基于代理模型的加工中心滑鞍有限元模型修正

为满足加工中心现代化设计中需要建立准确的有限元模型的问题,建立了一种基于代理模型的有限元模型修正方法.首先通过灵敏度分析,选取了对滑鞍响应影响最大的设计参数,减少了设计参数整体的数量,提高了修正效率;然后基于实验设计与加点准则,建立了自适应Kriging模型,将隐式的有限元计算转化为显式计算,减少了模型修正过程中大量的...     

基于结构参数不确定性的有限元模型修正

介绍了传统有限元模型修正及修正精度的评估方法,并简要说明了传统方法的不足之处。根据有限元模型修正的实际情况,提出了基于不确定性的有限元模型修正技术以及采用干涉面积法来对其修正精度进行评估。最后通过一个模型的数值仿真研究了基于不确定性的模型修正方法。     

基于Kriging模型和小波包能量谱的随机模型修正

针对随机模型修正精度和效率低的问题,提出一种基于Kriging模型和小波包能量谱的随机有限元模型修正方法。首先,假设模型待修正参数和响应特征均服从正态分布,将不确定性的模型修正转化为均值和标准差的修正;其次,将待修正参数作为Kriging模型输入,加速度频响函数经过小波包分解后提取的结点能量作为输出,引入政治优化算法优化相关系数以构造Kriging模型;然后,将最小化试验响应与预测响应之差的绝对值作为修正均值的目标函数,最小化交叉熵作为修正标准差的目标函数,通过政治优化算法先后修正参数均值和标准差;最后,以空间桁架结构为例,选取弹性模量和密度为待修正参数验证该方法的可行性。结果表明,所提方法能够有效地修正结构参数均值和标准差,修正后的参数均值、标准差的误差分别低于0.1%、3.5%。     

基于Kriging的岸边集装箱起重机有限元模型修正

为了提高岸桥有限元模型修正的效率,采用基于替代模型的方法修正岸桥有限元模型。首先进行岸桥的有限元建模和振动响应实测,分别获得岸桥模态信息的有限元分析值和试验值;然后,在合理的修正参数选取和试验设计的基础上,拟合得到岸桥有限元模型的二次多项式替代模型和Kriging模型;最后,基于所构造的替代模型对有限元模型进行修正,并对比了不同替代模型的精度和修正效果。结果表明:利用替代模型进行有限元模型修正可以极大地提高修正效率和修正精度;同时,对于岸桥结构,Kriging模型和二次多项式模型的修正计算效率和修正精度非常接近,各自的优劣不明显。     

行波管模态分析与有限元模型修正

行波管的工作环境恶劣,其结构的振动特性对寿命及可靠性有着重要影响。应用有限元分析软件对行波管进行模态分析,并通过模态试验实测了行波管的模态参数,得到行波管前四阶固有频率和振型。对比分析仿真和试验结果,仿真计算的模态频率偏高。应用Kriging模型构建固有频率与材料参数的关系,将试验结果作为目标进行材料参数修正。修正后的仿真模型的计算精度有了大幅度提高,行波管结构的固有振动特性得到更加真实地反映,为进一步研究其动力学特性提供了更加准确的模型基础。     

基于频响函数 Neumann 级数展开的有限元模型修正

针对有限元模型修正中测试自由度不完备、求解不适定的问题,提出了一种基于频响函数Neumann级数展开的模型修正方法。首先,利用测试和有限元分析模态数据构造完整的实测频响函数。然后,根据Neumann级数展开式建立实测频响函数与有限元模型频响函数之间的关系式,以此构建模型修正目标函数。最后,采用改进鲸鱼优化算法求解目标函数获取修正结果。通过平面桁架数值算例表明,该方法具有较强的噪声鲁棒性,模型修正精度较好,15%噪声时修正后的平均相对误差不超过1%。利用4层剪力框架结构测试算例进一步验证所提方法,结果表明,修正后的模型能反映结构真实状况。     

