大型结构动力分析的Newmark显式算法

本文基于结构动力分析中广泛采用的Newmark（隐式）积分方法，构造了一类显式积分格式，称之为“Newmark显式算法”与一般的显式法（如中心差分法）不同，该方法积分过程甚为简捷，只要其质量阵是对角阵或经对角化而不论阻尼阵如何复杂，积分中都无须求争线性代数议程组，这就大大节省了计算内存与时间，因而用于分析工程中大型非线性结构动力问题可以显著地提高计算效率与经济性，文中讨论了方法的精度与稳定性，给出了若干数值算例，并具体分析了二个工程应用实例。     

基于Kelvin链率型模型的混凝土徐变有限元计算

基于混凝土徐变固结理论,推导出一种计算混凝土徐变的递推格式,递推过程可以结合使用有限元商用软件来完成.首先,基于Kelvin链模型,将徐变Volterra积分方程转化为率型徐变积分微分方程;其次,将时间进行离散,通过引入中间变量,把率型徐变积分微分方程转化为可递推计算徐变方程;再次,使用可递推计算徐变方程,结合应力应变...     

含分数阶导数微分方程的数值求解

基于精细积分方法,结合差分格式,提出了含有分数阶导数微分方程的数值求解方法,并对含有分数导数的一阶和二阶微分方程进行求解.所论方法首先引入差分格式,将含有分数阶导数的一阶和二阶微分方程变为一阶的常微分方程,然后再用精细积分方法逐步积分进行求解.文中不仅给出了详细的理论推导,而且还给出了相关的数值算例.数值算例对不同的分数阶微分方程进行了讨论,探讨了不同的分数阶和时间步长对计算结果的影响,并将计算结果与文献中相关算法的计算结果进行了比较.数值结果表明了所提的求解策略在求解分数阶导数模型时的可行性,以及较高的计算精度和较好的稳定性.     

含分数阶导数微分方程的数值求解

基于精细积分方法,结合差分格式,提出了含有分数阶导数微分方程的数值求解方法,并对含有分数导数的一阶和二阶微分方程进行求解.所论方法首先引入差分格式,将含有分数阶导数的一阶和二阶微分方程变为一阶的常微分方程,然后再用精细积分方法逐步积分进行求解.文中不仅给出了详细的理论推导,而且还给出了相关的数值算例.数值算例对不同的分数阶微分方程进行了讨论,探讨了不同的分数阶和时间步长对计算结果的影响,并将计算结果与文献中相关算法的计算结果进行了比较.数值结果表明了所提的求解策略在求解分数阶导数模型时的可行性,以及较高的计算精度和较好的稳定性.     

偏微分方程在解决工程实际工作中的应用

在子域精细积分法的基础上 ,提出解偏微分方程的变网格差分精细积分法 ,这种方法既具备子域精细积分法的各种优点 ,还能较好描述非均匀介质的物理特性及灵活处理各类边界条件 ,且其显式计算格式是无条件稳定的     

非一致激励下自锚式悬索桥的非线性地震反应分析

采用人工生成的地震波,考虑多点激励、行波效应以及结构的几何非线性因素的影响,对混凝土自锚式悬索桥在纵向地震波输入下进行了地震响应研究.分析比较了多点线性一致激励、多点非线性一致激励以及多点非一致激励下主梁、主塔、边墩等控制截面的内力和位移响应时程结果,并对其影响规律进行详细讨论.由于时域分析采用精细逐步积分格式,使计算结果更加精确.     

偏数分方程在解决工程实际工作中的应用

在子域精细积分法的基础上，提出解偏微分方程的变网格差分精细积分法，这种方法既具备子域精细积分法的各种优点，还能较好描述非均匀介质的物理特性及灵活处理各类边界条件，且其显式计算格式是无条件稳定的。     

结构地震响应分析的广义脉冲函数法

根据现有地下结构抗震计算方法和脉冲响应函数原理，提出了用于地下结构时程地震反应分析的广义脉冲响应函数法。以某一隧道为例，计算了其在地震荷载作用下的动力反应，并与逐步积分方法进行了比较，计算结果表明，脉冲函数法用于地下结构动力分析，具有较高的计算精度，且计算效率会大大提高。     

