AN APPROACH TO THE ELASTIC-PLASTIC ANALYSIS OF THE PLANE STRAIN MODE-I CRACK

This paper presents an approach to the solution of the approximate elastic-plastic analysis for the plane strain mode-1 crack.

Force-Based Quadrilateral Plate Bending Element for Plate Using Large Increment Method

A force-based quadrilateral plate element( 4NQP13) for the analysis of the plate bending problems using large increment method( LIM) was proposed. The LIM, a force-based finite element method( FEM),has been successfully developed for the analysis of truss,beam,frame,and 2D continua problems. In these analyses,LIMcan provide more precise stress results and less computational time consumption compared with displacement-based FEM. The plate element was based on the Mindlin-Reissner plate theory which took into account the transverse shear effects.Numerical examples were presented to study its performance including accuracy and convergence behavior,and the results were compared with the results have been obtained from the displacementbased quadrilateral plate elements and the analytical solutions. The4NQP13 element can analyze the moderately thick plates and the thin plates using LIMand is free from spurious zero energy modes and free from shear locking for thin plate analysis.

THE EXACT SOLUTIONS OF ELASTIC－PLASTIC CRACK LINE FIELD FOR MODE Ⅱ PLANE STRESS CRACK

The near crack line field analysis method has been used to investigate into the exact elastic-plastic solutions of a mode Ⅱ crack under plane stress condition in anelastic-perfectly plastic solid. The assumptions of the usual small scale yielding theoryhave been completely. dbandoned and the correct .formulations of matching conditionsat the elastic-plastic boundary have been given. By matching the general solution of the plastic stress field (but not the special solution used to be adopted) will the exactelastic stress field (but not the crack tip K-dominant field) at the elastic-plasticboundary. near the crack line, the plastic .stresses, the length of the plastic zone and theunit normal vector of the elaslic-plastic boundary. which sufficiently precise nearthe crack line region, hare been given.

THE EXACT SOLUTIONS OF ELASTIC－PLASTIC CRACK LINE FIELD FOR MODE Ⅱ PLANE STRESS CRACK

The near crack line field analysis method has been used io investigate into theexact elastic-plastic solutions of a mode II crack under plane stress condilion in anelastic-perfectly plastic solid. The assumptions of the usual small scale yielding theory.hare been completely. dbandoned and the correct formulations of matching conditionsat the elaslic-plastic boundary. have been given. By, matching the general solution ofthe plastic slress field (bul not the special solution used to be adopted) with the exactelastic stress field (but not the crack tip K-dominant field) at the elastic-plasticboundary, near the crack line, the plastic stresses. the length of the plastic =one and theunit normal vector of the elastic-plastic boundary.which are sufficiently precise near the crack line region ,have been given.

考虑复杂扰动的轻型商用车路径跟踪混合控制方法

外界扰动、模型不确定性和参数摄动等复杂扰动直接影响智能车辆路径跟踪控制的精度和行驶安全性。商用车的载重特性使其在行驶过程中受到的复杂扰动更为明显,为提升自动驾驶商用车路径跟踪精度和平顺性,提出一种路径跟踪混合控制方法。首先,建立鲁棒性强的基于扩张观测器的滑模控制器和变化平稳的增量式LQR控制器,其中增量式LQR的参数使用粒子群算法整定。然后,使用模糊控制器将两者相结合,根据车速和横向误差调整权重系数,在提升系统鲁棒性的同时削弱抖振。最后,进行了仿真分析和实车试验。试验数据表明,SMC+LQR具备较好的控制效果,能应对外界的复杂扰动。

基于IDA的钢-混凝土混合风电塔筒地震易损性分析

为研究钢-混凝土混合风电塔筒的抗震性能,基于弹塑性纤维梁柱单元理论建立了某钢-混凝土混合风电塔筒二维数值模型,先依据推覆分析结果确定塔筒的5种损伤状态限值,然后分别以截面曲率和考虑高阶振型的复合地震动强度参数IM 1I&2E作为结构需求参数和地震动强度参数,接着选取20条地震动记录进行塔筒的增量动力分析,建立塔筒的地震易损性曲线,并对塔筒的抗震性能进行评估。结果表明:混合塔筒模型的损伤程度与地震动强度参数呈正相关,其抗震性能可满足Ⅶ度(0.15 g)地震作用下的抗震要求,但在Ⅷ度罕遇地震作用下及处于更高烈度区的风电塔筒应当进行专门的抗震设计。

