周期变异免疫克隆算法在压电悬臂梁振动控制中的应用研究

文章首先建立了悬臂梁的振动数学模型和控制传递函数模型,在此基础上设计了基于周期性变异概率免疫克隆优化的控制算法。该算法避免了精确计算系统参数的繁琐工作,改进了悬臂梁主动振动抑振的控制律设计方法,实现了悬臂梁主动抑振的自学习控制,并构建了压电智能悬臂梁的实验系统。通过对比实验表明:文中所提出的算法收敛速度高、控制效果好,并且能够通过学习自动调整控制参数,使用方便。     

高科技设施的微振动一体化主动控制

针对交通扰动引起高科技设施的微振动环境控制问题，提出了一种一体化主动控制微振动的“安静平台”方案。即在建筑物原来楼层地板上安装减震支持的平台，在平台和楼板间安装主动控制的液压作动器，在对建筑物和液压作动器进行一体化建模的基础上进行控制律设计，通过控制平台的微振动来满足设备对微振动环境的要求。对一安装有“安静平台”的3层楼房模型的微振动响应主动控制进行了仿真研究。结果表明，与微振动通用标准BBN—VC比较，平台的微振动水平可以达到最严格的E级标准。     

一种充分局部化的子结构并行有限元方法的变分原理

局部化的有限元分裂内联法(以下简称L-FETI),是一种适合于机群系统的并行有限元方法,它将一个连续结构系统分解为多个独立的子域,各子域之间通过分区框架实现耦合。本文将分区框架视为无体积、无惯性的独立连接结构,在区域分解界面上引入局部化的界面位移和界面内力,直接从能量原理出发,构造了分区系统的势能泛函,完成了L-FETI方法的变分格式推导,说明了L-FETI方法在处理区域网格匹配问题和区域网格不匹配问题时所具有的一致性并引入惯性力,导出了基于L-FETI方法的动力学方程。     

自适应机翼柔性翼肋的受控运动学规律研究

柔性自适应机翼技术采用了一种全新的材料/结构/功能一体化的设计思想,它是将传感单元、驱动单元、控制单元与机翼结构有机地结合,赋予机翼形状自适应等功能,从而改善飞机的飞行性能。本文根据DLR可变后缘自适应机翼概念,设计制造了这种自适应机翼的基本构件——柔性翼肋,分析了模型设计的关键参数,推导出了单输入驱动下柔性翼肋变形的运动学规律,并通过软件仿真和模型实验验证了柔性翼肋受控运动规律的正确性。     

精密机械结构的自适应压电分流阻尼抑振

为提高压电分流阻尼系统对多模态振动的抑制能力,提出了一种基于负阻抗变换器的频率自适应模拟电感电路.并应用于压电分流电路的设计,使压电分流电路能适应结构振动频率的变化而一直处于谐振状态,从而达到最佳的阻尼抑振效果,并研究了分流电路构型和各元件阻抗对抑振效果的影响.将此电路应用于典型精密机械结构--硬盘驱动器磁头驱动臂的多模态振动响应抑制,取得了良好的抑振效果,结构的前3阶稳态响应传递函数的幅值分别降低了8.15 dB、12.06 dB和2.11 dB.     

局部减薄储罐拱顶非线性稳定性分析

首先应用非线性有限元法进行局部均匀减薄拱顶的稳定性分析,计算结果表明,罐壁及罐壁油压对罐顶失稳的临界载荷影响很小.随后针对拱顶局部均匀减薄问题,提出一种近似的解析分析法,解析法将减薄部分分离出来,处理为受剩余部分弹性支撑的扁球壳,并导出相应的等效弹性支撑刚度计算公式,最后利用修正迭代法获得近似的失稳临界载荷计算公式.解析方法的计算结果与有限元法计算结果对比表明,文中提出的局部失稳临界载荷计算公式具有与有限元方法相一致的计算精度,可用于局部减薄拱顶储罐的局部稳定性评估,计算结果表明腐蚀区几何参数为9.5时最易出现局部失稳.     

钻柱接头扣型改进设计的有限元分析

螺纹根部应力集中是导致钻柱接头失效的主要原因之一。文中采用有限元方法分析多种针对NC46扣型的改进设计方案,包括扩大螺纹根部圆弧半径、公母扣大端切削以及改变公扣锥度。详细分析各种改进设计方案对螺纹根部应力集中的影响,以及螺齿上接触载荷的分布变化。研究结果表明,改变公扣锥度方案对降低公扣根部应力集中的效果最好,其次是对螺纹大端进行切削的方案和采用SST扣方案。     

一类金属橡胶阻尼器的建模与参数识别

研究了一类金属橡胶阻尼器的非线性特性,根据实验数据建立了具有迟滞非线性特性的阻尼器力学模型,通过实验获得了金属橡胶阻尼器特性数据,并提出了两种识别阻尼器迟滞恢复力参数的方法:二维拉格朗日插值法和人工神经网络方法。研究结果表明:拉格朗日插值法可以保证实验值与理论值在插值结点完全重合,具有较高的精度;人工神经网络具有较快的训练速度和很强的学习功能。通过将实验数据与理论计算数据进行对比表明,本文提出的两种方法都可以取得较好的识别效果,曲线拟合的均方差较小,在提高识别效率的同时保证了计算精度。     

电流变液在飞机操纵面颤振半主动控制中的应用研究

利用电流变液这种智能材料的物理效应及力学性能,根据可控阻尼介质的特殊应用要求,研制了一种零电场低粘度且可控粘度变化范围较大的电流变液。并设计制作了一种多层滑动极板式阻尼铰,将其用于机翼同的颤振半主动控制,使所研究模型的颤振临界速度提高了３６．３％。研究结果表明,电流变阻尼器可用于机翼操纵面颤振控制研究中。     

模态自适应相位调制的多压电元件压电分流系统

在含有多个压电元件的压电分流系统中,各压电元件的输出电压之间的相位关系会随着结构振动模态的变化而变化,导致诱发电荷中和抵消,降低了压电分流系统的抑振效果。由此,本文提出了几种典型的等效电压源网络拓扑结构,在分析各自优缺点的基础上,将并联连接确定为最佳组网方式。针对此组网方式,为了保证在不同阶次的模态响应下,各压电元件的输出电压均保持同相,提出了具有模态自适应能力的相位调制技术,并设计制作了相应的模拟电路。仿真结果表明,该系统能够可靠的完成自适应相位调制,避免了电荷中和现象的出现。