智能梁在静载作用下的残余应变最优控制方法

采用文献［６］中提出的线弹性智能结构的本构方程,以作动元件的残余应变为控制参数,分析了具有表面粘贴或内嵌作动元件的梁结构在任意静载作用时的最优控制问题,作动元件可以是分布式的或完整压电层式的,文中导出了一般情况下梁的控制微分方程并阐述了其最优控制方法,最后给出了两个具体计算实例。     

智能材料结构及在振动控制中的应用研究评述和展望

概括介绍了智能结构的研究领域及在振动控制中的研究概况,对智能结构振动控制系统的建模、控制器设计、传感和作动元件以及智能结构制作、实验研究等方面的研究进展作了简要评述。分析了各相关研究所存在的问题和该项研究专题未来可能的发展趋势。     

宏纤维复合平板结构的作动方程与试验验证

宏纤维复合材料(MFC)对板壳结构具有很好的治振效果,为了得到更为精确的MFC力电关系及提高MFC的振动控制效果,提出了一种新的MFC复合平板结构作动方程计算方法.在MFC的第1类压电方程基础上,建立了考虑泊松比与MFC薄膜应变对MFC作动力与作动弯矩影响的P1型MFC复合平板结构作动方程,得到了MFC对结构的作动力与作动弯矩.模型计算结果与公认数据进行比较,偏差在5%以内;完成了MFC复合平板结构的振动控制试验,控制前后的加速度仿真结果与试验结果之间的偏差在7.5%以内,表明本文推导的P1型MFC作动方程是适用的,可以用于MFC对平板结构的减振控制仿真计算.     

智能桁架作动器数目与位置的多目标优化

通过对含有作动器的杆件进行轴力分析,推导出智能桁架节点位移函数,运用随机权重的方法将多目标优化问题转化为单目标优化问题;在轮盘选择的基础上对遗传算法的选择算子进行改进,利用改进后的遗传算法进行求解。以12杆平面桁架为例,对作动器的数目与位置布置进行优化,结果表明只需在杆件1处布置作动器,便可以很好的控制桁架的节点位移。因此,将随机权重方法和改进遗传算法运用于智能桁架作动器数目与位置的优化中,能够取得好的优化效果和较快的收敛速度,与固定权重的方法相比,避免了人为主观性的影响。     

大跨空间结构减震控制装置设计与试验研究

基于大跨空间结构振动主动控制方法,以超磁致伸缩材料为核心元件,充分利用其输出力大、响应速度快、可靠性高、驱动电压低等优良磁控特性设计出一种将电磁能转化为机械能的减震控制装置—超磁致伸缩作动器,分析了其工作原理和设计方法,然后对其进行力和位移输出性能测试.结果表明,该作动器磁路结构良好,磁机转换效率较高,在驱动电流作用下可输出较大的力和位移,其与驱动电流基本呈线性关系且对电流的变化非常敏感,为这种作动器在大跨空间结构中的应用打下了良好的基础.     

基于线性规划的张拉整体结构位移优化控制

针对结构在外界荷载下的主动控制问题,提出基于线性规划的张拉整体结构的位移优化控制模型,通过改变结构构件长度调整节点坐标、修正结构形态至一个更为有利的状态.模型以结构位移为优化目标,以作动器的主动变形量为控制变量,以结构工作状态系数、作动器参数为约束条件,选取三棱柱张拉整体单元为例,研究不同工况、不同控制指标、不同作动器数量及布置情况下的位移优化控制.设计一个具有主动单元的张拉整体结构模型,验证了理论模型和方法的有效性与可行性.结果表明,通过引入作动器主动调节构件长度,可以实现结构的形态调整、达到位移控制目标.     

机枪振动主动控制技术研究

利用压电传感器和作动器主动控制技术解决机枪射击时的振动的问题。方法采用智能结构的原理和方法,对压电元件用于机枪结构振动控制的有关问题进行了研究。结果建立了机枪身管压电结构机电耦合动力学,导出了控制方程,给出了振动仿真结果。     

基于线性规划的张拉整体结构位移优化控制

针对结构在外界荷载下的主动控制问题,提出基于线性规划的张拉整体结构的位移优化控制模型,通过改变结构构件长度调整节点坐标、修正结构形态至一个更有利的状态.该模型以结构位移为优化目标,以作动器的主动变形量为控制变量,以结构工作状态系数、作动器参数为约束条件,选取三棱柱张拉整体单元为例,研究不同工况、不同控制指标、不同作动器数量及布置情况下的位移优化控制.设计具有主动单元的张拉整体结构模型,验证了理论模型和方法的有效性与可行性.结果表明,通过引入作动器主动调节构件长度,可以实现结构的形态调整,达到位移控制目标.     