基于终端滑模的F-16固定翼飞行器有限时间编队控制

以F-16固定翼飞行器为研究对象,采用终端滑模控制方法,实现了六自由度固定翼飞行器的有限时间编队控制。首先,根据奇异摄动理论,将固定翼飞行器十二阶微分运动方程按照响应速度快慢分为外环位置编队控制系统和内环姿态跟踪控制系统。外环应用有限时间稳定性理论和非线性滑模控制方法设计了分布式控制器,实现多固定翼飞行器系统的有限时间编队控制。然后,将外环分布式控制器产生的控制信号转换为内环单架固定翼飞行器的姿态跟踪参考信号,内环应用非线性动态逆(nonlinear dynamic inversion,NDI)控制和增量非线性动态逆(incremental nonlinear dynamic inversion,INDI)控制在可能存在执行器故障的情况下实现单架固定翼飞行器姿态的跟踪控制。最后,通过仿真实例验证了该控制方法的有效性。

基于TVFEMD-IMF能量熵增量的桥梁监测数据降噪方法

针对桥梁监测数据受多重噪声干扰、影响结构真实响应获取的问题,提出了一种基于时变滤波经验模态分解(time-varying filtering empirical mode decomposition,简称TVFEMD)和本征模函数(intrinsic mode function,简称IMF)能量熵增量的桥梁监测数据降噪方法。首先,利用TVFEMD分解桥梁原始监测数据,得到多个子序列;其次,采用IMF能量熵增量确定多个子序列中的有效子序列;然后,划分子序列中的结构响应分量和噪声分量,对结构响应分量重组实现监测数据降噪;最后,利用平均绝对误差(mean absolute error,简称MAE)、均方根误差(root mean squared error,简称RMSE)和信噪比(signal-noise ratio,简称SNR)对不同方法的降噪效果进行评价。仿真算例和工程实例结果表明:TVFEMD相比经验模态分解(empirical mode decomposition,简称EMD),有效解决了模态混叠问题;TVFEMD结合IMF能量熵增量方法,有效抑制了多重噪声影响,对结果精度有较大提升;与EMD-IMF能量熵增量和Kalman滤波降噪法相比,TVFEMD-IMF能量熵增量法所得到降噪信号的MAE和RMSE值分别提升了23%和21%以上,降噪效果更好,信噪比提升38%以上,抗噪性能更佳。

机场地面运行效率影响因素仿真分析

为提高机场地面运行效率,采用Arena软件建立机场运行系统离散仿真模型,加入动画仿真模块,结合SAS软件的数据分析与拟合功能设计三组仿真场景,分别验证改变跑道使用方式、改变拖车资源配置方式对地面运行效率产生的影响及未来运输需求快速增长时机场将面临的运行压力。结果表明,在双跑道隔离运行模式下出港平均滑行时间可缩短4 min左右;若采用双跑道混合运行,则出港滑行平均时间缩短约3 min。拖车配置方案调整后,航空器由于拖车资源限制导致等待时长超过5 min事件发生的平均概率减小18.5%。最后,通过仿真实验测试机场当前保障能力可应对的交通增量,结果显示,航班增量达到60%时,航空器的进出港滑行时间明显增长。通过地面交通仿真评估为优化机场资源配置、最大化提升运行效率提出了可供参考的建议。

