基于子模型的主轴承螺纹疲劳强度分析方法

针对气缸体主轴承螺纹疲劳强度分析与开裂失效问题,基于气缸体主轴承壁疲劳试验构建了虚拟仿真模型,计算获得主轴承壁的应力分布。在此基础上,结合气缸体主轴承壁疲劳试验结果,重新划分网格建立了精细化的主轴承螺纹联接子模型。综合考虑应力梯度、平均应力和表面粗糙度等因素,基于临界平面法和Haigh图建立了主轴承螺纹疲劳强度模型,进行了疲劳强度评估和失效机理分析。结果表明,主轴承螺纹与螺栓联接前几扣的安全系数在螺栓预紧力产生的平均应力影响下逐渐增大,最后一扣位置处安全系数最小为0.8,与试验中开裂位置基本吻合,其开裂原因为模拟气体力主导的应力幅超出材料和结构承载能力。

基于特征匹配度与异类子模型融合的安全性评估方法

机器学习模型的好坏影响预测精度、输入与输出结果的拟合情况。在复杂系统中,使用单一模型评估系统安全性问题时容易受数据量、数据格式、模型结构以及环境干扰等因素影响,使得这个模型在解决某个问题的能力上比较出色,而在解决其他问题时,结果却不尽如人意。针对上述问题,提出一种基于特征匹配度和异类子模型融合的安全性评估方法。首先,按照采样数据的输出值划分不同规模的数据集并构建子模型;其次,通过计算每个新数据对于这些子模型的匹配度,进而得到每个子模型的权重;最后,根据权重大小融合所有子模型的子输出得到最终的多模型融合结果。所提方法对山东省济宁市霄云煤矿采掘数据集进行研究,实验结果表明,该方法与多样本单模型、少样本单模型和传统多模型方法相比,在以330/70的比例来构建子模型的情况下均方根误差(RMSE)分别降低了15.13%、51.67%和12.46%,该方法充分集成各子模型所能提供的有效信息,减少和分散单一模型的预测误差,以提高模型的预测精度和泛化能力。

基于子模型分解的船舶舱段结构代理模型协同优化方法

[目的]为解决船舶舱段结构优化设计参数众多、计算耗时的难题,提出一种基于子模型分解的舱段结构代理模型协同优化方法。[方法]每次选择一个板架,根据当前舱段方案的有限元模型建立板架结构子模型,基于子模型构建板架结构响应的代理模型并进行优化,得到板架优化解后更新舱段模型,再进行下一个板架的优化,如此迭代,直到完成一轮或多轮包含所有板架的协同优化后停止。最后对舱段结构尺寸进行小范围调整,得到最终优化解。[结果]某船舶舱段结构优化结果显示,与从整体优化角度出发的基于降维代理模型的舱段结构优化方法相比,在相当计算成本下,所提方法的优化结果重量进一步减小了2.86%,最终实现结构减重4.96%。[结论]所提方法的优化效果较好,在高维船体结构优化问题上具有较好的应用价值。

基于子模型技术的LISA中肘杆机构拓扑优化

激光干涉空间天线LISA(laser interferometer space antenna)作为空间引力波探测任务装备,其结构的轻量化设计是重要问题之一。基于子模型分析技术,采用固体各向同性材料惩罚(SIMP)模型插值变密度法,对LISA中肘杆机构的上下肘杆进行了拓扑优化设计;将肘杆的应力作为约束条件,并以肘杆结构的柔度最小化和质量最小化为优化目标,构建肘杆拓扑优化的数学模型,得到了肘杆构件的最优拓扑结构。优化后的上下肘杆质量分别降低了41.89%和32.31%,且优化后的肘杆机构应力和位移均满足设计要求,为进一步设计和实验研究提供参考。

基于子模型的镁合金车体刚度联合优化

以提升镁合金车体底架边梁刚度为目标,提取车体底架边梁边界,建立边梁子模型,对结构进行拓扑优化,获得边梁型材分布;在此基础上采用HyperStudy软件,进行试验设计,建立关于应变能、质量的边梁尺寸形状协同优化代理模型,开展边梁结构型腔多目标优化,同时对最优构型进行刚度分析验证。结果表明:相比原结构,车体边梁最大下挠减小18.47%,刚度明显改善,通过结构优化可有效补偿镁合金车体刚度下降。

基于子模型法的地震作用下混凝土重力坝宏细观损伤破坏研究

大型水工混凝土结构易在结构突变部位出现应力集中现象,工程结构的整体失效破坏起源于局部区域的损伤积累和裂缝失稳扩展。为明确混凝土重力坝在地震荷载作用下的力学特性,采用子模型法构建了基于实际工程的重力坝坝踵高应力区的精细化模型。基于坝踵代表体的细观结构模型,研究了地震作用下重力坝局部受力变形特征以及损伤演变过程。研究结果表明:与宏观模型计算结果相比,细观子模型计算结果能够更真实地反映应力场,位移场,裂纹分布以及损伤演变过程。此外,研究发现细观结构内部的损伤发生时间早于宏观结构,表明宏观裂缝源于内部,混凝土结构破坏并非瞬间完成,而是由于其内部微细裂纹的演化形成更大的宏观裂缝导致。研究结果为重力坝宏观和细观尺度的损伤分布形式提供参考和借鉴。

