窄桥面悬索桥非线性抖振时域分析

以一主跨278 m,桥面宽4 m的钢桁架加劲梁窄桥面悬索桥--新疆赛吾迭格尔大桥为工程背景,对窄桥面悬索桥的风致抖振响应进行有限元仿真模拟分析,并对可能影响抖振分析结果的非线性因素进行了分析.分析结果表明:对于该类型悬索桥,结构的大变形效应对抖振响应影响为负,计算动力响应可以偏保守不考虑结构的大变形,各因素对主梁各方向抖振响应的影响各不相同,抖振对横向位移的影响比较大,应该重点考虑.     

电流控制型Boost变换器分叉行为的仿真和分析

研究了电流控制型Boost变换器的分叉行为,建立了符合实际电路限定条件下的离散迭代映射模型,采用分又图和庞加莱截面,分析了电路参数对分叉行为的影响,并对产生切分叉和阵发混沌现象的电路参数进行了讨论.通过构造Matlab下的分段光滑开关模型,采用龙格-库塔(Runge-Kutta)算法,得到了Boost变换器的时域波形和相轨图,从而验证了离散迭代映射模型的正确性.研究结果表明电流控制型Boost变换器具有丰富的非线性动力学行为.     

车速和路面附着系数的滚动时域估计

基于Dugoff轮胎模型建立了车辆的非线性动力学方程,并给出了路面附着系数的约束条件.针对车速和路面附着系数约束的非线性估计,提出了一种基于滚动优化原理的滚动时域估计法(MHE),并给出了MHE法的具体步骤.在不同路面上对MHE法进行了多种工况的实验验证,并在同样条件下与扩展Kalman滤波法进行了比较.实验结果表明,MHE法的估计性能优于扩展Kalman滤波法.     

波浪中船舶操纵性数值预报及自航模验证

基于统一理论,考虑横荡、纵荡、艏摇平面三自由度操纵和横摇耦合,建立四自由度模型,按照MMG模型将船体上的力分为船体力、螺旋桨力和舵力,采用耦合模型叠加波浪力的方式来预报船舶在波浪中的操纵性。波浪力采用三维面元法计算,并根据船舶实时速度和遭遇浪向进行二维插值。通过对比仿真数据与自航模试验数据,验证了模型的准确性。预报了在不同波浪工况下的船舶操纵性,验证了二阶力是船舶回转漂移的主要原因。比较了不同波高对船舶在波浪中操纵性的差异,研究结果表明:波高越大,船舶回转的纵向和横向漂移越明显,并且Z形试验中的第1超越角和达到时间越长。

     

舰用齿轮箱抗冲击能力时域计算

为找出舰船设备的潜在问题或薄弱环节,从而保证舰船的战斗力;以及为避免由于对设备的抗冲击性能不了解即进行冲击试验可能对设备造成的损坏,抗冲击数值模拟分析对于舰用设备是必要的。对舰用齿轮箱抗冲击能力进行时域数值模拟,使用MDT软件建立齿轮箱三维几何模型,利用HyperMesh软件进行前处理以及有限元网格划分,并将有限元模型导入ABAQUS软件,对齿轮箱抗冲击能力进行时域计算。分析数值模拟结果得到了齿轮箱典型部位处冲击响应,总结了齿轮箱抗冲击的一些规律,并找出了齿轮箱结构抗冲击的薄弱环节,为齿轮箱结构优化设计提供了参考。     

