大气氚释放剂量评价参数灵敏度分析

国内外目前对于大气氚释放剂量的评价多采用比活度模型,模型选取参数的不确定性会造成剂量评价结果的差异。考虑不同场址环境参数的差异性,对大气氚剂量评价模型中关键参数进行灵敏度分析与剂量评价结果的不确定性分析。结果显示场址环境空气湿度对大气氚的剂量评价结果影响最大,随着场址湿度的升高,大气氚排放所致食入内照射剂量逐渐降低,剂量计算结果不确定性逐渐降低。同时,研究表明在低湿度场址环境下,应重点关注土壤中HTO留存比例经验常数的测量与选取,在高湿度场址环境下,应重点关注作物水当量因子以及摄入HTO活度浓度在吸收水分氚中所占比例的测量与选取,以尽可能降低剂量评价结果的不确定性。

无杆式高压气动弹射器弹射性能参数灵敏度分析

通过对参数进行影响规律及灵敏度分析,得到某无杆式高压气动弹射器弹射性能关键参数的优化计算参考。基于真实气体的热力学参数和动力学理论,建立了精确内弹道模型;并与弹射试验数据、流体仿真曲线进行比较分析,得到相对正确的理论计算模型;利用全局灵敏度法进行分析,得到了内弹道稳定性及离轨速度的7个主要参数影响规律及参数的线性主效应、二阶效应结果。影响内弹道稳定性的最灵敏参数为高压室容积,影响离轨速度的最灵敏参数为环境温度;泄漏率倍数及开阀时间自身的二阶主效应及与其余5个影响因素的二阶交互效应敏感度比较低,可以在设计中提前决定这2项因素的取值,实现设计变量的缩减。该文的研究结果可为内弹道及弹射装置优化提供理论参考。

基于灵敏度分析的同步调相机及其励磁系统参数分类辨识方法

同步调相机及其励磁系统间由于电气耦合而导致参数辨识困难,但目前缺少对待辨识参数量与观察量间耦合特性的分析。对此,提出一种基于灵敏度分析的同步调相机及其励磁系统参数分类辨识方法。分析同步调相机在不同时间尺度下的关键参数,基于轨迹灵敏度信息划分待辨识参数的类型,构建关联参数集合。考虑稳态、次暂态和暂态下同步调相机及其励磁系统响应特性的差异,在不同时间尺度上分别建立参数分类辨识模型。依据关联参数集合进行参数分类辨识,采用基于Tent混沌映射的改进蛇优化算法求解。通过算例分析验证了所提方法的有效性和适应性。

独塔混合梁斜拉桥参数灵敏度分析

为提高桥梁监控单位复核仿真模型的效率,同时研究施工过程中独塔混合梁斜拉桥不同参数对成桥状态的影响,该文以跨径(200+68+46)m的佛山同济路斜拉桥为工程背景,采用单一控制变量法和响应面‒蒙特卡罗法对斜拉桥进行灵敏分析,以主梁线形、主塔线形、主梁应力及斜拉索成桥索力变化作为控制目标,研究主梁自重、初张索力等参数变化对成桥状态的影响。结果表明:主梁自重和初张索力属于灵敏参数,施工临时荷载属于较灵敏参数,主梁刚度和索弹性模量属于非灵敏参数。

基于灵敏度分析与响应面模型的机床主轴箱优化设计

针对机床主轴箱结构优化设计中模型复杂及计算量大的问题,提出一种将灵敏度分析与响应面模型相结合的优化办法。以箱体壁厚和筋板尺寸为输入参数,主轴箱质量、最大变形、最大应力、1阶固有频率作为目标参数进行灵敏度分析,筛选出6个关键尺寸作为优化参数;采用最佳填充空间设计法和Kriging函数法构建主轴箱响应面模型,通过多目标遗传算法对响应面模型进行求解计算。最后对优化后的主轴箱进行有限元分析来验证求解的准确性,优化后的主轴箱质量减轻了13.58%。