节点地震勘探技术发展的系统性思考

节点地震数据采集是地震勘探技术的一次重大变革。节点地震仪因具有多项优势特性得到了广泛应用。节点地震勘探技术显著提高了地震勘探对山地等复杂地表条件的适应性和灵活性,降低了野外作业的劳动强度和用工量,提高了地震勘探生产效率,同时,提升了野外作业的HSE性能,但节点地震勘探仍面临一系列挑战。节点地震勘探技术发展不仅是地震勘探仪器的变革,同时,也是地震数据采集模式、数据处理模式和数据应用模式的变革。节点地震仪的未来发展趋势主要是节点地震仪性能的不断提高与优化,节点地震仪的系列化与多样化,多物理场融合观测节点系统,特殊环境节点地震仪以及相关配套装备的发展。节点地震仪使地震勘探数据采集模式从集中式变革为分布式,从而将促进地震勘探野外作业流程和施工管理模式的优化与变革。节点分布式地震数据采集模式的变革,正在向长时间连续观测、主动源与被动源融合采集、密集采集与稀疏采集共存、实时监控与实时回传、节点布设与回收自动化辅助等方向发展。节点地震数据处理模式的变革将向自动化处理流程和智能化分析等方向发展,需要有相应的主动源与被动源地震数据处理、非规则观测系统地震数据处理功能的支持,增量式数据处理功能和处理流程的创新将建立全新的增量式地震数据处理模式,在某些应用场景下这种增量式地震数据处理可以按实时和自动化流程模式开展。节点地震数据应用模式的变革将向应用领域与应用场景多样化、地震数据采集处理解释软硬件系统一体化、被动源环境噪声信息深度应用、主动源与被动源信号融合应用等方向发展。建议加强研究形成节点地震仪器装备、采集技术、处理技术和应用技术的系统化体系,以应用场景为引导实现节点地震勘探技术与新一代信息通信技术的融合发展,形成节点地震仪和节点地震数据应用的开源架构和生态系统。

基于滑模扰动观测器的阀控缸增量式模型预测控制

在强扰动环境下,阀控非对称液压缸采用模型预测控制会存在性能下降和静态误差等问题,并提出了一种新的方法来解决这些问题。该方法基于滑模扰动观测器,用于阀控非对称液压缸的增量式模型预测控制。首先,建立非对称缸的非线性数学模型,并将其反馈线性化,然后,将线性化模型增量化作为预测模型,以减小系统静态误差,接着,根据液压缸力平衡方程设计滑模扰动观测器,并将观测的负载扰动值用于前馈补偿。仿真结果表明,滑模扰动观测器对负载扰动的观测估计快速、准确;所提出的控制方法使系统的动态响应特性得到提高。通过仿真,与非增量式模型预测控制进行对比,所提方法响应速度快、稳态误差小,对负载变化的抗扰动性强,有效提高了位移跟踪精度。

桥梁高墩位移延性能力的探讨

本文运用增量动力分析方法来计算高墩的屈服位移、极限位移和位移延性,给出了应用IDA方法计算屈服位移、极限位移的主要过程,探讨了高阶振型对高墩位移延性能力的影响。通过算例分析表明:现行计算桥墩位移延性系数的方法,如直接应用到高墩,将会导致较大误差;高阶振型对高墩的屈服位移、极限位移和位移延性系数都有较大的影响。

突破性创新的组织模式研究

要保持长期竞争优势,企业必须在进行渐进性创新的基础上组织突破性产品创新。而实践证明大型行业领袖企业往往在突破性产品创新中失败。本文分析了大型行业领袖企业进行突破性产品创新所面临的组织困境,提出了适合突破性创新的组织模式———二元性组织,分析了其优势并对我国大型企业的突破性产品创新提出了自己的建议。

新型大功率串联谐振注入式混合有源电力滤波器

提出一种兼具改善功率因数、滤除谐波电流和抑制谐振等功能的大功率串联谐振注入式混合有源电力滤波器,并将其成功应用于工程实际。分析了该滤波器的拓扑结构和工作原理,讨论了其谐波抑制能力及控制系统设计,提出了一种基于增量递推的预测模型用于补偿时滞带来的影响,采用基于多模PID的控制算法进行电流跟踪控制,提高了系统的跟踪精度,最后给出了仿真结果。理论分析和现场运行情况表明,该有源滤波器能有效解决实际工况下对电网谐波抑制和无功补偿的需求,具有很好的工程应用效果。

欠驱动船舶非线性滑模靠泊控制器

为了准确控制典型靠泊操纵,分析了带有加速度非完整约束的欠驱动水面船舶的自动靠泊问题,设计了动态输出反馈控制器。利用递归分解迭代设计方法,在扩展状态空间定义了非线性滑模,将控制系统的轨迹设计与跟踪问题转化为标量零阶系统的镇定控制问题,结合增量反馈技术,无需对不确定模型参数以及风、流干扰进行估计,完成典型靠泊操纵的自动控制。仿真结果表明:控制器对干扰变化不敏感,具有强的鲁棒性,且船舶平面运动轨迹设计过程简单,可以仅通过一个参数进行轨迹调节。