集装箱港口船舶配载计划研究综述

梳理了集装箱港口船舶配载计划问题的国内外文献,从配载计划的分类、影响因素与求解方法三方面回顾了其研究现状和成果,探讨了目前研究中存在的不足与后续的研究方向。研究结果表明：在论文题目中直接点明主贝位规划问题或者箱位分配问题的文献越来越少,更多的是直接点明“配载计划问题”;多数文献考虑了船舶稳性、船舶强度、集装箱属性(尺寸、质量、类型等)、岸桥属性等影响配载计划问题中的几个因素,只有极少数文献将配载计划问题的影响因素全部考虑在内,因此,为了使研究更贴近港口实际操作,综合考虑配载计划问题的影响因素将成为未来的研究重点;配载计划还受到港口内其他作业的影响,因此,为了提高港口的作业效率和运营水平,应综合考虑集装箱港口各个区域之间的相互作用;随着铁水联运的发展,铁路集装箱也会堆放在船舶上,因而在配载计划问题中也需要考虑铁路集装箱的影响;多数文献都设计了智能算法,并获得了较多的优化解,但是为了更加直观形象地展示求解结果,应该将仿真优化与算法计算结合在一起。     

客改货飞机载重平衡问题建模与Benders分解算法设计

研究了民航客改货飞机的载重平衡问题,分析了客改货飞机与客机和纯货机在载重平衡问题所存在的差异,建立了具备主货舱指派问题和下货舱背包问题组合优化特性的客改货载重平衡问题的线性整数规划模型,实现业载量最大和配载重心偏离指定目标重心最小的多目标函数,包含了实际操作中客改货机型的货舱及其位置约束、各种质量约束、上下舱联合约束与飞机重心包线约束等;设计了Benders分解算法对该模型求解,把原问题分为主问题和子问题两部分;设计了改进模拟退火算法求解主问题,改进了离散变量的编码、变异以及个体修正等策略;设计了基于逻辑检查的y-check算法,用于检查子问题的上下舱联合限重、重心包线等复杂约束,给出了Benders' Cut约束模型;设计了以B757-200客改货飞机为例的20组不同规模算例,基于Gurobi、Lingo、人工配载和本文提出的算法对模型进行验证。研究结果表明：Gurobi求解质量和速度最好,平均业载量为29 517.3 kg,重心偏差为0.02%,求解时间为0.13 s;人工配载方法最差,平均业载量为27 131.9 kg,重心偏差为5.26%,求解时间为581.75 s;本文提出的算法由于采用了智能启发式算法,平均业载量为28 379.1 kg,与Gurobi和Lingo的最优解相比稍差,但重心偏差为0.05%,可以忽略不计,平均求解速度为20.33 s,远快于Lingo的7 370.65 s。     

无砟轨道胀板病害区段的自动化评估方法研究

CRTSⅡ型板式无砟轨道广泛应用于我国高速铁路中,在现场的服役过程中胀板病害是其性能劣化的最主要表现之一。对胀板病害特征及其形成原因作了简要分析,针对胀板病害区段,利用轨检数据分析了高低不平顺的时域波形特征,计算高低不平顺的时域特征值,并给出胀板区段自动化评估方法,建立高速铁路无砟轨道区段评估指标管理办法。通过算例对所提算法的适用性和准确性进行验证。结果表明:高温期胀板区段单块与连续轨道板病害表征为时域波形单峰与多峰特征;区段标准差这一指标可以作为描述胀板结构性病害的依据;利用胀板病害区段自动化评估算法实现了胀板区段的定量化评估。     

曲线运动潜体近水面兴波时域研究

本文利用快速多极子面元法的高效性与精确性,对近水面潜体在水平面曲线运动过程中的时域兴波势流问题展开研究。首先确定了自由面网格密度及时域更新方法以保证数值模拟的准确性,探索了椭球潜体在水下做直线运动与曲线运动时阻力系数与升力系数变化的区别,明确了曲线运动过程中各项系数的变化规律,并针对不同的偏航角度的兴波特性进行比较,研究偏航角度大小对于潜体兴波阻力、升力以及表面兴波波形的影响。研究结果表明,当偏航角较大时,表面兴波对曲线运动潜体所受阻力和升力影响均非常显著;随着偏航角度的变大,各波系间的相互作用更加明显,表面波形更为复杂,导致了兴波阻力激增,阻力及升力曲线均出现大幅波动且不对称性。