结构动力学中的广义多步显式积分算法

为了开发新的时间积分算法,通过对独立变量加速度的加权,提出了广义多步显式积分算法(GMEM).首先,在加速度显式法的基础上给出了通用的积分格式;其次,分析了所提算法的稳定性、数值耗散、数值色散和精度;最后,通过2个算例对3个广义多步显式积分算法(GMEM1、GMEM2和GMEM3-2)以及HHT-α法和Newmark法进行了对比分析.分析结果表明:本文所提算法是条件稳定的,在无阻尼系统中谱半径恒等于1;3步广义多步显式法最高具有3阶精度,在无阻尼系统中不存在数值耗散;GMEM2的均方根误差约为Newmark法的1/2,约为GMEM3-2的1.8倍.     

列车动力学的非线性数值分析方法

列车动力学方程是个复杂非线性方程,必须采用数值积分方法求解。本 文从工程实用的观点出发,提供了二类简单有效的数值积分方法—Ne物ark显式积分法及其显一隐式预刚一校正积分法。这类积分方法,积 分过程简捷,.程序编制容易;由于积分过程中无须求解高阶线性代数方 程组,这就显著地提高了积分速度,并有效地节约了计算内存,从而在 普通微机上实现了对大型列车动力学问题的模拟分析。 文中建议了一种判定工程实际问题之非线性数值积分稳定性的实用办 法,并成协地应用子重载列车动力学分析石在此基拙上进一步实现了变 步长积分计算,大大提高了计算速度。通过算例校验及与试验结果的对 照,证实了方法的非线性数值分析有效性。      

道路交通事故多层递阶预测方法

针对道路交通系统动态时变的特点，用多层递阶预测方法，建立了道路交通事故的多层递阶预测模型．将事故预测分解成对时变参数的预测和在此基础上对道路交通事故未来状态的预测两部分，通过对时变参数的精确预测提高事故预测精度．以1989—1999年我国某省道路交通死亡人数为原始数据建模，模拟结果显示，对2000-2001年的预测结果和实际道路交通死亡人数之间的平均误差为5．8％．     

Analytical Solution for Model-Based Dynamic Power Factor Measurement in AC Resistance Spot Welding

On the basis of welding transformer circuit model, a new measuring method was proposed. This method measures the peak angle of the welding current, and then calculates the dynamic power factor in each half-wave. An artificial neural network is trained and used to generate simulation data for the analytical solution, i.e. a high-order binary polynomial, which can be easily adopted to calculate the power factor online. The tailored sensing and computing system ensures that the method possesses a real-time computational capacity and satisfying accuracy. A DSP-based resistance spot welding monitoring system was developed to perform ANN computation. The experimental results suggest that this measuring method is feasible.     

精细时程积分法在液压仿真系统中的应用

为了有效避免液压系统仿真过程中的刚性问题，引人精细时程积分法，相对于以往的计算方法，它不仅使仿真结果精确，且可以较为有效的避免刚性问题，取得了令人满意的效果。     

平面张弦梁结构的优化分析

将BP神经网络引入平面张弦梁结构的优化分析,并针对离散变量结构的拟满应力法加以改进,与遗传算法相结合从而构成一种新型组合优化方法,并将该法应用于平面张弦梁结构算例的优化分析,结果表明了算法有效可靠,最后对算法的计算精度和速度进行了讨论。     

Finite Differential Method Simulation on Temperature Field in Process of Laser Quenching

IntroductionInfieldoflasertreatment,laserquenchofmetalmaterialsisanimportantcourse.ItisahotspotinresearchoflaserquenchtocalculatetemperaturedistributionandtosimulatethecoursebymeansofcomputerThecalculationandanalogyisnotonlyabasistoca1culateinnerstressdistributionoflaserquenching,butalsoafoundationtooptimizelaserquenchingtechnologyandtocontrolquenchingcourse.Therearemanymethodstocalculatetemperature,suchasfiniteelementmethod(FEM),finitedifferentialmethod(FDM)andsoon.Accordingtodifferentpedi…     

