我校基础力学在教与学方面的过程改革举措——虚拟仿真实验建设

本校建设的虚拟仿真实验以地外天体探测为背景,四足机器人总体设计为目标,通过机身负载、支撑腿的几何设计及运动规划来实现机器人期望的运动,考察在随机坡度与低重力环境下的行走稳定特性。实验采用“虚实结合”的手段引导学生自主探索力学基础知识在机器人运动特性设计上的运用,帮助学生理解低重力环境对结构力学特性的影响。实验具有设计自由、交互性与扩展性强的特点,能培养学生综合运用基础理论知识解决复杂工程问题的能力。

虚拟式噪声分析仪的数字计权与开发

传统的噪声倍频程分析仪由硬件滤波网络和计权网络构成。为了利用软件实现噪声倍频程分析 ,提出了一种基于FFT的数字计权方法。利用这一方法 ,可以实现虚拟噪声分析仪的数字计权和数字式系统误差修正。由于采用了数字计权和数字式系统误差修正技术 ,仪器的精度和稳定性得到很大的提高。作为一个应用 ,结合系统误差数字修正技术和数字计权技术 ,开发出了高精度、低成本虚拟实时噪声倍频程分析仪。

基于FFT的虚拟实时噪声倍频程分析仪

提出一种以快速傅里叶变换为基础的实时噪声倍频程分析仪构成方法。充分利用软件和硬件相结合的特点 ,实现了对噪声总声压级、各种计权声压级及相应倍频程的实时测量和分析。结合虚拟仪器技术 。

虚拟式噪声分析仪中的数字计权和系统误差修正

提出了一种基于FFT技术的数字计权和系统误差修正新方法。利用这一方法,可以以软件方式完成噪声倍频程分析的数字计权处理,并且能够实现系统误差修正。它充分发挥利用了虚拟仪器技术的特点,利用软件代替硬件的功能,实现了对噪声总声压级、各种计权声压级及相应倍频程的实时测量和分析。由于采用数字计权和系统修正技术,大大提高仪器的精度和稳定性。利用这一技术,成功地开发出了高精度低成本虚拟式实时噪声倍频程分析仪。

面向图元对象的虚拟试验模态分析系统

提出一种面向图元对象的结构输入输出方法 ,建立了基于OpenGL图形工业标准的试验模态分析输入输出模型 ,采用MFC与OpenGL技术实现了以结点、梁图元、三角形图元、四边形图元等为基础的三维图形的输入、显示和动态输出 ,图元在几何、存储结构等方面与有限元分析中的单元保持了高度一致 ,使得试验模态分析和计算模态分析有了较好的兼容性 ,并在模型基础上完成了结构输入、数据采集分析、模态振型输出等模块 ,开发出了一种虚拟试验模态分析系统。

基于重叠划分的自由网格四边形单元计算方法

提出了一种基于重叠划分的自由网格四边形单元计算方法。这一方法将四边形单元引入到自由网格计算方法中,不仅提高了计算的精度,同时还保留了自由网格计算方法的特点。方法首先对分析域内自动生成的每一个节点建立一套临时三角形单元,利用这些临时三角形单元组合生成四边形单元,以节点为单位进行计算。由于各矩阵的计算与组集均以节点为中心进行处理,因而特别适合于并行计算环境。在详细介绍自由网格四边形单元计算方法的基础上,利用数值算例证实了这一方法改善计算精度方面的有效性。

工程工作站在卡车耐撞性分析中的应用

简要论述了汽车耐撞性解析的基本方程及计算方法。以一轻型卡车为例，结合计算方法讨论了工程工作站（ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＷｏｒｋＳｔａｔｉｏｎ）在卡车耐撞性解析中应用的几个问题。介绍了一种适合于工程工作站的接触面设定方法。最后给出了一个数值模拟结果。

空压机性能检测试验台系统的改造与优化

以重庆轻轨二号线大堰车辆段检修站的空压机性能检测试验台改造项目为背景,对所选轻轨列车空压机进行了系统地分析和研究,提出了以PLC为核心的测控方案,选择了充罐法作为空压机排气量测试方案,并编写了基于PLC的相应模块的控制程序。在磨合试验的调速方案上,采用基于PLC弱电开关量输出来控制变频器,并利用智能数显仪表,实现了基于RS-485与PLC之间的数据通讯。