基于子模型的某A型铝合金地铁车体轻量化

为提升车体轻量化的效率和准确性,该文将子模型技术和响应面代理模型融合,以某A型铝合金地铁头车车体为研究对象,根据EN-12663标准对整车有限元模型进行静强度分析,确定应力危险部位。首先通过位移插值技术构建车体子模型,并对子模型进行精度检验;然后运用APDL语言建立参数化的子模型,结合中心复合设计建立车体厚度参数与质量的响应面代理模型,并利用MOGA算法对代理模型求解。结果表明:优化后,车体结构在满足强度要求的基础上质量降低21 kg。

基于汽车架构子模型的快速仿真方法

为满足汽车被动安全仿真快速优化迭代的要求,在汽车架构平台研发时采用大模型截取子模型的方法减少计算量、加快计算速度,弥补显式求解效率低的问题。子模型优化方法可有效提高碰撞仿真优化的效率、大大缩短开发周期、提高优化设计水平。

基于MVD的建筑工程BIM子模型数据研究

BIM技术已广泛应用于我国建筑工程各阶段。建筑工程各阶段、各场景需要的数据各不相同,需按照数据需求定义目标BIM数据。BIM软件生成IFC模型时可配置不同的MVD模板,进而输出BIM子模型。为研究不同MVD的数据配置特点,文章以建筑工程为例,设计了基于MVD输出BIM子模型的分析实验,从项目整体层面和专业构件层面分别按照关键指标分析各IFC模型数据的差异和特点,以期为建筑工程相关人员选择相匹配的MVD提供参考,保障BIM子模型的有效性,满足业务场景应用需求。

直流换流站阀厅内部场域电位和电场强度子模型法数值求解

阀厅内部电场强度控制是超/特高压直流输电线路建设中相对重要的环节,阀厅内部设备结构复杂,交直流混合,增大了设备表面场强的计算难度。为达到阀厅内部场强全模型求解精度,对建模过程、计算机求解能力均提出更高的要求,且数值模拟不易简化模型,必须全模型建模。利用CAD三维建模软件实现阀厅内部的精细建模,并利用16核高性能工作站平台实现阀厅内部场域的电位和电场强度计算,为提高求解精度,提出逐步子模型求解法,建模时对关注区域进行分块建模,组合后便于对局部关注区域进行子模型细化求解。计算结果表明,在当前设计方案及电位加载方式下,阀厅内部金具表面最大场强符合特高压直流阀厅内部电场强度控制要求,并验证了子模型计算的正确性和可性能。

子模型法在大跨径斜拉桥桥面结构分析中的应用

在对大跨径混凝土桥梁整体结构有限元分析的基础上 ,应用子模型法对大跨径混凝土斜拉桥梁桥面板局部进行了有限元结构受力分析 ,分析轴向不同位置桥面板结构的变形特点及应变状态 ,并与所建立的普通路面模型基层弯沉进行对比分析 ,从桥面板弯沉及应变角度分析大跨径混凝土箱梁桥面铺装对沥青混凝土的性能要求 ,并总结了大跨径桥梁桥面铺装的力学分析方法 ,为大跨径混凝土桥梁沥青桥面铺装的设计提供参考依据。

基于多边界切割插值的改进子模型分析方法

应用传统子模型技术进行结构的有限元分析,可以提高计算精度,得到局部的精确解,但仅适用于切割边界为体单元和壳单元的模型,当有其他类型单元通过切割边界时将产生很大的误差。本文对传统子模型技术及存在的问题进行了系统分析,提出了多边界插值方法和改进多边界插值方法,并应用于深水张力腿平台的整体模型和子模型分析,探讨了传统边界插值方法、多边界插值方法和改进多边界插值方法的计算精度。计算结果表明,相比传统边界插值方法,多边界插值方法具有更高的计算精度,随着内外切割边界距离的增大,误差逐渐减小并趋于稳定;改进多边界插值方法能进一步提高内外切割边界距离较小时的计算精度,可以满足梁单元通过切割边界的情况,拓宽了子模型技术的应用范围。