基于轨道扰动的混沌单向散列函数设计

在分析针对数字混沌提出的伪随机扰动策略和变参数补偿策略的基础上,提出了基于轨道扰动的混沌单向散列函数设计方法。首先,将消息填充为64byte的整数倍,以提高短消息散列的安全性;然后,选取64byte的固定扰动向量,并将明文信息与固定扰动向量一起映射至数字混沌系统相空间的扰动空间;最后,将扰动空间内的元素输入至数字混沌系统进行多次混沌迭代,并在迭代结果中取出160bit作为最终散列值。该算法选用Logistic映射作为混沌映射,计算复杂度比高维混沌映射低,而轨道扰动的思想使得该算法比一般的低维混沌映射安全性更高。研究表明,该算法对初值极其敏感,且具有很好的混乱和扩散性质及较高的抗碰撞性。该算法采用256bit定点数运算,更易于软硬件实现。     

考虑结构参数不确定性的随机模型修正方法

提出了一种随机模型修正方法以确定结构不确定性参数的概率统计特性,使得模型修正的应用更符合工程实际。将随机模型修正过程分解为一组确定性修正过程,利用蒙特卡罗仿真得到的响应样本并结合响应面模型的快速运算特性,构造优化反演过程来求得各个样本所对应的一组参数值,进而基于大量样本统计得到参数的均值和方差。所提出方法经过一组试验钢板的验证,准确求得了钢板厚度和材料参数的均值和方差,说明了方法的可行性和可靠性。     

基于模态柔度与有限元模型修正的海洋平台结构损伤识别研究

结构模态特征的改变直接揭示了结构的损伤,基于模态柔度较频率、振型对结构损伤的识别更为敏感的特点,文中提出了一种基于模态柔度和有限元模型修正相结合的结构损伤识别方法.文中以某海上导管架平台为例,在设定的3个损伤样本下建立了导管架21-DOF测试模型,获得该模型低阶结构模态参数,通过模态柔度差的方法进行结构损伤层定位;然后...     

基于多项式混沌方法的柔性多体系统不确定性分析

研究了柔性多体系统的参数不确定性问题。采用绝对节点坐标方法来描述柔性体的变形,运用多项式混沌方法对柔性多体系统进行不确定性分析。通过理论分析与算例研究,对比了多项式混沌方法与广泛使用的Monte Carlo方法的精度和效率。结果表明,在相同精度要求下,多项式混沌方法在复杂柔性多体系统不确定性分析中效率更高,在工程分析中更具实用价值。     

DYNAMIC FINITE ELEMENT MODEL UPDATING BASED ON GLOBAL INFORMATION OF STRUCTURES

Finite element model updating method based on global information is proposed. Prior investigation upon design space of structural parameters is performed before updating using statistic analysis, including parameter screening using variance analysis and response surface fitting using regression analysis. The parameter screening method selects the design parameters considering the result of hypothesis testing, which is a kind of global information. Meanwhile, the traditional updating method considers local sensitivity which only gives the information at sole point in the design space. Response surface fitting constructs a close-form multinomial which describes the relationship between concerned structural feature and selected updating parameters. It is an approximation to finite element models(FEM) and used as a substitution in the updating iterations. The presented updating method can be applied without the restriction of linear assumption. In addition, there is no data exchange between the updating prog     

PRINCIPAL COMPONENT DECOMPOSITION BASED FINITE ELEMENT MODEL UPDATING FOR STRAIN-RATE-DEPENDENCE NONLINEAR DYNAMIC PROBLEMS

Thin wail component is utilized to absorb impact energy of a structure. However, the dynamic behavior of such thin-walled structure is highly non-linear with material, geometry and boundary non-linearity. A model updating and validation procedure is proposed to build accurate finite element model of a frame structure with a non-linear thin-walled component for dynamic analysis. Design of experiments （DOE） and principal component decomposition （PCD） approach are applied to extract dynamic feature from nonlinear impact response for correlation of impact test result and FE model of the non-linear structure. A strain-rate-dependent non-linear model updating method is then developed to build accurate FE model of the structure. Computer simulation and a real frame structure with a highly non-linear thin-walled component are employed to demonstrate the feasibility and effectiveness of the proposed approach.     

基于随机有限元法的结构经济寿命分析

基于随机有限元,将材料和载荷等影响结构疲劳寿命的不确定因素视为随机变量,分别对结构的裂纹形成寿命和裂纹扩展寿命进行可靠性分析.将结构的疲劳寿命看成由裂纹形成寿命和裂纹扩展寿命组成的串联系统,并由此确定结构的检修周期.通过随机有限元得到的分析结果与Monte Carlo模拟结果的比较,表明此方法能给出合理的结构检修周期,具有较强的适用性.     

