求解刚度参数变化对各阶固有频率的灵敏度。矩阵摄动法求解的结果与求导法求解的结果对比表明,基于两种方法求解的对各阶固有频率影响最大的参数基本一致,证明了矩阵摄动法求解结果的正确性。通过改变对固有频率灵敏度最大的刚度参数,可以修改固有频率,使其远离激励频率,避免共振的发生。 展开更多

关键词 行星齿轮 固有频率 矩阵摄动 灵敏度分析

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基于摄动有限元方法对梁结构损伤的识别 被引量：4

8

作者 杜思义 殷学纲 +1 位作者 张卫民 陈淮 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2006年第2期114-118,共5页

结构损伤的定量识别是工程技术中急待解决的问题。利用矩阵摄动和结构有限元动力学理论推出梁结构损伤程度定量识别的公式和方法,该方法仅需要在役结构的固有频率测量值就可识别结构的损伤位置和损伤程度,而且可以识别结构的老化程度,... 结构损伤的定量识别是工程技术中急待解决的问题。利用矩阵摄动和结构有限元动力学理论推出梁结构损伤程度定量识别的公式和方法,该方法仅需要在役结构的固有频率测量值就可识别结构的损伤位置和损伤程度,而且可以识别结构的老化程度,避免了由模态振型识别损伤,因测量自由度不足带来的误差,通过对一钢悬臂梁损伤识别的数值仿真,证明了该方法的有效性。该方法具有较大的工程应用价值。 展开更多

关键词 损伤识别 矩阵摄动 固有频率 有限元

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基于矩阵摄动理论识别结构损伤的筛选法 被引量：4

9

作者 杜思义 殷学纲 陈淮 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期75-78,共4页

定义了结构有限元模型中的单元损伤识别参数,建立了基于矩阵摄动理论的结构损伤识别方程,结合结构损伤的特点,提出了求解损伤识别方程的筛选法,该方法可以避免优化方法和迭代方法在未损伤单元上出现的"伪损伤"现象。通过一架... 定义了结构有限元模型中的单元损伤识别参数,建立了基于矩阵摄动理论的结构损伤识别方程,结合结构损伤的特点,提出了求解损伤识别方程的筛选法,该方法可以避免优化方法和迭代方法在未损伤单元上出现的"伪损伤"现象。通过一架五跨平面桁架损伤识别的数值仿真结果,证明了该方法的有效性与优越性。 展开更多

关键词 结构损伤识别 矩阵摄动 固有频率 有限元 筛选法

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区间参数平面弹性连杆的动力特性分析 被引量：2

10

作者 魏永祥 陈建军 +1 位作者 景军清 马洪波 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期847-851,共5页

应用区间因子法分析了具有区间参数的弹性连杆机构的固有频率,将系统的刚度矩阵和质量矩阵分解为具有相同区间因子的矩阵之和的形式,利用区间因子法将区间变量表示为其区间因子和确定性量的乘积,再从求解系统固有频率的瑞利商公式出发,... 应用区间因子法分析了具有区间参数的弹性连杆机构的固有频率,将系统的刚度矩阵和质量矩阵分解为具有相同区间因子的矩阵之和的形式,利用区间因子法将区间变量表示为其区间因子和确定性量的乘积,再从求解系统固有频率的瑞利商公式出发,应用区间算法,推导出了系统固有频率上下限与均值的计算表达式。通过算例,分析了机构物理参数和几何尺寸的不确定性对机构固有频率的影响。 展开更多

关键词 区间参数 区间因子法 弹性连杆机构 瑞利商 固有频率

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自由-自由结构模态参数提取方法研究 被引量：2

11

作者 高维成 孙毅 +1 位作者 刘伟 刘庆 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期991-995,共5页

从约束试验数据提取自由-自由结构模态参数是试验模态分析领域中的一个重要课题。从多自由度系统特征方程出发,阐述了适合于不同约束条件(弹性和刚性)的两类自由-自由结构模态参数提取方法的基本理论,旨在比较它们的可行性及适用范围。... 从约束试验数据提取自由-自由结构模态参数是试验模态分析领域中的一个重要课题。从多自由度系统特征方程出发,阐述了适合于不同约束条件(弹性和刚性)的两类自由-自由结构模态参数提取方法的基本理论,旨在比较它们的可行性及适用范围。以一悬臂梁结构为基本算例对两种算法进行了深入的数值模拟研究,对模拟结果进行了比较分析。结果表明,两类方法在不同的约束条件下各有优点,存在各自的适用范围,是获取大型航空航天结构整体动态特性的有效途径。 展开更多