远程协同设计网络环境下的有限元后处理

基于Web技术 ,利用JPEG压缩解压缩技术处理有限元分析计算的结果图像 ,在不影响图像质量的基础上大大缩减图像的数据量。这种可视化网络后处理技术使得有限元数值计算的结果可以及时高效地反馈给设计人员 ,实现远程、异种软硬件平台的设计人员对计算结果图像的共享 ,扩展了计算机辅助设计 (CAD)、计算机辅助工程 (CAE)的功能。实例表明 ,利用JPEG技术压缩有限元计算结果图像 ,在保证实用分辨精度的情况下可以得到很高的压缩比 。

基于平移不变的小波去噪方法及应用

基于传统的小波变换去噪算法可能使信号的急剧变化部分产生人为的振荡现象 ,产生这种现象的一个直接原因是小波缺乏平移不变性。提出了基于平移不变的小波去噪方法 ,对所分析的信号进行循环平移 ,再利用软或硬门限对该信号的小波系数进行压缩 ,重构信号 ,再进行相反的循环平移 ,通过多次的平移—消噪—平移 ,平均所获得的结果 ,从而消除小波基的平移依赖性。该方法能有效地消除人为的振荡现象 ,使消噪后的信号更加光滑 ,更好地逼近真实信号。

多点激励模态参数识别方法研究进展

在回顾多点激励模态参数识别方法理论和应用的最新进展基础上,重点针对基于响应数据的多点激励参数识别法在模态参数识别中的应用进行了分析和总结。按对激励信号模型假设不同:基于白噪声的平稳随机激励假设和非平稳随机激励假设下多点激励模态参数识别技术分别进行深入的讨论。最后,对多点激励参数识别方法的发展前景进行了探讨和展望。

基于虚拟仪器的电子万能材料试验机测控系统的程序开发

在VC++编程环境下,基于下位机(单片机)与上位机(PC机)的串口通讯,利用面向对象的编程方法,结合最新的国标GB T228 2002试验标准,对WDW3050型电子万能材料试验机进行测试和控制的虚拟仪器软件的研究开发,从而实现对各种材料试件试验的实时监控、数据采集、试验曲线动态显示、试验数据的综合分析等功能。

工程信号小波变换分析仪系统的研究

详细介绍小波变换信号分析仪的硬软件设计与研制。通过若干应用实例说明小波变换信号分析仪对于识别和处理脉冲信号、奇异信号和非平稳信号具有独特的功能，是目前最先进的信号分析仪系统。

信号处理中的小波分析

介绍了母小波和完全小波系的概念，详述了它们的数字特征。给出了连续小波变换、离散小波变换和二进离散小波变换的定义并参考Ｒ２空问的矢量表达式导出了它们的逆变换。

实施一维Mallat算法的几个问题

详细地研究了ｍ阶尺度函数，特别是Ｄ（Ｎ）ｍ，ｎ（ｔ）和信号的采样，零阶保持逼近。导出了信号初始近谱的计算方法。

四象限分区法用于前交叉韧带多纤维束动态受力分析

目的介绍四象限分区法在测量国人前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)多纤维束动态受力分析中的应用;并探讨了膝关节活动中ACL多纤维束动态力学特性。方法采集8侧正常国人膝关节标本,评估标本完整性后向ACL胫骨止点中心做斜行骨隧道,游离ACL胫骨侧止点,以四象限法平均分为4个区:1区,后内区;2区,后外区;3区,前外区;4区,前内区。将4个区的附着纤维束分别连接至自制"膝关节交叉韧带测力计"传感器上,连接系统后分别在膝关节屈曲90o位和伸直0o位将ACL各纤维束张力调零后测量膝关节4自由度(屈伸、内外翻、内外旋、前抽屉试验)内各纤维束的动态受力变化。结果2区和3区纤维束在由屈至伸的过程中所受张力逐渐增大,2区纤维束最大为22.52N±8.60N(30o),3区纤维束最大为13.98N±3.47N(0o);3区和4区纤维束在由伸至屈的过程中张力逐渐增大,4区纤维束最大为14.68N±5.29N(90o),3区纤维束最大为9.84N±5.06N(60o)。所有纤维束在外翻、内外旋、前抽屉试验中张力增加。内翻试验中所有纤维束张力增加不明显,1区纤维束在3个膝关节自由度内张力变化不明显。结论膝关节伸直过程中受力承担最大作用的纤维束主要分布在ACL胫骨止点后外分区内,屈曲位的主要承力纤维分布于前内分区,前外分区则有以上两种纤维束的附着,可能为ACL纤维束中动态受力连续变化的中转部分所在位置。四象限分区法测量ACL多纤维束动态受力有助于利用标准分区方法了解ACL多纤维束动态受力连续变化趋势,为进一步深入探讨ACL多纤维束连续动态受力提供了参考依据。

