基于范重心抗局部非线性几何攻击水印算法

为了实现数字图像的版权保护,设计了一种基于范重心和提升小波变换的抗局部非线性几何攻击数字水印算法。算法首先将水印图像进行置乱加密预处理,其次对原始图像进行三级小波提升,分别提取低频图像和高频图像范重心,并根据子图范重心坐标生成特征向量,最后将特征向量与水印运算得到代表原始图像的版权信息。实验结果表明,该算法对图像遭受的局部非线性几何攻击具有较强的鲁棒性,同时密钥的使用保证了算法的安全性。

数控立车非线性几何误差对回转支承滚道加工精度的影响

应用多体运动学理论建立数控立车的几何误差模型,对数控立车车削加工回转支承滚道进行了误差分析。切削试验与误差分析表明,数控立车中的4项非线性几何误差严重影响回转支承滚道的开口和接触角,严格控制机床的4项非线性几何误差是提高回转支承滚道加工精度的基本保证。对现役数控立车来说,根据误差反向补偿原理,采用数控软件误差补偿技术是提高回转支承滚道加工精度的有效措施之一,实践证明其技术可行、效果明显。

基于形殊点抗局部非线性几何攻击水印算法

为了提高数字水印抗非线性几何攻击的性能,设计了一种基于形殊点的鲁棒数字水印算法。该算法利用Canny算子提取图像边缘信息,将图像边缘分块并计算分块子图的形殊点坐标;利用形殊点坐标生成代表原始图像信息的特征向量;最后结合用户密钥和数字水印实现图像版权保护。仿真实验结果表明,算法在大幅度降低算法复杂性的同时,提供了一种安全的抗图像局部非线性几何攻击的方法。

平面应变非线性几何方程的高阶表达式

在文献 [2 ]的基础上 。

梁单元非线性几何方程的精确表达式

笔者写出了梁单元非线性几何方程的精确表达式 。

面向情感语音识别的非线性几何特征提取算法

针对现有时域、频域属性特征在区分情感状态上存在的局限性,提出一种基于相空间重构理论的非线性几何特征提取方法。首先,通过分析情感语音信号的最小延迟时间和嵌入维数来实现相空间重构;其次,在重构相空间下分析并提取基于轨迹描述轮廓的五种非线性几何特征;最后,结合韵律特征、MFCC特征和混沌特征,设计实验方案验证所提特征区分情感状态的能力并通过特征选择获得情感信息完整的最优特征集合。选用德语柏林语音库中的五种情感(高兴、悲伤、中性、愤怒、害怕)作为实验数据来源,支持向量机作为识别网络。实验结果表明:与韵律特征、MFCC特征和混沌特征相比,所提特征不仅可以有效地表征语音信号中的情感差异性,也能够弥补现有特征在刻画情感状态上的不足。

非线性几何框架模型在电动汽车车身正向设计中的应用

传统汽车车身正向设计流程中构建概念简化模型时精度较低,无法良好反映详细设计阶段中梁截面单元的复杂实际问题。为提高汽车车身正向设计的准确性并探索电动汽车车身正向设计的开发流程,提出了一种采用非线性几何框架及复杂梁截面单元来逼近车身造型的概念简化模型构建新方法。将所提方法应用于电动汽车车身正向设计,进一步完成概念设计、分析预测、详细设计与分析以及样车试验阶段的测试与分析,并提出了概念简化模型的合理性评估依据。研究结果表明:概念简化模型的静/动态性能指标误差均小于25%,所提概念简化模型构建方法能在电动汽车车身正向设计中得到很好的应用,并能合理预测后期详细设计及样车的整体性能。

非线性几何精确梁理论研究综述

几何精确梁理论是处理几何非线性梁的一种重要方法,该法能够高效并准确地处理梁的大变形与大转动问题。阐述了该法的2种有限转动参数化形式,其中一种是最新形式;阐述了两大类有限转动插值方法的选取方式,并指出这两类方法的优缺点;阐述了求解动力学方程的2种积分方法的选择,并比较2种方法优势与缺陷。说明该法在处理几何非线性梁问题时具有较少的单元节点自由度与较高的计算效率等优点,但同时存在着转动参数的奇异性、单元应变客观性等问题。因此该法尚不完善,仍值得学者们做进一步研究。