关键词 约束试验 试验边界转换 摄动 模态参数 固有频率

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基于传递矩阵法的不确定链式结构固有频率区间分析 被引量：2

12

作者 张建国 陈建军 黄居锋 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期100-103,共4页

基于传递矩阵法,将链式结构中的不确定性参数用区间数来表示,导出关于系统固有频率的非线性区间方程,并针对该方程的求解,提出了一种区间逐步离散算法。此方法通过不确定性参数取区间离散值,将区间方程转化为相应的确定性方程,再搜索方... 基于传递矩阵法,将链式结构中的不确定性参数用区间数来表示,导出关于系统固有频率的非线性区间方程,并针对该方程的求解,提出了一种区间逐步离散算法。此方法通过不确定性参数取区间离散值,将区间方程转化为相应的确定性方程,再搜索方程解中的最大最小值来确定系统各阶固有频率的边界。文中给出两个具有不确定性参数的链式结构算例,计算结果表明该算法是可行和有效的。 展开更多

关键词 不确定结构 固有频率 传递矩阵法 区间分析

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装配式波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥动力特性分析与试验研究 被引量：17

13

作者 冀伟 罗奎 +2 位作者 马万良 唐寿洋 席培培 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第20期1-7,16,共8页

为了研究波形钢腹板的剪切变形和箱梁的剪力滞效应对波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥自振特性的影响,运用势能驻值原理推导出波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥的单元刚度矩阵。根据所推导的单元刚度矩阵,采用MATLAB软件编写了自振特性的求解程... 为了研究波形钢腹板的剪切变形和箱梁的剪力滞效应对波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥自振特性的影响,运用势能驻值原理推导出波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥的单元刚度矩阵。根据所推导的单元刚度矩阵,采用MATLAB软件编写了自振特性的求解程序,计算了波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥的自振频率和振型。对波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥的自振频率的影响因素进行了分析。结果表明:钢底板的厚度对竖向基频的影响较大,而波形钢腹板的厚度对竖向基频的影响较小;随着自振频率阶数的升高,钢底板的厚度对自振频率的影响程度依次减弱,而波形钢腹板的厚度对自振频率的影响程度依次增强;自振特性的求解程序需要的单元数量较少,大大缩短了自振特性的求解时间,提高了计算效率,研究结果可为该类桥型的自振特性的分析和计算提供参考。 展开更多

关键词 波形钢腹板 单元刚度矩阵 组合箱梁 自振频率 动力特性试验 参数分析

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模态参数的最小二乘复频域局部求解方法 被引量：2

14

作者 褚志刚 冉恩全 +1 位作者 叶方标 夏金凤 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2016年第1期35-39,共5页

为了准确识别频率响应函数不一致情况下的模态模型,建立了一种模态参数估计的最小二乘复频域局部求解新方法。以轻质板为例,在传感器质量过大导致频响函数不一致时,利用最小二乘复频域法的整体求解和局部求解两种方法分别识别了其模态... 为了准确识别频率响应函数不一致情况下的模态模型,建立了一种模态参数估计的最小二乘复频域局部求解新方法。以轻质板为例,在传感器质量过大导致频响函数不一致时,利用最小二乘复频域法的整体求解和局部求解两种方法分别识别了其模态模型。对比两者的结果可见:相比于整体求解方法,采用局部求解方法获得的轻质板模态频率与标准试验误差很小,自由状态下的模态振型与理论振型亦相一致,表明最小二乘复频域局部求解方法在频响函数不一致的情况下能够准确识别模态模型。 展开更多

关键词 模态分析 参数估计 频率响应函数 局部求解 整体求解

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圆薄板在复合载荷作用下的非线性振动问题 被引量：6

15

作者 赵永刚 《甘肃工业大学学报》 1997年第4期92-95,共4页

采用摄动变分法，取圆薄板的中心最大振幅为摄动参数，对在复合载荷作用下的圆薄板的非线性振动问题进行了研究，一次近似得到了圆薄板的线性固有频率，二次近似得到了静变形状态下的非线性固有频率．

关键词 圆薄板 非线性振动 复合载荷 摄动变分法

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智能化振动压路机动力学建模及参数优化 被引量：4

16

作者 龚创先 刘柏希 龚涛 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2014年第1期27-31,共5页

