MatLab在有限元刚度矩阵推导中的应用

MatLab具有强大的符号运算功能.以平面梁单元刚度矩阵为例,详细介绍MatLab在单元刚度矩阵推导中的具体应用,编写了平面梁单元刚度符号运算程序,运算结果与手工推导完全一致,该方法可进一步推广到其它单元甚至到更复杂非线性单元刚度矩阵推导中.     

基于IVCBC涡方法和动刚度矩阵的 深海立管的三维计算模型

文章针对深海立管长细比非常大的结构特征,视立管为质量集中的多自由度索模型系统。通过有限体积法将该模型系统离散为多个有限体单元,首次提出基于应变能计算立管动态刚度矩阵的算法,并采用IVCBC涡方法计算有限体的外载荷,构建了一种三维数值研究深海立管涡激振动的新方法。应用该数值计算方法探索了立管耦合前后的振型、尾流模型、流体力以及泄涡频率的特征。发现了立管涡激振动的涡泄频率不再满足Strouhal数的规律和多频"锁定"现象导致立管出现多种高阶模态振动共存的特征,该研究为立管的设计制造提供了重要的指导意义。     

基于柔度曲率矩阵的曲面板结构损伤识别方法

为了对船体中曲面板结构的损伤部位准确地进行损伤识别分析,提出了一种基于柔度曲率矩阵的曲面板结构损伤识别方法并进行了仿真分析.按照Kirchhoff薄板假定对板结构进行单元划分,以结构的响应重建柔度矩阵,并通过类曲率半径方法对柔度值的变化进行放大进而得到柔度曲率矩阵.算例分析表明,该方法损伤定位准确并且具有较高的灵敏度,避免了使用原未损结构的模态参数,所需损伤结构的模态少甚至只需一阶模态信息就可有效地进行损伤识别分析.     

高速公路合理收费标准确定方法研究

随着投入运营的时间增加,高速公路运营管理中的矛盾日益突出,如何确定科学合理的道路收费率,成为道路经营者普遍关注的问题。在收费标准基本模型的基础上提出了收费标准方案评估模型,利用判断矩阵选择最佳方案,并制定了相应的收费标准的动态调整方法。     

多方式多类型交通分配模型(MMA)在收费型公路网中的应用研究

在对收费型公路运营模式进行研究的基础上,利用交通规划软件建立了基于广义费用的交通流量分配模型即多方式多类型交通分配模型,通过对模型参数的科学标定和网络的合理设置,得到各类车型在特定网络上的流量分配、路段饱和率以及通行费用,并对此模型的应用效果进行分析,最终为区域高速公路网规划、路段交通量预测提供依据。     

基于Q学习算法的摘挂列车调车作业计划优化

针对摘挂列车编组调车作业计划编制问题,基于强化学习技术和Q学习算法,提出1种调车作业计划优化方法。在表格调车法的基础上,将调车作业计划分为下落和重组2个部分。通过动作、状态和奖励3要素构建调车作业问题的强化学习模型,以调车机车为智能体,以车组下落的股道编号为动作,以待编车列的下落情况为状态,形成车组挂车、摘车具体条件和车辆重组流程,并依据车组下落的连接状态和车辆重组后产生的总调车程设计奖励函数。改进Q学习算法求解模型,以最小化调车程为目标,建立待编车列与最优调车作业计划之间的映射关系,智能体学习充分后即可求解得到最优的调车作业计划。通过3组算例对比验证本方法效果,结果表明:相较于统筹对口法和排序二叉树法,本方法使用的股道数量更少、调车作业计划更优;相较于分支定界法,本方法可在更短时间内求解质量近似的调车作业计划。因而,本方法有助于提高车站调车作业计划编制的智能化决策水平。     

基于正面碰撞的Q3假人伤害防护研究

《C-NCAP管理规则（2021年版）》已于2022年正式实施,规程中新增了针对正面碰撞中后排Q3儿童乘员保护的伤害评价指标,对车辆的正面碰撞保护性能提出了更高的要求。本文针对Q3儿童保护法规进行了对比分析,通过使用不同形式的儿童座椅进行测试,对比分析试验数据,验证不同形式儿童座椅对儿童伤害的影响,对正面碰撞试验中的儿童保护具有借鉴意义。对比试验可以得到以下结论：第一,假人头、颈部伤害主要是头部惯性前甩造成的,相较于正向儿童座椅,后向儿童座椅可以更好地约束儿童头部,降低头、颈部伤害;第二,相较于ISOFIX式后向儿童座椅与车辆间的刚性连接,安全带通用式后向儿童座椅因为安全带的预紧作用,可以有效分散碰撞过程中的能量传递,减小儿童座椅旋转角度,降低整体伤害;第三,在儿童座椅靠背内增加弹性材料作为吸能模块,可以分散缓冲传递至假人胸部的能量,降低胸部伤害。     

基于欧拉—伯努利刚度矩阵的 减摇鳍轴升力检测分析

常规减摇鳍多采用鳍角反馈控制方式,实际减摇效果很难达到理论设计水平。主要是由于产生控制力矩的升力是估算值,与实际值有较大偏差。文中分析了偏差产生原因并以此为据,避开多种干扰因素和繁琐的理论推导;设计了内含轴芯的空心轴,运用欧拉—伯努利梁刚度矩阵进行理论分析;将难以测量的升力转化成易于检测的位移量,建立两者的量化关系,并探讨了三种主要影响因素;设计可拆卸的端盖和两种传感器安装方式,便于维修检测。以实际装船的某型减摇鳍设计参数为依据,通过计算和仿真对比验证了设计的有效性和准确性。