基于神经网络的材料非稳态疲劳损伤可靠性研究

疲劳累积损伤是一个非稳态能耗过程,可以用遗传算法优化后的3层2 7 1BP神经网络来描述疲劳损伤的非线关系,经仿真验证表明,该神经网络具有较高的精度和泛化能力.通过对材料疲劳损伤临界值和载荷的分散性的分析研究,建立了疲劳失效动态准则,并运用蒙特卡罗随机抽样法对材料疲劳寿命的可靠性进行了仿真验证;对调质45号钢在随机载荷和2级载荷作用下,进行了疲劳寿命可靠性仿真计算,仿真结果与实验结果和理论分析比较吻合.     

基于多体动力学的柴油机曲轴疲劳强度与寿命分析

结合多体动力学和有限元分析方法对某预研柴油机曲轴进行了疲劳强度分析,得到了曲轴动态应力分布;利用常规的校验结构强度安全性的方法,计算了曲轴在交变载荷下的安全系数和疲劳寿命。结果表明:原设计结构中曲轴疲劳安全系数与寿命略显不足。根据该柴油机预研目标,提出了曲轴结构改进措施。改进后的曲轴应力分布、疲劳安全系数、疲劳寿命都符合要求。     

基于动网格技术的气囊式压力 波动衰减器动态特性研究

为了降低管路压力波动带来的振动和噪声,气囊式压力波动衰减器被广泛用于吸收管路压力波动。首先,通过合理的假设和简化,建立了衰减装置的数学模型和仿真模型;然后,基于FLUENT软件提供的计算方法和物理模型,利用动网格和用户自定义函数(UDF)技术,对气囊变形的过程进行动态模拟,结果表明:流体波动频率与衰减器固有频率一致时衰减效果最好,仿真结果和理论推导结果一致;最后,根据工程实际搭建实验平台,对不同工况下的仿真内容进行实验验证。实验结果表明:实验与仿真基本吻合,验证了该仿真模型的有效性,为气囊式压力波动衰减器参数的研究提供了新方法和新思路。     

波浪载荷引起船体构件疲劳的寿命估计

本文着重强调采用断裂力学进行船体构件疲劳寿命估算的重要性及存在问题,希望能够结合船体结构设计及损伤分析,加强我国这方面的工作。     

含裂纹钢板复合材料修补疲劳寿命数值分析

用ANSYS有限元软件对复合材料修复含边裂纹、中心裂纹和切口的钢板的疲劳寿命进行了数值分析.研究了边裂纹、中心裂纹长度对钢板疲劳寿命的影响,分析了碳纤维增强复合材料对3种损伤钢板疲劳寿命的修复效果.计算结果显示,修补后结构件的疲劳寿命可延长3～50倍.     

一种钢管焊接结构焊接节点损伤识别的新方法

采用端部半刚性连接梁单元模型进行模拟焊接节点的损伤,并基于应变模态理论,提出了一种焊接节点损伤识别两步法。第一步,先整体测量结构的位移模态并推导出应变模态,然后采用改进后的目标函数,通过信赖域优化算法对损伤节点位置进行准确判定;第二步,采用提出的杆端应变模态变化比指标,实现焊接节点损伤程度的精确识别。经工程实例的数值仿真及试验分析,验证了该方法的有效性及优越性,为解决这类大型焊接结构焊接节点的损伤识别问题提供了新思路。     

自由飞行段弹道估计方法

主要研究空间预警系统利用星载红外传感器的视线测量估计弹道导弹自由飞行段弹道的问题。针对目标运动的弱可观测性 ,提出了位置与速度依次滤波的改进Gauss -Newton方法 ,解决了自由段弹道的最大似然估计问题 ,利用MonteCarlo仿真实验验证了估计方法的有效性 ,并对估计误差进行了分析。     

基于量子遗传算法的钢管焊接结构焊缝损伤识别

利用从发射台骨架试验模型获取的模态参数,选择识别结果中精度较好的模态频率作为模型修正的基准频率.通过对待修正参数的灵敏度分析,运用ANSYS和MATLAB软件对有限元模型进行了修正.以实测模态和计算模态之间的误差建立一个带约束边界的非线性最小二乘目标函数,将损伤识别问题转化为优化问题,引入量子遗传算法处理模态参数,进行结构的损伤识别.为了让量子遗传算法更适用于结构工程损伤识别领域,提出了改进的动态策略调整量子门旋转角.以有限元模型焊接结点单元组弹性模量的降低模拟焊缝损伤,并假定了损伤工况,对发射台骨架模型的数值仿真及试验研究表明:该损伤识别方法识别效果较为理想,为解决这种复杂焊接结构焊缝损伤识别问题提供了新的思路.     

基于有限元分析的车辆驱动桥壳台架加速疲劳试验

针对开展驱动桥壳台架加速疲劳试验对删减载荷谱的实际需求,提出了基于有限元虚拟台架试验获得删减载荷谱的试验与分析方法.在有限元仿真分析环境下对某军用特种车辆驱动桥壳进行静强度试验、疲劳寿命预测、应变历程提取以及时间关联损伤分析等工作,得到了用于加速台架试验的删减载荷谱.台架试验表明,使用该方法获得的删减载荷谱能够在准确反映桥壳所受到的损伤同时,大幅缩短台架试验时间,证明了本文所述方法的实用价值.     

