薄板损伤检测的高斯曲率模态差方法

采用结构损伤前后振动的曲率模态差来检测薄板结构的损伤,引入微分几何理论中曲面上一点的高斯曲率概念,通过该点上两个主曲率求其高斯曲率,同时用中心差分求解薄板结构损伤前后的曲率模态值,利用其差值确定薄板的损伤位置,进而确定损伤程度。数值仿真的损伤检测算例表明,曲率模态检测方法的损伤识别精度令人满意。

高墩大跨径连续刚构桥抗震性能评估

高墩大跨径连续刚构桥的抗震性能评估既是桥梁抗震研究的热点又是抗震研究的难点。根据其特点提出了一种适合于其弹塑性地震响应的分析方法,利用提出的塑性铰单元和已有的有限元程序,实现了对罕遇地震作用下桥梁结构的地震响应模拟。使地震波峰值逐渐增大直至结构破坏,对西部某高墩大跨径连续刚构桥进行了弹塑性地震响应分析,得到了该种桥型的破坏形式、能够承受的最大地震等级等结论,为抗震设计提供参考。

复合材料环形高压容器缠绕参数设计与分析

针对诸如环形气瓶等圆环状压力容器的缠绕，提出同时满足结构特性和缠绕工艺性的参数设计方法以符合实际工程需要。推导了圆环面纤维不架空和不滑移判据；根据内压作用下纤维螺旋加环向缠绕环壳的平衡方程，考虑截面厚度变化和缠绕初始条件，给出了均衡缠绕参数及线型的确定方法，讨论了在不同管径比和厚度比下该线型路径的稳定性；以螺旋向铺层的初始缠绕角和厚度为变量，对结构进行重量最小化设计。作为算例，对纤隹缠绕环形高压气瓶在爆破压强为40—80MPa的范围内进行优化设计。结果表明，优化设计的均衡缠绕线型模式睛确可靠，满足纤维缠绕的基本要求，能充分发挥缠绕结构的力学性能。本文的设计计算方法可直接用于复合材辞环形气瓶的初步设计。

电磁轴承中电磁场的有限元分析

在分析以往电磁轴承结构设计及计算方法的基础上 ,论述了电磁轴承电磁场的有限元分析方法 ,建立了电磁轴承的有限元模型 ,编制了电磁轴承电磁场有限元分析软件 ,实现了可视化 。

磁浮轴承-转子系统非线性动态特性分析

考虑非线性电磁力对刚性Jeffcott转子系统的影响 ,采用Hopf分岔理论及CPNF法对系统平衡点解和周期解进行研究 ,数值仿真得到系统Jacobi矩阵特征值、轴心轨迹图和Poincare映射图。转子运动呈现Hopf分岔、倍周期分岔及拟周期运动等复杂的非线性动力学特征 ,其结果可为磁浮轴承

控制器参数对磁浮轴承系统控制特性的影响研究

在刚性非线性单自由度磁浮轴承转子系统动力学模型的基础上,考虑到PID控制策略的简便、易实现、实用、技术成熟等优点,采用M atlab对一实际磁浮轴承转子系统实现了PID控制仿真,得到了系统在某些参数域中的动态性能曲线。结果表明:控制器的参数对磁浮轴承转子系统控制性能有重要的影响,为更好实现磁浮轴承转子系统的稳定控制提供理论参考。

周期变异概率的免疫克隆算法

在传统免疫克隆算法的基础上提出了一种新的基于周期变异概率的免疫克隆算法,该算法进一步提高了收敛速度,有效地克服了早熟现象,很好地解决了类似高维函数优化等复杂问题.通过对比计算实验表明:种群的初始分布对该算法的性能影响很小,且对待寻优空间的全局搜索能力和局部搜索能力以及算法的稳定性与计算速率都要强于简单免疫克隆算法和自适应遗传算法等优化算法.

磁浮轴承转子系统的稳定性研究

针对非线性磁浮轴承转子系统的具体特点,用数值积分和庞加莱映射方法对刚性磁浮轴承转子系统进行稳定性研究,得到了系统在某些参数域中的时域波形、频谱图、相图、轴心轨迹以及庞加莱映射图,并给出了系统产生混沌运动诱发失稳的参数域。为更好控制磁浮轴承转子系统运行状态提供理论参考。

高速电磁主轴回转精度的分析

运用复数型频率分析的数学工具，建立了磁悬浮主轴系统回转运动数学模型，推导了主轴回转误差运动轨迹方程，定义了回转精度，给出了电磁主轴系统回转精度的测试方法，定量分析了影响主轴回转精度的主要因素。

磁浮轴承转子系统的响应特性研究

针对非线性磁浮轴承转子系统的特点,建立了刚性磁浮轴承转子系统的非线性动力学方程。运用多尺度法研究了系统主参激共振的一次、二次近似稳态响应。结果表明,二次非线性项对系统稳定性有重要影响。为更好控制磁浮轴承转子系统运行状态提供了理论参考。