基于S-R和分解定理的二维几何非线性问题的虚单元法求解

应变-旋转(Strain-Rotation,S-R)和分解定理为分析几何非线性问题提供了合理可靠的理论基础,但用有限元求解时会遇到大变形发生后的网格畸变问题。近年提出的虚单元法(Virtual element method,VEM)适用于一般的多边形网格,因此,该文尝试使用一阶虚单元求解基于S-R和分解定理的二维几何非线性问题,以克服网格畸变的影响。基于重新定义的多项式位移空间基函数,推演获得一阶虚单元分析线弹性力学问题时允许位移空间向多项式位移空间的投影表达式;按照虚单元法双线性格式的计算规则,分析处理基于更新拖带坐标法和势能率原理的增量变分方程;进而建立离散系统方程及其矩阵表达形式,并编制MATLAB求解程序;采用常规多边形网格和畸变网格,应用该文算法分析均布荷载下的悬臂梁和均匀内压下的厚壁圆筒变形。结果与已有文献和ANSYS软件的对比表明:该文算法在两种网格中均可有效执行且具备足够数值精度。总体该文算法为基于S-R和分解定理的二维几何非线性问题求解提供了一种鲁棒方法。

基于共旋坐标法的几何非线性裂纹梁单元

现有有限元软件模拟裂纹结构主要采用指派裂纹的实体和壳单元,但缺少梁单元。因此,在弹性梁单元的曲率函数中引入Dirac-δ函数表征局部损伤的曲率变化,得到位移分布函数;推导出应变矩阵和单元刚度矩阵,提出了裂纹梁单元。基于共旋坐标法理论进一步发展了考虑裂纹损伤的几何非线性裂纹梁单元,给出了单元的具体算法及流程。利用课题组开发的有限元求解框架,在程序中实现了裂纹梁单元及共旋列式裂纹梁单元。经过典型算例,对比分析了裂纹位置、裂纹深度及外荷载对裂纹梁弯曲性能的影响。结果表明:该单元能够准确描述裂纹结构的挠度变化,同时与现有模拟裂纹结构弯曲变形的单元相比,提出的裂纹梁和共旋列式裂纹梁在精度分别提高了约1%和4%,并且能够退化成无损伤的梁单元和几何非线性梁单元。

薄板几何非线性弯曲分析的深度能量法

发展了一种增量形式的深度能量法求解薄板几何非线性弯曲问题。根据最小势能原理和Von-Karman非线性理论,构建以薄板势能为驱动的增量式深度神经网络模型。首先用网格离散薄板求解域,通过Python读取网格数据计算Hammer积分点,并以此作为训练集代入网络模型预测板的弯曲位移,再将荷载分成一系列的荷载增量,每个增量步中计算薄板势能作为神经网络的损失函数,以最小化势能为目标,结合Adam优化算法更新网络模型参数,待势能取驻值后再继续下一个荷载步的计算。本文求解了不同形状、不同边界条件下薄板的几何非线性弯曲问题,并将计算结果与文献解或有限元Abaqus解进行对比,研究表明,本文方法在求解薄板的几何非线性弯曲问题上具备有效性和准确性,且增量式的神经网络模型能够减小计算内存,有效提高计算效率和模型的稳定性。

共旋梁单元几何非线性分析的子结构方法

采用有限元方法分析结构的非线性行为必须进行多次迭代求解,因此在保证非线性计算精度的同时提高其计算效率是关键。该文以内含2个平面梁单元的子结构为例,建立一种平面梁结构基于共旋法与子结构的几何非线性分析方法。共旋法具有将刚体位移从结构的大位移中扣除而得到准确的小变形的特点,子结构法则能将内部节点的自由度凝聚到边界节点从而大大减少结构非线性平衡方程组的阶数,该文将两者结合并利用有较好的通过荷载和位移极限点功能的修正弧长法编制了计算程序,对荷载-位移曲线具有“位移跳跃”或“荷载跌落”显著特征的数个算例进行分析,与已有文献的结果对比验证了方法及程序的正确性。

大展弦比无人机几何非线性颤振分析

目的 基于大展弦比无人机的几何大变形的特性开展颤振分析。方法 基于大展弦比无人机大变形状态下的非线性动力学特性,得到非线性平衡态下的结构刚度,通过与非定常气动力的耦合,得到大展弦比无人机的非线性颤振特性。在此基础上,探究考虑曲面效应的平板气动力与结构非线性动力学耦合下的大展弦比无人机的颤振特性。结果 考虑几何非线性条件下的颤振速度相较于线性颤振速度下降约8%,考虑曲面效应的颤振速度相较于平板气动力下的颤振速度下降约11%。结论 结构大变形引起的几何非线性会引起机翼水平和垂直的运动耦合,改变相应的频率和振型,从而影响气动弹性耦合关系,降低临界颤振速度。另外,考虑曲面效应的气动力模型会改变与结构模型的插值关系,引起颤振临界速度的降低。

