随机参数结构在随机荷载激励下的动力响应分析

研究了基于概率的工程结构动力响应分析方法。利用振型迭加法导出了结构物理参数和作用荷载幅值同时具有随机性时结构动力响应随机变量的数字特征计算表达式，并提出了求解方法。通过算例考察了结构物理参数和作用荷载的随机性对结构动力响应的影响，表明文中提出的计算模型和方法是正确与可行的。

分布参数结构控制中溢出抑制的并行滤波法

提出了并行滤波控制方法抑制分布参数结构主动控制中的溢出。对无穷维分布参数结构,依据有限维降阶模型设计控制器会导致系统闭环性能变差,并有可能使系统失稳。文中针对分布参数结构特性设计了滤波增广结构,对增广系统设计带观测器的状态反馈构成控制器。在给出该方法原理的基础上,提出了并行滤波控制针对被控结构摄动的鲁棒稳定界。仿真算例表明,此方法在保证受控模态控制效果的同时有效地抑制了溢出。

随机参数结构的响应分析

结构响应的随机性主要有两个原因：一是载荷的随机性，这是通常的随机响应分析；二是结构参数的随机性。为了保证结构设计的可靠性，设计工程师必须知道结构参数的随机性对结构响应的影响。本文提出计算一类随机参数结构响应的统计特性（均值与标准差）的一种有效的方法，并给出了数值例子来说明此方法的实际应用。

区间参数结构动力优化的改进方法

针对区间参数结构,提出一种改进的动力响应的区间优化方法。由于区间优化问题一般要比确定性优化问题的求解复杂得多,因此,通过优化结构动力响应区间值的上界,将区间优化问题转化为近似的确定性优化问题。为了得到结构动力响应更加准确的区间值,把结构动力响应Taylor展开式中的一阶导数也看成区间的,这样得到的区间值能近似包含精确值。在区间优化方法中,设计变量的中值和半径都被选为优化变量,可以得到比传统确定性优化方法更多的优化信息。把该方法应用于典型刚架结构,优化结果表明,区间优化方法不仅能得到与传统优化方法大致相当的设计变量最优值,还能得到实际问题中当设计变量取不到最优值而有微小变化时,目标函数值的一个变化范围。

基于等效静态载荷法的区间参数结构可靠性拓扑优化

研究了用等效静态载荷法,解决动态响应约束下的区间参数结构可靠性拓扑优化问题。对等效静态载荷赋予了新的含义:由等效静态载荷产生的区间静态响应与由动态载荷产生的区间动态响应,其对应的中值与离差均相等。利用泰勒展开计算出区间参数结构动态响应所有可能值组成的集合,再根据集合映射获得包含结构所有不确定信息的等效静态载荷集合,继而建立静态可靠性拓扑优化数学模型。通过集合映射和区间自然扩展,获得静态位移响应区间。基于区间非概率可靠性指标的定义,给出区间非概率可靠性约束的伴随法灵敏度分析算法。采用移动渐近线法完成此优化问题的求解。数值算例验证了模型的正确性和算法的有效性。

非线性参数结构系统的参数识别

本文对基于时域信息的非线性参数系统参数识别问题进行了研究。首先提出了一种非线性参数系统的分类方法。然后对非线性参数系统的参数化问题进行了讨论。本文提出用NEWTONRAPHSON方法进行非线性参数系统识别方程的求解 ,并用埃特金加速法提高迭代收敛的速度。文章的最后以剪力墙参数的识别问题为例演示了本文所提方法的有效性。数值算例表明 ,识别结果的精度和识别耗时对参数初值的选取并不敏感。

区间参数结构的动力响应优化

讨论区间参数结构的动态响应问题的区间优化方法 .利用摄动理论和函数区间扩张 ,将区间优化问题转化为近似的确定性优化问题 .由于区间设计变量的中值和不确定性半径均可取作优化参数 ,所以可得到比确定性优化更多的优化信息 .将该方法应用于桁架结构 ,算例表明该方法是有效的 .

复合材料层合板随机参数结构的响应分析

工程结构中的复合材料层合板的几何参数往往具有随机性质。如何研究随机参数层合板的动力响应,这对正确估计结构设计的可靠性有着非常重要的意义。本文用随机摄动法,将复合材料层合板结构离散后,应用Lagrange方程,建立了复合材料层合板的力学模型,研究了随机参数反对称层合板响应的统计特性,推导出层合板位移,速度和加速度的标准差。在数值算例中,对于各种边界条件,选择样条函数作为振型函数,用样条配点法求出了结构的位移响应量及统计特征值,并与Newmark法进行了比较,验证了该方法的有效性。

不确定参数结构的改进及静力区间分析

针对区间参数结构的不确定性问题,提出一种新的静力区间分析方法。通过将函数的一阶导数也看成是区间的,利用一阶泰勒展开和函数的区间扩张,可以得到结构静力响应的更可靠的区间。将该方法应用于连续梁结构的静力分析,表明该方法是有效的。

随机区间模糊混合参数结构可靠性分析

研究同时存在随机、区间、模糊变量的混合参数结构可靠性问题。利用广义密度函数法将模糊变量转化为当量随机变量,基于随机概率可靠性分析方法,获得概率可靠度指标表达式。考虑可靠度指标具有的区间性,利用区间数运算法则及区间截断法对所得可靠度指标区间进行计算、重置,获得混合参数结构可靠度区间表达。通过两算例验证该方法的可行性及有效性。