基于结构体动态问题的概率有限元法研究

将求解结构动态特性问题的有限元法与可靠性分析的三参数法相结合,建立了一套求解结构体动态特征值的概率参数及分布的三参数概率有限元法。该方法的建立既解决了关于复杂结构动态问题的可靠性分析问题,同时又使可靠性问题的分析精度有一定的提高。最后,在算例中验证了三参数概率有限元法的可行性、有效性。     

基于随机有限元方法的平面裂纹随机性影响因素分析

在考虑材料参数、裂纹长度、外载分散性的前提下,文中用Taylor展开随机有限元方法分析平面裂纹应力强度因子分散性。首先用一般六结点单元和六结点奇异等参单元建立平面裂纹的有限元模型,接着推导随机有限元方法用到的位移偏导数和刚度矩阵偏导数的表达式,最后给出在各随机因素影响下的应力强度因子均值和方差的计算公式,并将计算结果与Monte Carlo法模拟结果进行对比。算例结果显示,材料弹性模量、外载、裂纹长度的分散性对应力强度因子的分散性影响比较显著,而材料泊松比影响很小。     

基于多物理量有限元模型的电磁阀失效分析

针对电磁阀失效机理不明确,缺乏有效的故障分析手段和方法等问题,设计电磁阀加速寿命实验,提出了基于多物理量有限元模型的电磁阀失效分析方法。首先利用Ansys有限元软件建立电磁阀温度场模型,计算各部件温度分布;其次将计算得到的温度作为新的载荷加入机械应力场模型求解过程中,得出由热应力和机械应力共同作用下的耦合应力值;最后在综合分析温度与耦合应力对电磁阀影响的基础上,通过实验数据和仿真结果的对比,分析得出一种电磁阀缓变失效机制。结果表明:线圈产生高温易破坏线圈绝缘层,同时由高温产生的热应力与机械应力的耦合效应会对绝缘橡胶产生挤压,温度与耦合效应的共同影响导致线圈在相互接触过程中不断短路,直至铁芯所受电磁力低于其工作阀值时不能克服弹簧的弹力运动,最后造成电磁阀的缓变失效,实验测定结果与数值仿真结果相符合。该方法可广泛适用于其它类型电磁阀的故障分析,为电磁阀的可靠性设计和延寿研究提供参考。     

基于频响函数相关性的灵敏度分析的有限元模型修正

有限元模型的修正对机械结构的动态特性进行准确而可靠的预测是很重要的。利用试验测试和预测的有限元模型计算得到的频响函数（FRF），引入两种频响函数相关性的判定标准，提出基于频响相关函数的灵敏度分析的修正方程。数值实例研究结果表明，该方法利用少量的测量数据，即使测试数据含附加噪声，也可在很宽的频率范围内得到接近真实结构的有限元模型修正解。本文的方法可适用于大型复杂结构的模型修正。     

基于试验的组合强化模型在弹塑性有限元中的应用

对ＬＹ１２ＣＺ铝合金材料的组合强化性能进行测试。提出了一种基于试验的组合强化模,编制了应用试验组合强化模型的弹塑性有限元程序,并对冷胀孔边的残余应力分布进行了计算。本文的试验组合强化模型在弹塑性有限元分析中的应用,对计算工程中的弹塑性问题有着实际的     

板的弹塑性断裂随机有限元分析

在幂律非线性随机有限元基础上,借助小扰动随机性概念,系统地提出解决板的弹塑性断裂随机有限元分析方法,并给出以单边裂纹板为例进行弹塑性断裂参数及其对基本随机变量变化率数值计算的算例和方法的应用说明.     

基于贝叶斯方法的统计模型修正和结构概率损伤识别

提出了一个用马尔科夫链抽样的贝叶斯模型修正和损伤识别方法,用于对梁结构的损伤识别.首先建立了基于结构振动频率测量,确定其振型的目标函数,然后采用延缓拒绝自适应的马尔科夫链蒙特卡洛方法进行随机抽样,得到在完好状态和损伤状态下结构参数的后验概率,通过比较这两种状态下识别参数的概率密度函数,最终得到结构损伤的概率和损伤程度....