动车组车顶多响应灵敏度优化分析

为了提升动车组车顶结构刚度,减小质量,并研究车顶结构优化对整车弯曲刚度的影响程度,对其进行多目标尺寸优化。基于整车垂向静载荷工况分析结果和位移插值技术建立动车组车顶子模型,采用折衷规划法将多个子目标拟合为一个多目标函数,同时提出一种多响应灵敏度分析,从而选取符合要求的构件进行优化。经优化车顶子模型质量减小5.5%,垂向最大变形减小8.6%,同时一阶垂弯频率提升2.5%。采用优化后的板梁数据重新计算整车的垂向静载荷工况,结果表明整车弯曲刚度提升3.2%,说明可通过提升车顶刚度性能进而提升整车刚度,为动车组车顶优化设计提供技术参考。

星载InSAR基线构型测量误差模型与灵敏度分析

为避免双天线InSAR系统基线测量动态监测过程中引入误差,影响基线测量精度,对基线长度与角度测量过程中的可能误差进行定性与定量分析。采用坐标变换法建立系统误差数学模型,明确测量系统的误差来源。提出误差灵敏度概念,对误差项进行定量计算,并对每一自由度的误差源进行灵敏度分析,进一步形成综合误差定量合成结果。根据误差灵敏度系数给出一组精度反演误差分配案例。最后,依据蒙特卡洛法在MATLAB平台闭环验证精度量化分配方法的可行性与稳定性。仿真分析结果表明,激光视觉三轴位置的测量精度要求为300μm(3σ),三轴角度的测量精度要求为50″(3σ),即可满足基线长度精度1 mm(1.6σ),基线角度精度2″(1.6σ)。通过本方法可由测量环境条件输入直接获得基线测量的精度,根据灵敏度系数对误差分配进行反演可以得到系统最优布局,其结果可为测量系统的方案设计与精度分解提供有效指导。

考虑动态腐蚀的输流管道时变共振可靠性及灵敏度分析

考虑输流管道受到环境动态腐蚀,壁厚变化引发输流管道固有频率变化,从而可能导致共振。因此,考虑时间变化以及输流管道结构参数、流体参数和外部激励频率的不确定性,采用Galerkin法求解输流管道固有频率,建立时变防共振功能函数,引入基于自适应Kriging模型的时变可靠性算法对时变失效概率进行高效求解,并与MCS法和SL-ALK法对比验证了方法的准确性,采用变量灵敏度指标评估各随机变量对时变失效概率的影响,分析了流体密度和流速对于时变共振失效概率的影响规律。

某型汽车滑移门灵敏度分析与多目标轻量化设计

针对某型汽车滑移门为研究对象,建立以该模态频率及刚度的滑移门综合有限元模型,通过灵敏度分析筛选出相对灵敏度较小的部件作为设计变量,采用哈默斯雷采样试验设计方法对关键部件板厚进行样本试验设计,对计算结果使用Hyper⁃Kriging响应面拟合算法,拟合该滑移门质量、1阶弯曲模态频率、1阶扭转模态频率、扭转刚度、垂向刚度响应的近似模型。在近似模型基础上,以质量最小为主要目标、1阶弯曲频率最大为参考目标,以滑移门扭转刚度和垂向刚度1阶扭转频率为约束,应用Hyperstudy中基于全局响应面法的多目标优化算法进行优化设计,使其实现轻量化目的。

基于灵敏度分析的谐波治理设备多目标优化配置方法

在非线性负荷和分布式电源大量接入配电网的背景下,配置有源电力滤波器是解决电压波形畸变、谐波损耗激增、电能质量下降等一系列谐波污染问题的有效措施之一。为合理选择配电网中有源电力滤波器安装位置与容量,协调谐波治理成本和效果之间的关系,文中提出一种基于灵敏度分析的有源电力滤波器多目标优化配置方法,实现了有源滤波器位置和容量的快速求解。建立配电网谐波潮流计算模型,使用灵敏度分析方法处理所有节点,获得了安装节点集合;考虑节点电压的谐波畸变率和投资成本,建立滤波器容量优化模型;通过分解多目标进化算法求解优化模型;对IEEE 18节点配电系统进行仿真计算,结果表明了文章所提方法的有效性。