为了能够使智能化振动压路机在不同的压实阶段下进行最有效的压实作业，通过建立连耦工况下“振动轮一土体”四自由度动力学模型，分析得到了不同工作参数与振动轮及机架位移之间的关系，采用计算得到的模拟参数进行优化，得到了压实度... 为了能够使智能化振动压路机在不同的压实阶段下进行最有效的压实作业，通过建立连耦工况下“振动轮一土体”四自由度动力学模型，分析得到了不同工作参数与振动轮及机架位移之间的关系，采用计算得到的模拟参数进行优化，得到了压实度最大且不引起跳振时的激振频率和激振角度，为振动压路机在各压实阶段下参数的优选提供数值依据。数据表明：随着土体状况的变化，压路机的激振频率保持在土体2阶固有频率的1．29—1．39倍范围内作业时．土体压实度达到最大值。 展开更多

关键词 振动压路机 压实度 激振频率 激振角度 参数优化

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含区间参数结构固有频率范围的优化估计

17

作者 孙文彩 高源 杨自春 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期46-51,171,共6页

提出了一种基于Kriging近似模型和粒子群(Particle Swarm Optimization,PSO)优化算法的含区间参数结构的固有频率范围估计方法。基于Kriging模型优良的局部拟合性质,并经过误差检验和相关参数调整后,建立了满足精度要求的固有频率近似模... 提出了一种基于Kriging近似模型和粒子群(Particle Swarm Optimization,PSO)优化算法的含区间参数结构的固有频率范围估计方法。基于Kriging模型优良的局部拟合性质,并经过误差检验和相关参数调整后,建立了满足精度要求的固有频率近似模型;基于PSO算法出色的全局寻优性能,对固有频率近似模型在区间参数空间内进行全局优化求解,获得区间不确定结构固有频率范围估计值。对某型燃气轮机涡轮叶片进行了实例分析,结果表明文中方法的效率和精度能够满足工程要求,其可行性和合理性得到了验证。 展开更多

关键词 区间参数 固有频率 KRIGING模型 粒子群优化 涡轮叶片

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估计结构静力响应范围的区间摄动法 被引量：2

18

作者 邱志平 顾元宪 陈塑寰 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第2期154-158,共5页

用区间将带有误差或其它不确定数值的结构参数包含起来，这种参数称为区间参数。将区间数学中的区间扩张与矩阵摄动理论相结合，给出估计这种具有区间参数结构静力响应范围的一种区间摄动法。数值例子说明了本方法的有效性。

关键词 区间参数 静力响应范围 矩阵摄动 工程力学

全文增补中

超精密机床系统动力学参数辨识研究 被引量：4

19

作者 商兴莲 王国平 +1 位作者 芮筱亭 陈刚利 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2019年第11期25-29,共5页

文章提出了一种基于多体系统传递矩阵法的超精密机床系统动力学参数辨识方法,首先建立机床系统的动力学模型,然后运用多体系统传递矩阵法求解系统的固有频率,再结合模态试验数据采用多岛遗传算法实现了对机床整机系统动力学参数的辨识... 文章提出了一种基于多体系统传递矩阵法的超精密机床系统动力学参数辨识方法,首先建立机床系统的动力学模型,然后运用多体系统传递矩阵法求解系统的固有频率,再结合模态试验数据采用多岛遗传算法实现了对机床整机系统动力学参数的辨识。通过计算结果与试验结果的对比验证了该方法的可行性和准确性。 展开更多

关键词 多体系统传递矩阵法 固有频率 多岛遗传算法 参数辨识

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基于不确定集合理论的电主轴的抗共振的可靠性分析 被引量：1

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作者 方明杰 张爱华 任工昌 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2010年第10期82-84,共3页

高速电主轴可以看作具有不确定的无阻尼的结构系统,应用广义特征值的求解固有频率的参数顶点法,并通过ANSYS有限元模态分析的数值模拟,准确地模拟出了高速电主轴的固有频率区间集,通过应用区间向量偏序关系,即激振力频率区间集与结构固... 高速电主轴可以看作具有不确定的无阻尼的结构系统,应用广义特征值的求解固有频率的参数顶点法,并通过ANSYS有限元模态分析的数值模拟,准确地模拟出了高速电主轴的固有频率区间集,通过应用区间向量偏序关系,即激振力频率区间集与结构固有频率区间集的偏序关系计算了电主轴抗共振的可靠度。 展开更多

关键词 固有频率区间集 参数顶点法 抗共振可靠度

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