基于Laguerre积分法的随机有限元方法研究

将Laguerre积分法应用于随机结构的有限元分析,建立基于Laguerre积分法的随机有限元方程.在算例中,选择不同的Laguerre积分点数目进行计算,并与Monte-Carlo抽样法进行对比研究,检验该方法的正确性.计算结果表明该方法计算效率高,并且采用较少的积分点就能获得较高的计算精度.     

基于响应面法及有限元模拟的小半径弯管成形优化

结合响应面法分析与有限元模拟,研究多因子作用、多指标限制下的弯管成形,为船用弯管生产的模具配置提供技术支撑。针对某尺度的小半径弯管,基于四个设计因子,考察起皱率、减薄率及扁平度三个成形指标。利用\"中心复合设计\"制定试验方案,共进行25次有限元试验;得到指标响应模型,给出因子影响规律及推荐取值;获得主要限制指标及同时满足三重指标的合格区域;验证某优化点,成形指标均满足要求,且与响应面预测值吻合较好。     

基于响应面法的边坡稳定可靠性分析

结合简化Bishop法,利用响应面法将以安全系数表示的隐式极限状态方程拟合成近似的、显式极限状态方程.将相关的土性参数独立化,然后按JC法计算边坡稳定可靠度指标.结果表明此方法计算效率高,精度能够满足工程要求.     

随机面激励的非规则声腔自噪声计算方法研究

舰船声呐罩以及舱室、车厢等常见的非规则声腔受湍流边界层脉动压力随机面激励产生的水(气)动力噪声,已经或将成为声呐自噪声和舱室噪声的主要成因。文中以一个非规则形状的三维声腔为例,考虑声腔结构振动与内外声场的耦合,采用虚拟膜技术和集成模态法以及功率谱密度概念,建立了声腔受湍流边界层脉动压力随机面激励的自噪声计算模型和方法。数值计算分析表明:虚拟膜技术和集成模态法可用于舰船声呐罩以及列车和汽车车厢等非规则声腔自噪声计算的声学建模,预报声腔内部水动力噪声或气动力噪声的低中频分量,具有数值方法能够模拟复杂形状声腔和解析方法相应的声振耦合方程维数少的优点。     

基于响应面法的潜载导弹垂直发射装置多目标优化

针对某型潜载垂直发射装置的冲击降载问题,利用响应面法与优化技术相结合的设计方法,进行了发射装置结构优化设计。首先利用拉丁超立方试验方法采样,通过Ansys workbench平台进行发射装置抗冲击性能分析,构建发射装置受冲击结构载荷和总质量的响应面,研究结构参数对发射装置综合性能的灵敏度;再运用多目标驱动算法对发射装置进行多目标优化,得到其最优解集,最终实现其抗冲击性能提高14.9%,发射装置整体质量降低2.1%。结果表明,该方法具有较高的精度和实用性,对相关理论研究和工程应用具有一定的价值。     

基于响应面法的潜载导弹垂直发射装置多目标优化

针对某型潜载垂直发射装置的冲击降载问题,利用响应面法与优化技术相结合的设计方法,进行了发射装置结构优化设计.首先利用拉丁超立方试验方法采样,通过Ansys workbench平台进行发射装置抗冲击性能分析,构建发射装置受冲击结构载荷和总质量的响应面,研究结构参数对发射装置综合性能的灵敏度;再运用多目标驱动算法对发射装置进行多目标优化,得到其最优解集,最终实现其抗冲击性能提高14.9％,发射装置整体质量降低2.1％.结果表明,该方法具有较高的精度和实用性,对相关理论研究和工程应用具有一定的价值.     

二阶非线性随机响应系统瞬时运动分布研究

本文主要研究二阶非线性随机响应系统瞬时分布，通过把级数展开法与ＫａｃＳｉｅｇｅｒｔ方法相结合克服了每一咱方法的不足之处，对时分布进行了验算，在此基础上得到了二阶非线性运动响应的极值颁表达式。     

基于响应面法的矢量水听器壳体优化设计

随着海洋探测不断向深海迈进,大深度耐压矢量水听器成为未来发展的重要方向,矢量水听器的设计还应满足小尺寸、低密度的要求。针对耐压强度大与小尺寸、低密度之间相对矛盾的问题,本文在有限元软件中建立水听器耐压壳体三维模型,求解其内部应力分布,分析壳体的耐压失效形式,运用响应面法分析各设计变量对于目标参数的敏感度,对壳体结构尺寸进行优化,优化后的水听器密度从1.25 g/cm³降低至1.03 g/cm³,可以满足耐20 MPa水压的工作要求,达到理想的设计效果。     

结构动力学基于摄动法的高阶非线性随机有限元方法研究

Several algorithms were proposed relating to the development of a framework of the perturbation-based stochastic finite element method (PSFEM) for large variation nonlinear dynamic problems. For this purpose, algorithms and a framework related to SFEM based on the stochastic virtual work principle were studied. To prove the validity and practicality of the algorithms and framework, numerical examples for nonlinear dynamic problems with large variations were calculated and compared with the Monte-Carlo Simulation method. This comparison shows that the proposed approaches are accurate and effective for the nonlinear dynamic analysis of structures with random parameters.     