随机参数结构动特性的统计分析

用算子方法研究了含随机参数结构动态特性的统计性质．将结构参数的随机性看成是结构参数在其均值附近的随机扰动，通过对一般弹性结构振动固有值的Ｒａｙｌｅｉｇｈ商变分，得到了结构动特性的扰动公式，并引入结构动态灵敏度的概念，得到了结构动特性的统计公式．最后给出了应用例子．

随机参数结构系统特征对的随机性及其关系分析

以随机参数结构系统为对象,分析并揭示了结构特征值与特征向量二者随机性之间的关系。利用瑞利商公式分析了结构特征值的随机性;利用结构动力特征方程分析了特征值与特征向量随机性之间的联系;从正则振型的表达式出发,导出了结构正则振型的随机性表达式。通过十杆桁架和三盘两轴扭转系统两个算例考察了结构各个参数的随机性对特征对随机性的影响,通过与MonteCarlo数值模拟法结果比较,验证了理论分析和计算方法的正确性。

随机参数结构最优控制的闭环响应分析

在模态坐标下对结构降阶进行最优控制,用近似离散化的方法得到结构闭环响应的近似解来代替精确解。考虑结构中物理参数和几何参数的随机性,将这些随机参数用随机因子来表示。在此基础上,利用求解随机变量函数矩的方法,导出了在最优控制的作用下,随机结构位移闭环响应的均值和方差的计算表达式。通过算例考察了结构各个参数的随机性对闭环响应的影响,经与Monte Carlo数值模拟法结果比较,验证了文中理论分析和计算方法的正确性。

多参数结构特征二阶灵敏度

提出了一种有效计算多参数结构特征值与特征向量二阶灵敏度矩阵——Hessian矩阵的方法.将特征值和特征向量二阶摄动法转变为多参数形式,推导出二阶摄动灵敏度矩阵,由此得到特征值和特征向量的二阶估计式.该法解决了无法用直接求导法计算特征值和特征向量二阶灵敏度矩阵的问题.数值算例说明了该算法的应用和计算精度.

区间参数结构平稳随机载荷识别方法

针对贫信息下不确定性结构的随机载荷识别问题,使用基于Taylor展开的区间分析方法,提出了一种不确定性结构随机载荷识别的非概率区间方法。该识别方法在频域中进行,识别时使用区间变量描述工程结构中的不确定性参数。基于测点的响应谱密度函数,首先对不确定性参数的名义值点进行随机载荷识别,其次计算载荷关于不确定性参数的灵敏度,最后基于区间扩张理论获得识别载荷谱的上下界值。算例结果表明,使用区间方法得到的不确定性结构的载荷谱识别区间界值都能完全包含载荷真值,此方法能够在结构设计时给出更为可靠的载荷工况。

不确定参数结构的区间优化方法

针对不确定参数结构,提出一种结构区间优化设计方法。由于区间优化问题一般要比确定性优化问题的求解复杂得多,因此,通过优化结构动力响应区间值的上界,将区间优化问题转化为近似的确定性优化问题。区间优化方法可以得到比传统确定性优化方法更多的优化信息。把该方法应用于典型桁架结构,优化结果表明,区间优化方法不仅能得到与传统优化方法大致相当的设计变量最优值,还能得到目标函数相应于设计变量最优值波动时的一个变化范围。

含区间参数结构的静态响应分析新方法

文中对含区间误差参数线性工程结构静态响应问题给出解的定义,并提出一种隐函数寻优求解新方法。该方法在不需要知道问题解具体解析表达式的前提下,直接利用区间线性方程组本身的微分形式,给出解向量关于区间参数敏感度的迭代表达式,并把它作为判别问题解所在区间的准则,利用问题具有极值的特点,借助于对分优化策略能客观上得到区间方程组的区间真解。算例结果表明方法的有效性和实用性。文中方法能推广用于工程模糊线性问题的求解,结合拟线性方法,也可用于求解相应的工程模糊非线性问题。

变速箱参数结构智能CAD系统

根据参数切换机械系统的数学理论，在系统参数结构数学表达式和系统实现理论基础上，结合人工智能的方法研究开发了变速箱参数结构智能CAD系统，为变速箱传动方案设计提供了一套新的理论和方法。

区间参数结构谐振载荷识别方法

将结构体系中的不确定性参数描述为区间变量,基于频域方法对在简谐激励作用下的不确定性结构进行了载荷识别。区间参数结构动态载荷识别过程包含两个层面,内层需要对不确定性参数单个样本作用下的结构进行载荷识别,而外层需要处理不确定性带来的影响以获得待识别载荷的上下界值。结果表明,基于确定性方法获得的载荷识别结果是考虑不确定性时载荷识别结果的子集,在结构设计时使用基于不确定性载荷识别结果将能够给出更为安全的结构设计方案。

区间参数结构的冲击应力分析

分析了传统结构冲击应力分析方法中存在的不足,探讨了结构冲击应力分析中的结构参数的不确定性,将结构冲击应力分析方法中的不确定性参数用区间变量来描述,基于区间模型提出了区间参数结构冲击应力分析的新方法。