机枪振动主动控制技术研究

目的　利用压电传感器和作动器主动控制技术解决机枪射击时的振动问题． 方法　采用智能结构的原理和方法, 对压电元件用于机枪结构振动控制的有关问题进行了研究． 结果　建立了机枪身管压电结构机电耦合动力学模型, 导出了控制方程, 给出了振动控制仿真结果． 结论　智能结构主动控制技术可以有效地抑制机枪射击时的振动响应, 提高射击密集度     

就车散装水泥计量系统

利用电感式位移传感器作称重元件而直接安装在水泥罐车上来计量水泥重量的计量系统，以单片机为核心，具有智能功能，使安装、调试极为方便。这种系统尤其适合一罐水泥供应多个用户。     

压电复合材料层合板弯曲变形及脱粘损伤的有限元分析

采用作者新近提出的四节点压电复合材料层合矩形板弯曲单元,对表面粘贴有压电驱动器的复合材料层合板在外加电场和外载荷作用下的弯曲变形进行了分析。通过与相关文献中结果的比较验证了程序的正确性和单元的有效性。研究了不同铺层形式(特别是非均衡性)对层合板弯曲变形的影响规律,并分析了压电驱动器部分脱粘对驱动变形的影响规律。结果表明:驱动器的脱粘损伤对层合板的弯曲变形会产生较大的影响,甚至可能会导致压电驱动器驱动功能(形状控制)的失效。     

Vlasov板弯曲振动问题的位移通解

针对Vlasov板弯曲振动的定解方程 ,给出了一个形式简洁的位移通解 ,最后给出了几点简化结果     

双参数弹性地基厚板分析的边界元法

以弹性地基上Ｒｅｉｓｓｎｅｒ板为研究对象，地基采用双参数模型，把地基效应归并到厚板的弯曲微分方程中。利用「４」导出的双参数地基上弯曲问题的基本解，从虚功原理出发，依据在胡海昌的中厚板弯曲理论，推导出三个广义位移表示的边界积分方程。适用于任意边界条件，任意形状及任意荷载的薄板及中厚板的弯曲问题。     

圆柱型正交各向异性中厚板的弯曲问题

本文应用Reissner理论对圆柱型正交各向异性板的轴对称弯曲问题进行探讨，给出了用平均位移和转角表示的内力表达式，以及这种问题的一类解析解。     

层合板应力分析法

对在弯曲载荷作用下的复合材料层合板,提出了一种考虑横向剪切变形的解析解法。在分析中,假定位移沿板厚为分段线性的连续函数,横向剪应力由弹性力学平衡微分方程积分得到,再将位移表示的内力代入板的平衡方程直接给出求解问题的基本方程。算例表明,用本文方法计算位移和应力都具有较高的精度。     

奇异值摄动法及其在智能结构振动控制中的应用

在可控矩阵奇异值一阶摄动的基础上提出了一种选取智能结构的执行器优化位置的数值方法。利用该方法详细讨论了如何选取智能结构的执行器优化位置及反馈控制对结构动态位移响应的影响 ,最后举例说明了该方法在实际中的应用。     

三阶位移模式层合板的应力杂交元

本文利用文[1]中的位移模型,构造了一种可以用于层合板弯曲分析的应力杂交元,这一单元具有较低阶的余能密度矩阵和较高的计算精度。当板的宽厚比趋向零时,不出现所谓闭锁现象。     

周边简支空心压电圆板表面均载弯曲

本文利用横观各向同性压电材料的通解和所构造的三个调和函数,给出了受均布载荷的周边简支空心圆板的解析解,退化得到实心圆板的解,比较了ＰＺＴ－４实心圆板和ＰＺＴ－４有相同弹性常数的横观各向同性圆板的中心挠度和弯矩。     

符拉索夫矩形板的弯曲问题

本文根据符拉索夫平板理论,提出了矩形板弯曲问题的解答格式,应用本文中的(8)和(9)式,可求解通常边界条件下,承受横向均布力q_0以及承受横向均布力和板边法向弯矩等组合荷载共同作用下的矩形中厚板的弯曲问题,而且使这类问题的解析解规律化。