发电权交易增量网损计算及分摊方法

在当前输配电价机制下,发电权交易引起的系统损耗变化将对电网企业的经济利益产生影响,需明确交易主体的网损责任并对电网公司进行合理的补偿。为解决该问题,通过对现行发电权交易网损补偿方法的阐述,分析了其存在的主要问题。针对中国以年度交易为主的发电权交易方式,基于计划电量调度模式,提出一种发电权交易年增量网损电量的计算及分摊方法。该方法根据有、无发电权交易运行方式下系统网损功率的变化计算增量网损功率,依据发电权交易替代方所在节点微增功率、被替代方所在节点微减功率所引起全网损耗的变化进行增量网损功率的分摊,最后,选取全年若干典型方式实现年增量网损电量的计算和分摊,并结合2009年国内某电网的发电权交易进行了实例分析。通过与现行网损补偿方法的对比分析,表明文中方法确定的各交易主体网损责任与其实际对电力系统网损的影响程度相吻合。

船舶航迹迭代非线性滑模增量反馈控制算法

分析了带有状态变量及控制输入约束条件的欠驱动船舶航迹控制问题,结合增量反馈技术,对控制系统输出进行动态非线性滑动模态分解迭代设计,提出了一种基于分解迭代非线性滑模的船舶航迹增量反馈控制方法,以避免定常干扰引起的稳态误差及变结构控制的抖振问题,无需对不确定风、流干扰以及模型参数进行估计,能够同时稳定船舶的航向和航迹。应用“育龙”轮的系统模型进行了仿真,结果表明,控制器对系统参数摄动及外界干扰不敏感,具有强的鲁棒性,且其设计参数物理意义明显,易于调节。

一类基于轨迹预测的驾驶员方向控制模型

驾驶员方向控制模型在人-车-路闭环系统仿真、驾驶员辅助系统开发和智能汽车控制中具有重要作用。在假设驾驶员具有汽车轨迹预测能力的基础上,提出一类基于轨迹预测的驾驶员方向控制模型。分别假定汽车在将来一段时间内保持恒定的横摆角速度或横摆角加速度,并结合汽车状态参数预测汽车的行驶轨迹,采用期望式、增量式以及期望式与增量式集成的转角决策方法建立5种不同的驾驶员模型。在ve DYNA/Simulink联合仿真平台上对各驾驶员模型进行仿真试验,结果表明,增量式驾驶员模型表现出良好的路径跟踪精度和很强的鲁棒性,期望式模型的转向操纵更加平滑,而集成式模型则具备综合优势。在ve DYNA/Labview硬件在环实时试验台架上对所提出的驾驶员模型进行模拟试验,所得结论与仿真基本一致。

双起升桥吊双吊具同步协调控制

针对双起升桥式吊车双吊具同步协调运行过程中普遍存在的系统参数变化和摩擦等不确定扰动问题,本文基于双吊具的非线性感应电机动态数学模型及其耦合动力学模型,提出了一种时变分层增量式滑模控制和自适应补偿相结合的双吊具同步协调控制方法.该方法首先利用时变滑模技术实现了控制器在滑模趋近阶段的鲁棒性控制,并采用分层增量形式的滑模面设计方法简化了控制器参数选取.然后,采用自适应补偿技术抑制了双吊具运行中存在的不确定扰动,同时减小了切换函数的增益值.此外,在切换函数设计中采用了指数趋近技术,使滑模控制器的抖振现象明显降低.最后,利用Lyapunov方法证明了该方法的全局稳定性和收敛性,并通过数值仿真和物理实验验证了该方法的有效性.

渐进性创新或颠覆性创新:创新模式选择研究综述

渐进性创新与颠覆性创新在性质上存在冲突,企业需要通过选择合理的创新模式来获取竞争优势.目前,学术界关于创新模式选择的研究主要集中在两种创新模式的内涵、差异以及创新模式选择的影响因素三个方面.本文围绕这三个方面对创新模式选择的相关研究进行了归纳和总结,在此基础上对未来的研究进行了展望,以期为该领域的后续研究提供借鉴.