某型军用履带车辆行驶强化试验仿真技术研究

以某型履带车辆为例,通过建立其虚拟样机,构造虚拟数字路面,进行履带车辆强化行驶试验仿真,获得零部件载荷时间历程。基于仿真结果,利用有限元与疲劳寿命分析软件,计算车辆零部件的疲劳寿命,再通过比较分析获得履带车辆在几个典型路面下的强化系数。研究结果对于新型履带车辆的开发及现役履带车辆维修保障具有参考价值。     

随机载荷下疲劳寿命预估计算方法研究

分析了一种用于随机载荷下零构件疲劳寿命预估的有效计算方法 .引入材料所吸收的弹性应变能和塑性应变能等参量 ,在等能量损伤法则下推算出稳态条件下随机载荷的等价常幅应力 ,适用于结构设计阶段和改进阶段或应力响应时间历程无法实测的情况 .     

多分支管路脉动有源控制误差传感器匹配设计

为解决多分支管路系统中驻波效应给管路脉动有源控制效果带来的影响,首先从理论上分析了随着分支管路之间切换管内驻波分布的变化规律,以及驻波变化给脉动有源控制效果带来的影响;然后,依据理论分析结果,设计了"单次级源+多误差传感器"的系统架构,并在控制算法中增加了误差传感器选择匹配的环节,以达到较好的脉动控制效果;最后,搭建了实验系统,进行了脉动有源控制的实验,并对比了系统改进前后脉动的控制效果。实验结果验证了该设计方法的有效性。     

装备战场损伤试验布局设计仿真研究

装备战场损伤试验存在实施难度大,试验效率低的问题。为提高试验效能,采用AUTODYN,建立预制破片战斗部有限元仿真模型,模拟了战斗部爆炸及预制破片飞散的过程,仿真结果同实弹试验所采集数据基本吻合,验证了所用模拟方法的有效性。通过分析破片侵彻靶板的损伤规律,建立了球形破片撞击靶板损伤相图,结合破片飞散规律,建立了试验布局参考相图。研究结果表明:预制破片战斗部的爆炸及对装备的打击过程,能够通过数值仿真方式准确的进行模拟,从而大大减少试验费用;所建立的试验布局参考相图,能够为试验布局的设计和优化提供一定的参考。     

一种改进的数字信道化结构设计及检测方法

针对在实时性前提下如何高效地实现信道化以及提高子信道检测方法性能的问题,提出一种改进的信道化结构和相应的信道检测方法。利用半带滤波器插值后频谱重复复制的特点,将信号分解为频谱互补且无交叠的2路信号,然后采用奇偶划分的分析滤波器组对2路信号进行均匀信道化,在实现结构上将抽取因子与插值的半带滤波器互换位置;再通过检测门限依据信道环境自适应的变检测长度的检测机制进行信道检测;并进行仿真实验,仿真结果验证了改进的信道化结构的有效性,降低了对硬件的性能要求,而且表明新检测方法在保证实时性的前提下比传统能量检测算法的检测性能提高了2.2 d B。     

McEvily公式的改进及其在疲劳扩展寿命评估中的应用

疲劳裂纹扩展寿命评估的关键是要有适宜的疲劳裂纹扩展公式。通过对McEvily公式的深入研究,综合考虑弹塑性行为的影响、裂纹的闭合效应,并对曲线斜率进行“最小二乘法”拟合,得到了改进的McEvily公式。采用某航天发射塔架A3钢的疲劳裂纹扩展数据进行分析验证,得出McEvily改进公式对疲劳裂纹扩展寿命具有更强的评估能力。     

一种基于ANSYS的舰船静电场分析方法

基于ANSYS有限元软件,建立了舰船的3-D有限元模型。利用TREFFTZ方法对舰船模型进行了分析,得到了舰船在周围海水中形成的静电场分布状况。对比仿真结果与实验结果,验证了基于ANSYS的舰船静电场分析方法的正确性和有效性,并对仿真的电场云图进行了分析,所获得的结果为消除舰船静电场奠定了基础。     

轨式发射装置振动疲劳寿命估算方法研究北大核心

针对轨式发射装置受力环境的特殊性,研究了结构的振动疲劳寿命估算方法。提出了一种实测相关部位数据、有限元仿真与三带宽法相结合的估算方法,克服了无法获得关键点实测数据,无法准确模拟带间隙振动响应,进行长时间振动疲劳试验等缺点。疲劳寿命估算结果与试验结果吻合较好,表明该方法可行,可用于估算类似结构的振动疲劳寿命。     

基于虚拟样机的坦克承载零部件疲劳寿命预测方法

坦克承载零部件的疲劳失效是其主要的失效形式,疲劳寿命的预测一直是装备设计、研制、验证和使用过程中的重要问题之一。利用虚拟样机技术,建立履带车辆刚柔体耦合模型,通过在一定任务剖面下车辆虚拟试验,测试其承载零件的载荷谱,结合疲劳寿命分析技术,进行疲劳寿命预测,并给出计算实例,预测的寿命与实际使用情况相符合,表明提出的坦克承载件疲劳寿命预测方法是一种高效、实用的新方法。     

水下接触爆炸下液舱前置型防雷舱的动响应分析

为探讨防雷舱结构设计,采用有限元方法对同一防雷舱结构的典型模式和液舱前置模式进行数值仿真计算,通过对典型模式与实验结果的对比,验证了数值计算方法的有效性。着重分析了液舱前置对防雷舱结构动响应过程、失效模式及防护效能的影响,并分析了其形成机制。从结构破坏过程、载荷特性、吸能特性三个方面对比了两种模式的差异,探讨了两种模式防雷舱结构的防护机理,为舰船水下舷侧防护结构的工程设计提供了参考。     

车辆动力换挡过程液压系统动态特性仿真

建立了某车辆换挡离合器液压系统压力控制阀动力学模型并进行了仿真,通过实验验证了所建数学模型和仿真计算方法的正确性与有效性,分析了不同结构参数对压力控制阀充油过程的影响,研究结果可以为车辆液压系统的设计、改进及预测提供理论依据.