基于子模型法的大跨斜拉桥扁平钢箱梁应力分析

为了掌握扁平流线型钢箱梁应力水平及其分布,本文以润扬斜拉桥为工程背景,建立了整体有限元模型和局部有限元子模型。在对整体有限元模型进行分析的基础上,应用子模型法对润扬斜拉桥主梁各关键截面进行了有限元受力分析,运用试验结果验证了有限元结果的可靠性。在此基础上研究了主梁各关键截面的应力水平及其分布特点,并进一步总结了试验荷载下润扬斜拉桥扁平钢箱梁的受力特点。结果表明了子模型法应用于扁平钢箱梁局部应力分析的有效性和可靠性,其结果可为润扬斜拉桥扁平钢箱梁的安全监测提供科学依据。

预应力混凝土斜拉桥主梁局部应力子模型分析及试验

为掌握预应力混凝土斜拉桥主梁在运营荷载作用下的受力情况,根据其构造特点,将结构划分为2个结构体系,分别建立整体结构尺度模型和局部构件尺度模型,并采用子模型法进行跨尺度模型的衔接.以五河口斜拉桥的预应力混凝土主梁为例,进行了车轮荷载作用下的主梁局部应力分析,与该桥成桥静载试验的测试结果对比表明,计算结果与试验结果吻合良好,说明该计算分析方法实用、可行,从而为进行预应力混凝土斜拉桥在运营荷载作用下的受力特性分析提供了一种便捷、可行的途径.

基于决策树的汉语三音子模型

基于决策树理论的上下文相关声学模型在英语语音识别中已经得到了比较深入的研究和应用，但在汉语语音识别中的应用则研究的比较少。本文基于决策树理论建立了汉语语境相关模型-三音于模型，讨论了决策构建模所要解决的几个重要问题：（1）基本建模单元集的选择，（2）音子类别集的设计，（3）评估函数的选择，（4）停止准则的选择，（5）决策树的建立和三音子模型的生成，本文着重分析了两种不同建模单元的性能：对音子类别集的设计提出了一些一般性的准则，并对我们设计的类别集进行了统计分析；分析了三音子模型在语音库的覆盖程度。实验结果表明，基于决策树的三音子声学模型建立的识别系统与双音子声学模型系统比较，误识率下降了24．7％。

基于子模型法的初始地应力场精细模拟研究

基于子模型方法的思想,给出了一种有效推求初始地应力场的方法。首先建立大范围的整体模型,主要考虑工程附近主要地形、地势的影响,采用神经网络方法初步反演地应力场。然后考虑局部范围内的主要地质构造,建立小范围精细子模型,通过插值获得位移边界条件,进行有限元迭代计算,得到该区域更准确的初始地应力场。最后将该方法应用于溪洛渡左岸坝区初始地应力场反演分析中,结果表明:该方法化整为零,降低了问题的复杂性,能高效获取更为准确的初始地应力场,为工程设计与施工奠定了良好基础。

高面板堆石坝应力变形分析的三维子模型法研究

面板堆石坝的变形分析是复杂的三维“非连续变形”问题。针对这一问题,对MSC.Marc有限元程序进行了二次开发,发展了三维子模型法,模拟了面板3个方向的边界、复杂的材料分区与施工过程,对目前世界最高的水布垭面板堆石坝进行了数值仿真,有效地解决了目前存在的数值分析精度偏低的问题。

基于子模型法的330 kV线路绝缘子串电压分布计算

采用子模型法计算了330 kV输电线路绝缘子串的电压分布,计算中考虑了铁塔的具体结构及三相电压之间的相互影响;通过与现场实测数据的比较,证实了该算法的有效性,该算法所得结果可用于研究330kV线路工频电压下绝缘子串闪络原因和闪络机理,以及用于制定符合线路安全运行的防治措施.

子模型技术在大型球罐支撑区应力分析及结构优化中的应用

利用壳到体子模型法对大型球罐U形柱支撑区进行应力分析,保证该区域的计算精度。通过在U形柱内设置加强筋板,改变U形柱的刚度,讨论U形柱刚度对连接区应力状况的影响,发现U形柱刚度越大,球壳与支柱连接处最大应力强度水平越高,而支柱最大应力强度水平越低。基于分析设计的等强度原则,对加强筋板的尺寸及安装位置进行优化设计,使U形柱具有合理的刚度,以保证球壳在支柱支撑处的最大应力强度水平与支柱的最大应力强度水平相近。

基于动态子模型法的结构动响应预示方法

研究了基于动态子模型法的结构动响应预示方法基本理论,并建立了可应用于复杂切割边界条件下的匹配插值方法.首先以壳-壳及壳-体2种子模型为研究对象,探究动态子模型法在2种模型中的动响应分析精度及计算效率.以复杂卫星模型为研究对象,验证了动态子模型法在复杂结构中的应用性.研究结果表明:在保证局部运算精度的情况下,子模型法可以极大幅提高运算效率;壳-壳子模型法和壳-体子模型法通过1层切割边界节点和3层切割边界节点即可保证较高响应预示精度;在复杂结构中整体模型网格与子模型网格大小相差较大的情况下,子模型法仍能获得较理想的响应预示结果.