周期变异免疫克隆算法在压电悬臂梁振动控制中的应用研究

文章首先建立了悬臂梁的振动数学模型和控制传递函数模型,在此基础上设计了基于周期性变异概率免疫克隆优化的控制算法。该算法避免了精确计算系统参数的繁琐工作,改进了悬臂梁主动振动抑振的控制律设计方法,实现了悬臂梁主动抑振的自学习控制,并构建了压电智能悬臂梁的实验系统。通过对比实验表明:文中所提出的算法收敛速度高、控制效果好,并且能够通过学习自动调整控制参数,使用方便。

轴承-转子系统动态特性研究的数值方法

采用集总质量法、梁单元法和有限元法3种数值方法研究轴承-转子系统动态特性。数值结果表明,有限元法能够高精度地分析系统固有频率和模态振型,为轴承-转子系统提供了设计依据并为油膜力、电磁力支承的轴承-转子系统奠定了理论分析基础。

补偿高速磁浮转子不平衡量的新方法

针对五自由度磁浮转子在高速运转时，因质量偏心而产生的干扰制约回转精度这一主要问题，基于两平面动平衡原理，利用电磁力进行更高精度的自动平衡，分析了因位移传感器偏置而产生的前后轴承耦合影响，并给出了解耦办法。仿真结果表明，该方法可提高转子的回转精度和稳定性。

阻尼衰减对磁浮主轴系统的影响

应用最优控制理论，对磁浮主轴系统的稳态不平衡响应实施最优控制；建立了系统的有限元模型；采用阻尼衰减控制，使得轴子在外界激扰下的振幅在很短时间内迅速衰减；提高了转子的抗失稳、抗干扰能力，使转子的整体响应水平明显改善．经过仿真计算表明．其控制效果达到要求．

车-桥系统耦合振动响应的简便计算

依据振动理论推导出了二自由度模型车辆与桥梁系统竖向耦合振动微分方程 ,采用模态分析的离散化方法 ,将复杂的偏微分方程问题转化为变系数常微分方程问题 ,并将微分方程数值积分的Runge Kutta方法引入到该时变系统的振动响应计算中 ,使复杂的耦合响应问题得到简便的解决。通过算例验证了该方法的有效性和简便性。该方法只需要直接数值积分 ,具有公式简单 ,编程方便 ,计算速度快等优点 ,特别适合于工程实际问题的计算 ,并且不仅适用于匀速运动车辆 ,也适用于变速运动车辆。

波浪力作用下海洋钻井隔水管随机振动研究

随着海洋钻井向深水海域发展 ,隔水管的受力状态更加复杂。特别是在随机载荷波浪力的作用下 ,隔水管会发生十分复杂的随机振动 ,从而偏离原来的铅垂位置 ,严重时可使钻具受到破坏 ,引起钻井中断。应用随机振动的理论和方法 ,分析了波浪力的随机过程和随机模型 ,指出波浪力是一个均值为零的平稳随机过程 ,隔水管的横向随机位移也是一个均值为零的平稳随机过程。采用模态分析的离散化方法导出了隔水管横向随机振动位移相关函数和均方位移的计算公式 ,编制了计算程序 ,分析了风速对隔水管横向随机振动均方位移的影响。算例表明 :当风速小于 10m/s时 ,均方根值很小 ,可以不予考虑 ;当风速大于 2 0m/s时 ,均方根值与风速成近似的线性关系。本文结果可为隔水管的随机响应计算和工程设计提供一定的理论参考作用。

应用型本科人才培养方案的制订与实施

人才培养方案是高等学校组织教学、规范教学环节、实现人才培养目标的纲领性文件。本着立足陕西、面向全国、依托行业、服务区域经济发展的原则,确定应用型本科专业发展的思路与途径,本文以西安理工大学机械工程专业人才培养方案为例,进行应用型本科人才培养方案的研究与实践。

径向电磁轴承优化设计

提出了径向电磁轴承系统参数 (包括轴承几何尺寸参数及电参数 )的优化设计 ,推导了系统电磁力、线圈电感及轴承发热与系统参数的关系。建立了在一定机械约束及轴承发热限制下 ,以电磁力最大及线圈电感最小为目标的优化设计数学模型。

纤维缠绕复合材料圆环壳线型设计与优化

由微分几何理论,导出了纤维缠绕圆环壳曲面的滑移和架空判据。基于薄膜理论和网格理论,结合圆环壳几何特征,得到了内压作用下纤维螺旋加环向缠绕圆环壳的平衡方程组,给出了均衡缠绕线型的确定方法。以稳定缠绕条件和壳体强度要求为约束,缠绕层最小质量为优化目标,利用收敛效率较高的序列二次规划算法(SQP)求得了不同爆破压强下的各项最优均衡缠绕参数。文中的设计方法真实反映了环壳结构特征和实际工程设计要求,算例表明可直接应用于纤维缠绕环壳的初步设计。

带温度补偿的大型机架形状测量和变形预测

建立了大型机架温度场的模型。对缩小床身结构用差分法求出温度分布与试验测定值比较，得到比较一致的结果。在结构温度分布数值基础上用ＳＡＰ－５软件计算出热变形量，从而初步获得一种补偿测量和形变预测的方法。