车辆单筒充气磁流变减振器的阻尼力影响因素及灵敏度分析

介绍了一种车辆单筒充气磁流变减振器的结构和工作原理.利用该减振器阻尼力数学模型仿真分析了剪切屈服应力、体积补偿压力、磁流变液零磁场粘度、活塞有效长度、阻尼通道间隙和活塞半径等参数对阻尼力的影响规律,利用相对灵敏度分析法比较了各参数对阻尼力的影响权重.结果表明,活塞半径灵敏度和权重最大,对阻尼力影响最大;而体积补偿压力灵敏度和权重最小,对阻尼力影响最小.     

基于灵敏度分析的客车车身质量优化研究

文中将灵敏度分析引入到客车质量优化中.首先建立了某承载式客车车身的有限元模型,确定其边界条件和载荷,并对模型进行了试验验证.接着选取车架上刚度和强度相对富裕的梁作为对象进行灵敏度分析.最后根据分析结果选取车身最大应力和位移作为状态变量,以车身总质量为目标函数,进行客车车身的质量优化.     

既有钢管混凝土拱桥的有限元模型修正

有限元模型修正技术最早应用于航空和机械领域,用于自动修正结构模型使数值模型和试验模型相匹配。在过去的十年里,有限元模型修正技术已经被引进到土木工程领域。在既有桥梁的工作状态和使用安全评估中,需要建立能够精确模拟结构目前工作状态的有限元模型。该文以一座既有的钢管混凝土拱桥为例,在参数灵敏度分析的基础上,以结构设计参数为修改参数,构造联合频率和挠度的目标函数,借助ANSYS的优化设计功能对该桥的有限元模型进行修正。修正后模型计算结果和实际测试结果更加接近,其中跨中挠度的最大相对误差只有6%,频率的最大相对误差为9%。修正结果表明:这种联合静动力的模型修正方法物理概念清楚,能充分利用静动力测试数据,经过修正后的有限元模型能够反映该桥的实际工作状态。     

新的同调识别方法及其在切机算法中的应用

为准确预测系统失稳模式,提出了基于系统失稳时刻状态矩阵分析的同调识别方法.通过对失稳时刻特征值及右特征值向量的分析,预测系统主导失稳模式,确定分群情况,并用扩展等面积法量化该系统的稳定裕度.通过分析稳定裕度对切机控制的灵敏度,得出最佳的切机控制策略.在改进的IEEE-39节点上对本文所提出的算法进行验证.结果表明,本文所提供的同调识别算法能较好地识别机组分群情况.经时域仿真试验可知,基于灵敏度的切机策略能抑制系统暂态失稳.     

用Matlab进行鳍角反馈装置的机构优化设计

以某型后收式减摇鳍装置为例,建立鳍角反馈装置的数学模型,编制Matlab程序,运用网格法,对反馈装置的结构尺寸以反馈偏差平方和最小及偏差绝对值最小为目标进行优化计算,分析了优化计算的结果,并对优化参数的变化对目标函数的影响进行了分析、比较.     

基于多目标优化的白车身结构轻量化设计

白车身轻量化研究有利于提高整车性能和减少研发成本,首先建立了某乘用车白车身的有限元模型,接着根据仿真模型分别计算出与NVH、静刚度及正面碰撞安全性能相关的参数,模型各项指标均满足要求。其次,依据综合灵敏度分析思路筛出与碰撞安全无关的设计变量,并且参照能量吸收曲线图选出正面碰撞安全板件的设计变量。针对白车身非碰撞安全相关板件的轻量化设计,根据试验设计方法设计出样本点,对比各类近似模型的精度,采用了椭圆基近似模型,将白车身质量最小、低阶模态最大作为设计目标,把白车身的静态扭转刚度以及静态弯曲刚度作为设计的约束条件,并采用遗传算法对非碰撞安全板件进行多目标优化。针对白车身正面碰撞安全相关板件的轻量化设计,根据试验设计方法设计出样本点,对比各种近似模型的精度,采用了响应面模型,将白车身质量最小、乘员舱加速度峰值最小作为设计目标,将一阶弯曲和一阶扭转模态频率、静态弯曲扭转刚度作为设计的约束条件,并采用遗传算法对碰撞安全板件进行多目标优化。最后,对轻量化前后的性能参数进行比较分析,实现了白车身质量降低13.4kg,降幅3.32%,轻量化系数减小了1,不仅保证了静态弯曲刚度和扭转刚度、白车身的模态频...     