基于接头灵敏度分析的驾驶室刚度模态优化

针对商用车驾驶室接头结构设计不合理的问题,文中提出一种基于接头灵敏度分析的驾驶室刚度模态优化方法。首先,从驾驶室有限元模型中截取所需接头,并采用有限元分析技术对其进行力学特性分析,找出接头结构的关键控制因素;其次,以弹性模量为设计变量进行接头灵敏度分析,找出对驾驶室刚度模态影响较大的接头结构;然后,选用第3代遗传算法对该优化问题进行多目标优化;最后,采用TOPSIS算法从帕累托前沿解中选取更符合用户偏好的驾驶室刚度模态优化方案。优化结果表明:在驾驶室质量基本不变的情况下,驾驶室刚度模态均有较大提升。

飞机双角拉伸接头的刚度可靠性灵敏度分析

根据双角拉伸接头的结构特征,在ANSYS经典界面中采用自底向上法对双角接头进行建模,在施加水平拉力的作用下得出不同工况的随机参数对接头连接刚度的影响规律,找到对双角接头可靠性影响最大的关键参数为底板厚度。从可靠性的角度出发,根据双角拉伸接头的最大位移不能超过允许值的失效准则,定义双角拉伸接头的极限状态方程。结合灵敏度技术和有限元分析方法,采用拉丁超立方抽样法计算出6种工况下随机参数的可靠性灵敏度,确定随机参数的统计特性对双角拉伸接头可靠性的影响程度。在设计、制造、使用该连接结构时要优先考虑起到积极影响的随机参数并控制起到消极影响的参数。为飞机连接结构的故障预防、结构设计和优化设计提供一定的参考依据。

结合灵敏度分析的圆锥壳-折板结构动力学研究

圆锥壳-折板结构在航空舱体装备结构中十分常见,作为航空装备重大核心精密科学仪器设备的承载体,舱体结构强度设计问题尤为关键.本文以圆锥壳-折板结构为对象,对其动力学特性展开分析.通过仿真计算,得到圆锥壳-折板结构在随机振动下的响应结果,并且建立材料参数与动力学响应之间的响应面函数.进一步利用Spearman秩相关系数,进行灵敏度分析,筛选出圆锥壳与折板结构中影响舱体结构动强度的主要因素.最后得到各个主要因素对于响应面动力学响应的影响规律曲线.

失效模式的模糊风险评估及其评估参数的灵敏度分析

目前失效模式风险评估研究主要集中在给出更为复杂的评估模型,而缺乏对评估模型的工程应用考虑和各评估参数对评估结果影响性质和影响程度的研究。本文首先研究构建失效模式风险因子的模糊置信区间评估模型,通过将模糊置信区间数转化为三角模糊数,实现风险因子评估结果的综合及评估结果的标量度量;以此为基础分析给出风险因子评估模型中各评估参数的概率分布模型,再应用基于高斯径向基函数的全局灵敏度分析方法,确定各评估参数对评估结果的影响性质和影响程度,据此指导制定更为精细的评估参数取值准则。某型飞机发动机安装工艺过程的失效模式及影响分析(FMEA)应用研究结果表明,所给出的模型和基于灵敏度分析结果制定的评估参数取值准则可使评估专家更为客观精细地给出风险因子的评估意见,得到满足工业标准要求的风险评估结果,并显著提升评估结果对失效模式风险的区分度。

汽车摆振系统Hopf分岔及参数灵敏度分析

为了分析汽车摆振系统的失稳机制,以某样车的右前轮为例,基于1/4车辆动力学模型,通过第二类拉格朗日方程建立了三自由度单轮摆振系统动力学模型。在系统状态方程的基础上,应用Hurwitz准则求解得到了摆振系统的临界失稳车速,进而获得了摆振系统在临界失稳车速处的特征值。结果表明,临界车速工况下的系统平衡点是非双曲平衡点,因此,以车速为分岔参数,通过中心流形理论得到了系统在临界车速处的二维中心流形。在此基础上深入分析了摆振系统的Hopf分岔特性,并得到了摆振系统的近似周期解。最后,通过四水平五参数正交实验设计,获得了转向系和悬架系的结构参数对系统临界失稳车速的灵敏度。研究发现,系统临界失稳车速对主销后倾角最为敏感,其次是转向系和悬架系的阻尼。因此,在工程实践中,应该优先考虑通过调整主销后倾角来抑制汽车摆振。