混合数值-实验方法识别人工晶体本构模型参数

利用混合数值-实验材料参数识别方法成功识别出人工晶体本构模型参数,并利用识别后的参数对人工晶体植入囊袋的过程和运行状态进行了数值模拟.参数识别结果显示,在一定的变形范围内Mooney-Rivlin模型可以描述人工晶体的力学特性并能得到很好的识别精度.这一方法能够在很大程度上解决生物医学领域材料力学性能参数难以获取的问题,为有限元数值模拟技术在生物医学领域的进一步广泛应用打下了基础.

开放式柔性材料力学实验平台的建设与实践

提出建设以机器编号为标识,以计算机网络通信技术为支撑的柔性力学实验平台,在这个平台上,学生自主进行实验,而教师在后台监控学生实验,既提高了学生实验的积极性,也减轻了教师的工作量,使实验设备得到很好的保护和利用.

ACL对膝关节胫骨内、外旋转稳定性控制作用的初步研究

目的:研究正常人前交叉韧带(Anterior Cruciate Ligament,ACL)对膝关节内、外旋转稳定性的控制作用;探讨膝关节ACL多纤维束动态力学特性。方法:采集5例新鲜正常成年男性左侧膝关节标本,评估标本完整性后,向ACL胫骨止点中心做斜行骨隧道,游离ACL胫骨侧止点,以象限法平均分为4区:1.后内区、2.后外区、3.前外区、4.前内区;将4区的附着纤维束分别连接至自制"膝关节交叉韧带测力计"传感器上,并固定于自主发明的通用生物关节自由度动态应力加载系统。对股内侧、股中间肌股直肌联合肌腱、股外侧肌群分别施以1.25N:1.5N:1N的负荷。分别在膝关节屈曲0°、30°、60°、90°位将ACL各纤维束张紧并系统平衡后,利用扭距传感器测量胫骨做内、外旋转时ACL的受力情况。结果:膝关节屈伸过程中,1区纤维束对膝关节内、外旋转稳定性的控制作用较小。2区纤维胫骨外旋时受力最大,并在屈膝30°时达最大(16.97±1.45N)。3区纤维束时对胫骨内、外旋控制作用相当,并在屈膝60°时最大,分别为10.67+1.34N和16.45+1.34N。4区纤维束对胫骨内旋稳定的控制明显大于胫骨外旋,在屈膝90°时作用最大,为11.67+2.25N。结论:膝关节在屈膝不同角度内、外旋转时,每一纤维束的受力是不同的且不断变化的。膝关节屈伸过程中ACL控制胫骨内、外旋转稳定性的最重要作用纤维束集中在胫骨止点的前内侧和后外侧。ACL后外侧纤维束(2区)对膝关节外旋稳定性控制作用最为重要,且以屈膝30°时控制作用最强。前内侧纤维束(4区)对膝关节内旋稳定性的控制最为重要,并且以屈膝90°控制作用最强。前外侧纤维束(3区)对膝关节的内旋和外旋相当,并且在屈膝60°对膝关节内、外旋转稳定性控制最强。

L^2（R）的多尺度逼近与小波正交分解

介绍了多尺度逼近理论。选Ｈａａｒ函数作尺度母函数。解释了Ｌ２（Ｒ）函数空间多尺度逼近与小波正交分解的概念和建造方法。