基于三角函数内插法的波动反应谱计算精度分析

以反应谱基本概念和线性插值法为理论基础提出了求解波动反应谱的三角函数内插法。推导了反应谱计算公式,建立了时间间隔相等的三角函数内插法的连锁递推反应谱计算公式。对简谐波动荷载进行三角函数内插法、解析法和"精确法"的反应谱计算,结果表明:采用三角函数内插法的反应谱计算值比反应谱计算方法(精确法)计算值更接近解析解,且计算精度更高。利用三角函数内插法对两条实际记录的波动加速度时程曲线进行反应谱的数值计算。分析表明:基于三角函数内插法得到的各反应谱值是稳定的,其反应谱值一般稍大于线性内插法所得结果,精度满足要求,能在一定程度上简化计算。     

基于Agent的人类进化模型研究

通过分析人类进化的特征,提出了进化计算模拟的是生物进化机制,(超)群体进化计算模拟的是文化进化机制的思想.在人类进化的整个过程中,生物进化和文化进化是相互影响的,其中文化进化占支配地位.提出了以Agent为技术支撑的(超)群体进化计算方法,阐述了(超)群体进化计算的基本原理和方法,由此提出了基于Agent的人类进化递归模型.     

基于交织方法的ZCZ序列设计

为降低已有方法的复杂性，提出了基于交织方法的ZCZ序列设计方法．对于给定的ZCZ序列集合（L，M，z），用交织技术，通过m次递归构造，在保持序列的数目不变的条件下，序列的零相关区宽度和序列的长度都变成了原序列的2^m倍．这样的构造的ZCZ序列易于硬件和软件实现，适用于准同步CDMA通信系统．     

基于UKF的数字轨道地图的三维线路生成方法

针对基于卫星导航系统的列车定位对数字轨道地图的实际需求, 提出了一种基于无迹卡尔曼滤波的线路估计方法, 生成线路的三维数字轨道地图; 对于铁路线路的3种平面线形(直线、缓和曲线和圆曲线), 采用以里程为参数的菲涅尔(Fresnel)积分模型统一建模; 对于纵断面的直线和曲线, 采用二次曲线模型建模; 用无迹卡尔曼滤波对模型的状态(里程、三维坐标)和参数(方位角、曲率、曲率变化率、坡度、坡度变化率)进行联合估计; 将归一化新息平方和估计距离误差作为线路分段的判断条件, 最终用分段点和几何参数完成三维线路的生成; 采用仿真的平面线路数据对比了离散点法、三次多项式法和本文Fresnel法, 利用青藏线14.7 km的实测数据进一步对Fresnel法进行了验证。仿真结果表明: 在相同的误差要求下, 3种方法的平面距离误差均值都在0.024 m以内, 但Fresnel法采用了最少的分段点, 数据约简率高达99.76%; Fresnel法的最大累积里程误差最小, 由0.964 m降低为0.060 m, 减少了93.77%;Fresnel法比三次多项式法的方位角和曲率估计精度都高, 更加接近真值; 实际数据测试结果表明Fresnel法分别采用22个和20个分段点及参数即可完成线路的平面曲线和纵断面曲线生成, 平面和纵断面曲线距离误差均值都在0.03 m以内, 累积里程误差最大只有0.078 m, 位置精度和几何精度都较高。      

考虑不同路面附着情况的整车质量估计方法研究

利用带有遗忘因子的递推最小二乘估计,实现了一种整车质量估计方法,该方法考虑了不同路面附着情况对整车质量估计过程的影响,通过引入路面特征系数,实现了算法对不同路面附着情况的适应。基于Matlab/Simulink编写辨识算法并在CarMaker中完成仿真测试,测试结果表明所实现的辨识方法对整车质量估计的精度可控制在10%之内。此外,由于递推最小二乘估计方法和卡尔曼滤波方法之间的内在联系,通过推导表明了递推最小二乘估计方法是状态转移矩阵为单位阵的卡尔曼滤波方法的特殊形式,为2种估计方法的工程应用形式及调试过程提供了更全面的信息。