智能结构有限元模型的建立及静态形状控制

本文建立了含有分布压电传感元件和执行元件的板结构的有限元模型，提出了一种新的具有电自由度板弯曲单元，用于分析含有分布传感元件和执行元件的板结构。以此为基础，提出了智能结构静态形状控制的一般方法，即被动控制方法和主动控制方法。最后，提供了两个数值示例，说明本文提出的方法的应用。

柔性压电智能反射面的静态形状控制

建立了柔性压电智能反射面系统的有限元模型和优化控制模型,给出了结构力学建模和形状控制方法以及相应的优化算法。首先,将蜂窝夹层结构的压电智能反射面等效为多层复合板;基于Kirchhoff假设和经典层合板理论,根据虚功原理推导了柔性压电智能反射面的有限元方程;采用蜂窝等效理论计算了反射面蜂窝夹芯等效弹性模量,有限元模型中的单元为四节点四边形压电板单元,每个作动器单元中引入额外的电势自由度。然后,根据建立的有限元方程,推导了反射面变形均方根误差与作动器控制电压的关系式;以均方根误差最小为优化目标,建立了柔性压电智能发射面的静态形状控制优化模型;采用Lagrange乘子法处理了压电作动器工作电压的限制。最后,用提出的方法分析已有模型并验证建模方法。以600mm口径的平面柔性智能反射面为例,验证了采用压电陶瓷贴片对反射面静态形状控制的可行性及优化算法有效性。仿真结果表明:通过控制压电陶瓷贴片作动器,可以使反射面的静态形状误差减小97%以上,而且作动器的控制电压均在极限电压范围内。

智能梁的静态形状控制

直接从位移函数出发 ,用Hamilton原理推导了压电智能梁结构的有限元方程 ,并采用灵敏度分析方法来确定结构的优化控制电压 ,在此基础上建立了结构自适应梁。最后采用数值分析来验证其有效性 ,从仿真结果可以看出文中的方法对梁结构的静态形状控制 。

智能结构静态形状控制中压电执行元件最优位置选择

讨论智能结构静态形状控制中压电执行元件最优位置选择问题．确定出压电执行元件对智能结构静态形状控制效果的度量，并以此做为选择压电执行元件最优位置的定量指标．给出选择方法及数值示例．

预弛度接触网三维静态形状计算

考虑预弛度接触线的链形接触悬挂,以2种抛物线单元为基础,给出同时受自重、侧向风影响下的链形接触悬挂静态形状计算流程,利用经典力学方法,推导出不同坐标系下接触线、承力索的静态形状,然后合成三维静态形状。最后通过对比有限元仿真结果,验证本计算方法的准确性。应用本研究计算方法可对接触网进行吊弦预配计算和风偏校验计算,指导接触网的设计施工。

预弛度接触网静态形状解析计算

对预弛度接触线的简单链形接触悬挂,以2种抛物线单元为基础,给出只受自重影响下的简单链形接触悬挂静态形状计算流程,利用经典力学方法,推导出不同坐标系下接触线、承力索的静态形状。最后通过对比有限元仿真结果,验证该计算方法的准确性。应用该研究计算方法可对简单链形接触网进行吊弦预配计算,指导接触网的设计施工。

抛物面形天线的智能静态形状控制

应用文献 [5]给出的三维智能薄壳单元研究了柔性薄壳智能结构的静态形状控制问题 ,给出了抛物面形天线的静态形状控制算例。

高速铁路接触线磨耗对接触网静态形状的影响

以京津城际的简单链形悬挂接触网为例具体研究接触线磨耗对接触网形状的影响。利用经典力学方法,推导出不同磨耗下接触线、承力索的静态形状计算方法,再计算不同磨耗下接触网的几何形状,通过对比有限元仿真结果,验证该计算方法的准确性。

智能天线结构形状最优控制

为使嵌入作动器的智能天线结构处于最佳工作状态,针对智能抛物面天线结构,建立了以反射面的半光程差的平方和为首要目标,以作动器能耗最小为次要目标的分层优化模型。优化模型同时考虑了结构强度约束和作动器性态约束,模型转化为两个序列二次规划问题进行求解,实现了对智能抛物面天线的准静态形状最优控制模拟。对某10米天线简化平面结构进行了最优调控和讨论。按该模型进行调控,可以实现天线的任意方向的任意载荷下的保型调控,并使调控能耗为最小。

基于边界打靶法的横向流作用下悬臂梁静态模态函数求解

该文以横向流作用下的单根悬臂梁结构为对象,研究其静态偏折模态形状函数,为后续反应堆内设备一阶梁式振型下附加质量的求解打下基础。首先,采用大挠度非线性方程组进行建模;其次,采用一种边界打靶法来进行上述非线性微分控制方程求解,得到悬臂梁的偏折曲线的数值解,并将数值计算结果和存在解析解的情况下的解析结果进行对比。

大容量UPS在承钢热带的应用

介绍了带钢公司大容量UPS的基本结构、原理、运行方式、电池的维护。