几何非线性对高层规则钢框架损伤分布机理影响分析

为研究几何非线性对高层规则钢框架损伤分布机理的影响,以首层剪重比及强柱系数等为主要研究参数,建立 3 个20 层规则钢框架模型;以是否考虑几何非线性因子对模型进行静力弹塑性分析。结果表明:CB 值越大,外柱低层轴压比越大,高层轴压比越小,内柱各层轴压比逐渐减小,几何非线性影响越小,首层柱头和梁端弯矩增加而使首层变形增大,塑性铰在中间层柱顶形成越多,塑性铰逐步向上层分布,考虑二阶效应后模型框架抗震性能略有减弱。考虑几何非线性比不考虑几何非线性时的设计层剪力大,CB 值为 0.15 和 0.25 时是否考虑几何非线性对层间位移影响很小。

基于共旋坐标法的悬索桥几何非线性正装计算分析及软件开发

给出了基于共旋坐标法的几何非线性计算流程,推导了按共旋坐标法的梁杆单元在总体坐标系下的几何非线性切线刚度矩阵,经过比较证明了和Saafan给出的几何非线性切线刚度矩阵一致。同时单元切线刚度矩阵元素完全对称,并且可以用于直接组集总刚度矩阵,不需要经过旋转变换。根据无应力长度为未知量的成桥找形计算和已知无应力长度的几何非线性正装计算的互逆性,应用基于几何非线性正装计算算法开发的几何非线性分析程序,对含梁杆索混合单元的悬索结构进行了正装计算,其中梁单元和杆单元按共旋坐标法计算,主缆单元按只受拉的索单元计算。几何非线性正装计算的线形和内力跟成桥找形的结果能闭合,验证了找形所得线形的平衡状态以及几何非线性程序的正确性。

超磁致伸缩致动器非线性动力学的分数阶时滞反馈控制

设计了一种分数阶时滞反馈控制器,用于控制单自由度的超磁致伸缩致动器(GMA)的非线性动态响应。考虑到预压碟形弹簧机构引入的几何非线性因素影响,建立了GMA系统的非线性数学模型。利用平均法求解系统在含分数阶时滞反馈控制策略下主共振的幅频响应方程,根据Routh-Hurwitz准则得到系统的稳定性条件。通过数值模拟研究GMA系统中关键结构参数对幅频响应特性的影响,以及主共振峰值和系统稳定性随每个时滞反馈参数变化的特性规律;通过分岔图和Lyapunov指数图得到外激励幅值对系统混沌运动的影响;最后调节时滞反馈增益和分数阶次抑制系统的混沌运动。结果表明,时滞反馈增益和分数阶次能够有效抑制系统的主共振峰值和不稳定区域,可以将系统响应从混沌运动调整为稳定的周期运动,提高系统的稳定性。

计入结构几何非线性影响时斜拉桥可靠度分析

应用响应面法，考虑斜拉桥的几何非线性效应以及材料、几何尺寸、外部荷载等的随机性，分析了斜拉桥正常使用极限状态下的可靠度．研究表明响应面法是求解斜拉桥可靠度的有效方法，不计入几何非线性，结构计算结果偏于不安全，因而，在斜拉桥的可靠度分析中有必要计入结构几何非线性的影响．

柔顺机构几何非线性多目标拓扑优化设计

给出一种柔顺机构几何非线性多目标拓扑优化设计的新方法。首先,建立增量形式平衡方程,采用Total-La-grange描述方法和Newton-Raphson载荷增量求解技术获得几何非线性的结构响应。其次,建立适合求解几何非线性的多目标拓扑优化数学模型,目标函数以平均柔度最小和几何增益最大来满足机构的刚度和柔度需求,提出用标准化方法建立多目标函数,利用决定函数得到最优妥协解。目标函数敏度分析采用伴随求解技术,拓扑优化采用固体各向同性材料插值方法,并用移动近似算法进行迭代求解。最后,通过算例说明以上方法的正确性和有效性。研究结果表明,运用该柔顺机构几何非线性多目标拓扑优化方法能够在刚度和柔度之间找到最优妥协解,不但提高机构柔度,而且提高机构刚度,同时也说明对柔顺机构进行几何非线性拓扑优化的必要性。

具有几何和物理非线性粘弹性梁的混沌运动

建立了描述具有几何和物理非线性均匀梁动力学行为的偏微分－积分方程，梁的材料满足Leaderman非线性本构关系。对于两端简支的情形，采用Galerkin方法简化为常微分－积分方程；然后通过引进附加变量的方法进一步简化为常微分方程；最后利用相平面图、功率谱和Lyapunov指数等非线性动力学中的数值方法识别梁的动力学行为。结果表明梁的运动呈现混沌性态。

大跨度斜拉桥几何非线性分析及程序实现

根据工程实际需要,给出了大跨度斜拉桥几何非线性分析方法,并指出了以往分析方法中的一些不足以及具体运用中应注意的问题,在此基础上编制了分析程序,该程序可以分析包括大位移、梁柱效应和斜拉桥索垂度非线性因素.通过松花江斜拉桥施工控制中的实际运用,证明了该方法的有效性和程序的可靠性.