基于响应面法的鲁棒可靠性研究

本文将鲁棒可靠性理论与响应面法相结合,提出了一种计算复杂系统的鲁棒可靠性的数值算法,由于不用计算导数,计算相对比较简单,可有效提高计算效率,从而拓宽了鲁棒可靠性理论的应用范围.同时,对鲁棒可靠性的指标进行了改进,提出了鲁棒可靠性因子的概念,使凸模型更好地与已知的信息相结合,在一定程度上克服了原有鲁棒可靠性理论上的不足.数值算例表明所提出的方法在计算复杂系统鲁棒可靠性的有效性.     

基于频响函数相关系数灵敏度的浮筏舱段有限元模型修正

在建立复杂结构的有限元模型时,对实际结构的简化直接影响到计算结果的准确性,对有限元模型进行修正十分必要。引入试验和初始有限元模型得到的频响函数的相关准则,利用频响函数相关系数灵敏度分析技术,用于对浮筏舱段结构有限元模型进行修正,修正后计算和试验的频响函数基本一致,结果表明：该方法可用于对复杂结构有限元模型的修正。     

任意拉格朗日欧拉有限元法中的自由面网格追踪分析

本文对任意拉格朗日欧拉有限元法中的自由面网格追踪问题进行了分析.在任意拉格朗日欧拉坐标系下,用非定常不可压的Navier-Stokes方程来描述粘性带自由面流体的运动,在时间的数值积分中采用了速度修正分步法.文中提出了四种不同的自由面网格追踪方法,并对用各种方法得到的数值结果进行比较,得到了较优的追踪方法.为了验证方法的有效性,对孤立波传播进行了详细的分析.     

基于有限元的叠层母排优化设计方法

随着开关器件的开关速度逐渐加快,具有低杂散电感特性的叠层母排广泛成为变换器母线与开关器件之间的连接部件.本文以有限元为分析工具,探索叠层母排杂散电感与叠层母排各结构参数之间的规律,凝练出叠层母排的设计规则,并以三电平逆变电源为典型实例进行对比仿真分析,验证了叠层母排杂散参数规律的准确性以及叠层设计规则的有效性.     

基于边光滑有限元法的散射声场数值计算

针对采用有限元法计算声学问题时,数值离散误差会随计算频率的增加而增加的问题,通过光滑技术对计算域进行重新划分,重新装配总刚度矩阵,适当软化有限元模型刚度,从而有效降低数值离散误差,得到更精确的计算结果。     

基于有限元的舰船推进轴系合理校中计算方法

推进轴系的合理校中直接关系到舰船推进系统运行和舰船航行的安全性与可靠性,因此,其计算方法的合理性和准确性是推进系统研究的重要内容之一。基于有限元分析,建立了舰船推进轴系合理校中计算模型,并计入了螺旋桨水动力、齿轮动态啮合力、轴承刚度、轴承变位、轴段剪切变形以及运行温度等因素对推进轴系校中的影响。以某型舰船的推进轴系为研究对象,采用所提出的方法进行了推进轴系冷态、热态以及安装状态的合理校中计算分析,并与Kamewa公司采用Shaft Analysis AB软件的计算结果进行了比对,平均计算偏差小于1.54%。     

基于有限元分析的潜艇耐压液舱结构系统可靠性计算

潜艇耐压液舱结构复杂，往往需进行有限元分析以获得结构在极限载荷作用下的应力。此时，由于失效函数缺乏显式表达，故应用一般的可靠性计算方法将遇到困难。作者采用人工神经网络代替传统的多项式函数拟合失效面，并结合方向抽样技术，提出了基于有限元的结构系统可靠性计算的新算法。由于该方法引入了结构有限元分析，且无需进行失效模式间相关性的近似分析，因而计算精度好，适用范围广泛。潜艇耐压液舱结构系统可靠性分析的算例表明，该法有效地解决了复杂工程结构的系统可靠度计算问题。     

水平承载大直径管桩工作性状的有限元研究

为了进一步了解大直径管桩在水平力作用下的工作性状,文中基于有限元方法对水平承载桩的受力变形进行了模拟分析,考虑到土体的非线性因素以及桩-土界面的接触特性,引入了界面接触单元,利用惩罚函数的算法对其工作性状进行了综合分析,并分析了在分级加载作用下的桩身内力的分布模式和变化规律。     

基于有限元法的锅炉过热器管剩余寿命预测

过热器换热过程的研究涉及到热流固耦合问题。基于热流固耦合控制方程,首先用FLUENT对过热器管进行流场分析。然后应用ANSYS结构分析模块得到过热器管应力场分布。最后在应力场计算结果的基础上,分别利用断裂力学及Monte-Carlo模拟法对过热器管进行了剩余寿命预测。结果显示,基于Monte-Carlo模拟法得到的剩余寿命具有更高的保证率。     

基于有限元法的船舶艉轴承负荷优化

基于有限元法建立艉轴承负荷优化模型,探讨艉轴承负荷优化过程中的目标函数、约束条件和设计变量的选择原则及影响因素。采用APDL语言编写负荷优化程序,通过优化,艉轴承负荷减少约11%,减少了艉轴承的磨损,提高了轴承的使用寿命。