基于向量化的BESO方法灵敏度过滤快速算法

在使用双向渐进式拓扑优化算法(BESO)时,优化结果中常会出现棋盘格和网格依赖的现象。单元灵敏度过滤器是解决此类问题的有效方法,但随着结构规模扩大单元数量增多,计算单元权重因子耗时将十分可观,其原因是计算单元的权重因子数据需进行多次循环嵌套,逐一计算单元中心距,串行算法使得计算效率低下。通过结合深度学习训练模型中将数据集进行向量化预处理的思想,对灵敏度过滤计算所需数据进行向量化预处理,并推导了基于向量化的单元灵敏度过滤算法,将逐一的标量运算改进为可并行的矩阵运算。对向量化算法中可能出现的储存空间占用过大的问题,使用稀疏矩阵对储存空间进行优化,提出进一步改进的Sparse算法。通过ABAQUS二次开发实现了改进后的BESO拓扑优化流程,分别使用二维和三维悬臂梁算例进行计算时长验证,结果表明向量化的灵敏度过滤算法的加速比相对于双循环算法最高可达6,Sparse算法的加速比可达8,改进后的算法极大提升了单元权重因子和灵敏度过滤的计算速度。在计算权重因子时,Sparse算法的耗时略高于向量化算法,但在优化总耗时方面,Sparse算法优于向量化算法;当结构规模大单元数过多时,向量化算法可能限于硬...     

基于SEA图论法的船舶舱室噪声降噪优化设计

针对详细设计阶段易出现的船舶舱室噪声超标问题,依据噪声控制原理,以振动噪声传递路径为切入点,引入SEA图论法,结合振动噪声能量的主导传递路径对2层平板声腔结构降噪设计参数展开声学灵敏度分析,给出降噪设计指导性建议,为船舶舱室降噪设计提供理论支撑;以某VLCC船声学设计实例,采用SEA图论法结合其噪声超标舱室的能量输入谱,确定其噪声主导传递路径的灵敏度,结合评价指标选取最优降噪方案,成功应用于实船（预报值与实测值吻合良好）。可见,基于SEA图论法的船舶舱室噪声的降噪优化设计具有可行性,为降噪声学指标的定量优化设计提供参考。     

基于参数敏度分析的轮毂轴承寿命多目标优化

为提高某型第三代轮毂轴承受载疲劳寿命,以额定动载荷和额定静载荷作为响应指标,采用正交试验设计对轮毂轴承结构参数进行灵敏度分析,以轮毂轴承滚珠数量、滚珠直径、节圆直径及内外沟曲率半径等主要影响因素作为设计变量,建立轮毂轴承疲劳寿命多目标优化数学模型。分别采用非劣排序遗传算法(NSGA-II)、多岛遗传算法(MIGA)和最优化粒子群优化算法(MOPSO)进行优化求解,得到了轮毂轴承最优结构设计参数,采用有限元仿真分析方法对优化前后的旋压铆合装配成形轮毂轴承疲劳寿命进行对比验证。结果表明：上述优化策略实现了由2个目标函数主导的轮毂轴承整体性能提升,改善了轮毂轴承各组件的应力集中情况,提高了轮毂轴承的疲劳寿命,优化后结构最大应力较初始设计降低了约5.1%,寿命较初始设计结构增加了约3.8%,表明轮毂轴承的疲劳寿命多目标优化设计是有效的。     

非均质材料零件的材料设计

阐述了非均质材料零件设计优化的数学模型,并采用灵敏度分析以及最速下降法对其各个材料区域的材料性能进行设计优化,得到最佳材料性能参数后,再从非均质材料数据库中找到相应的工程材料,合成满足设计要求的非均质材料零件.该方法为设计者提供了切实可行的非均质材料零件的材料设计方法.