约束Green函数与非线性地基梁模态分析

在生物和医学领域,微机电系统(MEMS)中的微梁结构在植入人体的使用时,由于体内的细胞环境类似于水凝胶,在这种环境下工作,设备和仪器的精度和稳定性很大程度上受到细胞弹性的影响.为了分析此类地基梁的动力学问题,本文建立了非线性基础上的梁振动模型,研究了任意位置弹簧和非线性弹簧基础上的梁模态.通过Laplace变换和线性叠加原理,得到了一种约束Green函数,利用数值计算验证方案的有效性,并研究了各种重要物理参数的影响,发现弹簧位置向跨中移动时,模态对称性被打破,弹簧刚度增加,模态阶数改变.

二项分布Bayes鉴定试验次数的选择与分析

讨论了二项分布的可靠性Bayes鉴定试验方案问题。在试验样本量一定的条件下,充分利用验前信息弥补现场试验信息的不足,从平均后验风险角度制定了成败型系统可靠性鉴定试验的Bayes方案。密切结合工程试验,从生产和使用双方的实际风险的角度,研究分析了Bayes可靠性鉴定试验与评估的联系与差异。最后,与传统的鉴定试验方案进行了分析比较,明确了Bayes方法的使用范围,对于工程试验方案的选择具有实际的指导意义。

基于新Dirichlet先验分布的超参数确定方法研究

研究了基于新Dirichlet先验分布的Bayesian可靠性增长模型的超参数确定方法,该方法将专家经验表示为均匀分布,以先验参数为变量,将均值作为约束条件、方差作为目标,利用最优化方法求出与该均匀分布最为接近的Beta分布,解决了由于新Dirichlet先验分布超参数物理意义不明确而难以确定的问题。针对后验积分难以计算的问题,采用WinBUGS软件建立了新Dirichlet先验分布的Bayesian可靠性增长模型,该模型思路清晰、简单易行,提高了计算的精度,实例证明了该模型在可靠性应用中的直观性与有效性。

基于新Dirichlet先验分布的指数寿命型产品多阶段可靠性增长Bayes分析

本文基于新的Dirichlet先验分布,建立了多阶段指数寿命型产品可靠性增长的Bayes模型。本模型充分利用先验信息和阶段试验信息,采用最优化方法解决了新的Dirichlet先验分布超参数因物理意义不明确而难以确定的问题;利用Gibbs抽样算法进行后验推断,合理估算出当前阶段和后续试验阶段产品可靠性的Bayes点估计和置信下限,并利用该模型研究实现了对产品可靠性的预测。实例证明了该模型在多阶段指数产品可靠性增长分析中的直观性与有效性。

基于非齐次Poisson过程的多阶段可靠性增长Bayes评估研究

针对航空航天领域试验费用昂贵、试验数据少的问题,研究了多阶段可靠性增长Bayes分析方法。采用非齐次Poisson过程(NHPP)建立可靠性增长模型;利用Bayes方法融合专家信息,并根据可靠性增长的特点采用Gamma-Beta分布作为NHPP参数的先验分布,通过阶段间可靠性增长信息传递的方法,实现多阶段的可靠性增长评估。最后通过一个发动机的例子表明该方法和模型能够充分利用多阶段的专家经验和试验数据,适合小子样场合的可靠性增长评估。

传递函数在气动式振动台动力学响应分析中的应用

针对一类新型可靠性强化振动试验设备——气动式振动台,根据矩形薄板横向弯曲振动理论,建立了气动式振动台的力学模型,采用能量法(Rayleigh-Ritz法)近似计算了振动台面的固有频率和归一化条件下的正则振型,并对数值计算结果进行了实验验证。在此基础上,考虑到实际气动式振动台复杂的激励载荷,即九个不同位置气锤产生的周期性激励信号,通过计算振动台面气锤安装位置(输入)与响应位置(输出)之间的传递函数,进一步研究了振动台面的动力学响应,并通过有限元仿真验证了本文的理论计算结果。研究表明:传递函数法是分析气动式振动台动力学响应的有效方法,且具有较高的计算精度。

灵巧型梁预测变形的一种高精度方法

目的是开发一种有效的方法简单而准确地检测挠性结构的变形，以承受未知横向载荷的梁为研究模型，将梁均匀分割成若干单元，在每个单元中心布上应变片，按Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ梁变形假设，引入有限元基本原理，推导了一种能够仅仅依据应变片的读数即可求解梁的变形的计算方法，理论和实验都证明了这一方法的可行性和准确性．

变浅作用下的长周期重力波的实验研究

利用大型水槽设计了在由深水到近岸不同坡度处海浪在变浅作用下诱导产生的长周期重力波的实验。正态随机海浪在深水生成并沿斜坡向浅水传播，记录了不同水深处波面高度随时间的变化过程并进行统计分析和谱分析。实验数据分析结果表明，长周期重力波的能量随着水深的变浅而增高，其谱锋频率位于0．2～0．3fp附近，这里fp是深水正态海浪过程的谱峰频率。长周期重力波的能量与入射波的能量比与波面高度分布的偏度密切相关。进一步分析了两种波动的能量谱峰值比和波面高度分布偏度的相关关系，获得了经验关系，为预测近岸浅水长周期重力波提供了科学依据。

零方程湍流模型用于城市微气候的模拟研究

室外微气候环境对城镇人居环境和建筑能耗有重要影响,数值模拟技术作为快速的预测方法能有效评价社区规划的优劣。文章选用风洞实验数据对湍流涡粘度表达式进行优化,提出新的零方程湍流模型(ZeroEQ),并与两方程湍流模型(MMK)、大涡模拟(LES)和风洞实验数据进行对比分析;通过对寿安新城区零方程湍流模型的应用分析,探讨该模型应用于实际工程项目的可行性。结果表明:在同等计算机配置下,Zero-EQ模型比MMK模型快60%,是LES模型计算所需时间的1/15,能有效地预测不规则建筑群的流场分布;通过分析不同地形区域的风热环境特点,Zero-EQ模型可快速预测城镇微气候环境,为城区规划设计提供合理建议。