基于灵敏度分析的新能源电力系统同步机组调差系数优化方法

随着新能源的持续并网以及特高压交直流互联电网的形成,电力系统暂态频率稳定事件风险增加。在高渗透率新能源场景下,充分挖掘同步发电机组的调频能力成为提升电力系统频率响应能力的重要手段。针对同步机组的调速器参数,文章利用轨迹灵敏度分析影响最大频率偏差的主导参数,进而通过优化主导参数来提高电力系统的暂态稳定性。通过建立主导参数优化问题的数学模型,解析分析了主导参数对最大频率偏差的影响程度,采用灵敏度分析方法,将非线性优化问题转化为线性规划问题,以减少计算量。在此基础上,文章提出了适用于多机系统的调差系数优化方法,最后通过仿真算例验证了方法的有效性。

基于响应灵敏度方法的螺栓连接结构参数识别及实验

本文提出一种基于响应灵敏度的Bouc-Wen滞回模型辨识方法,从率无关角度揭示了螺栓连接所带来的接触摩擦能量耗散特性。首先,将参数识别问题简化成可以使用梯度算法求解的非线性最小二乘问题,并对Bouc-Wen模型进行了响应灵敏度分析。接着,通过有限元仿真研究螺栓连接结构滞回响应,利用响应灵敏度方法识别了Bouc-Wen模型参数,验证了所提方法的有效性。最后,基于准静态实验研究,开展螺栓连接结构模型修正,并用于预估其他荷载下的滞回曲线。研究表明,Bouc-Wen模型不仅可以避免传统Iwan模型由于离散成Jenkins单元所带来的强非线性、刚性方程等问题,而且能够有效地表征螺栓连接结构滞回响应。

环形感应电极对静电传感器灵敏度的影响分析

为提高静电互相关流速测量传感器的灵敏度,研究了环形感应电极对传感器灵敏度的影响。通过COMSOL仿真软件建立传感器模型进行仿真,得到电极的宽度对静电传感器灵敏度分布特性的影响,基于仿真结果搭建自由落体实验台确定电极最佳宽度。仿真结果表明:电极宽度增加,传感器的轴向灵敏度与径向灵敏度也会增加,但整体均匀性会变差。环形感应电极的轴向长度对传感器径向灵敏度分布有显著影响,对轴向灵敏度分布无显著影响。自由落体实验表明电极宽度为9 mm时,传感器测量效果最好。

双膜结构FBG土压力传感器优化设计及灵敏度分析

为实现桩基础结构安全及其服役状态的监测和有效评估,提出一种双膜结构土压力传感器,以光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)为传感元件,通过保护结构中增加的温度补偿膜,实现温度作用与外部荷载作用的彻底分离。基于双膜结构土压力传感器的工作原理,讨论了传感器压力灵敏度系数特性。结合有限元分析和实验研究,对灵敏度系数的影响参数展开了系统分析。数值分析结果表明,膜片厚度对压力敏感度系数的影响最大,结构半径和膜片厚度可选取为20 mm和1.8 mm;实验结果表明,在0-2 MPa范围内,压力灵敏度系数达3.32 pm/kPa。

基于阻抗灵敏度的MMC稳定性主导影响因素分析

针对模块化多电平换流器的宽频谐振日益突出且涉及影响因素众多,通过参与因子分析难以宽频段定量寻找主导谐振因素的问题,提出模块化多电平换流器阻抗绝对灵敏度及标幺灵敏度的分析方法,来实现宽频谐振主导因素的定量研究,并降低模块化多电平换流器的谐振风险。首先,建立模块化多电平换流器宽频阻抗模型,对延时环节和电流控制参数开展绝对灵敏度分析,来反映参数变化对系统稳定性的影响趋势;然后,对灵敏度比重标幺化消除各因素间量纲的影响,得到模块化多电平换流器互联系统在各频段稳定性的主导因素;最后,通过Matlab/Simulink模型验证了理论分析的正确性。