一种基于Kalman滤波和能量原理的实时损伤识别方法(英文)

目的:建立一种损伤识别方法,能够实时地监测多自由度复杂结构中构件的损伤情况。方法:1.用能量原理对结构刚度进行解构,建立结构单元刚度和节点响应之间的关系;2.用Kalman滤波原理分析结构刚度的预测值和测量值,迅速对结构的刚度进行识别(图6–9);3.对每一步计算进行耗时监测,确保算法的实时性(图10)。结论:1.该方法能够较准确地得到结构的刚度信息,同时得出损伤单元的损伤位置和损伤量;并且收敛速度快,计算量小,具有很强的实时性和抗噪能力;2.对于本文的桁架结构,所有杆件刚度均能在0.4 s内收敛,平均每一荷载步计算时间约为0.0012 s,小于采样周期1/256 s,说明该方法可以迅速、准确地对结构进行实时的监测。     

迭层空腹桁架在高位转换层结构中的应用

为满足建筑物大空间和灵活隔断要求,在高位转换层结构中采用迭层空腹桁架结构.首先分析了其受力性能,得出了空腹桁架各构件合理的截面刚度以及布局形式.然后结合一实际工程,进行了两榀迭层空腹桁架转换结构模型(1:8相似比)的竖向荷载下静力试验以及拟动力试验.其中一榀为普通混凝土迭层空腹桁架,另一榀配置了预应力和钢骨混凝土,对比分析了两模型的层间位移比、骨架曲线以及等效粘质阻力系数等抗震性能的比较,并进行了弹塑性动力分析.试验和分析结果表明,配置预应力和型钢混凝土的迭层空腹桁架转换结构具有良好的抗震性能,可以成功地解决迭层空腹桁架作为转换层结构所产生的弊端问题,最后对这类转换层结构提出了相应的设计建议.     

悬伸皮带输送机桁架结构的位移计算

皮带输送机因其具有连续生产,输送能力大,结构简单,使用维修方便等优点,因而广泛应用于各件货散科集散地的生产现场.随着生产机械化程度的提高;逐年需设计、制造,更新的皮带机种类日趋增多.其中悬伸皮带机将占有一定数量.如何设计制造安全合格的悬伸皮带机桁架结构、做到既能合理消耗使用各种型材,又能按规范控制桁架悬仲端的挠度,则必须对桁架结构作刚度校核,而这种校核必须进行具体的位移计算,以预先估算出结构的可能变形.在接受某港5000吨级码头原盐装船用12米迴转升降皮带机的悬伸桁架结构设计期间,我们在机械设计方面应用单位载荷法计算位移,并以图解方法对平面桁架各杆件在实际状态,虚设状态下的内力作出计算,采用位移计算公式:△Km=∑(NkNm)/EA,完成挠度计算.本文即以此悬伸桁架结构设计为实例介绍,供机械设计、制造者参考.     

两节点十六自由度新型夹层梁单元位移分析

传统夹层梁理论认为梁在变形过程中,厚度方向尺寸保持不变;同时结构发生平面弯曲时平截面假设成立。当用该理论分析短、粗或软夹层梁时,误差较大。以一种两节点、十六自由度梁单元,用于解决上述问题。该单元摒弃传统的平截面假设,同时在计算过程中考虑梁在横向的可压缩性。将梁沿厚度方向视为三层,上下层使用传统梁单元理论建模,每层每节点三自由度;中间层视为平面问题,每节点两自由度。创建物理方程、几何方程及详细推导过程,利用最小势能原理得到单元体平衡方程。     

管桁架制作安全过程控制措施

管桁架该结构具有造型美观(可建成平板形、圆拱形、任意曲线形)、制作安装方便、结构稳定性好、屋盖刚度大、经济效果好等特点.文章结合舵落口改扩建一期工程85m长管桁架梁的加工制作、拼装、焊接、防腐处理等要点工序,对管桁架制作主要工序和各工序的质量控制进行详细阐述.     

基于ANSYS的牛顿环应力变形分析及结构优化应用

针对牛顿环应力变形难以测量的问题,利用ANSYS有限元法精确计算牛顿环光学玻璃中心变形量及应力值,得到牛顿环变形云图及等效应力云图。对于牛顿环结构中螺钉加力引起的应力变形情况,设计了一种5螺钉固定的牛顿环优化模型,应用ANSYS有限元法验证了优化模型的可行性及准确性,减小了应力变形引起的牛顿环测量误差。应用仿真变形量快速测量光学玻璃弯曲刚度值,在光学测量领域具有实际应用价值。仿真结果表明,优化模型中心变形量及应力值测量误差均有较大幅度的减小,加载载荷在12.5～40 N、60～70 N范围内可作为ANSYS有限元仿真计算光学玻璃弯曲刚度值的最佳应力区间。     

基于GPS的叠合梁斜拉桥双层模型修正方法

为了建立实测动响应和桥梁健康状况的实质性联系,提出用双层模型修正方法修正叠合梁斜拉桥理论计算模型.以实测固有频率为第1层修正目标,采用人工调节方法,在可靠范围内变化桥面板质量、网格划分密度、混凝土模量及边跨压重等参数修正模型的动力特性;然后以GPS实测动响应为第2层修正目标,通过逐步减小结构各向刚度EI模拟桥梁整体刚度损伤,采用有限元迭代的方法修正模型的挠度值.以南浦大桥为例,对其进行有限元建模,并利用所提出的方法进行模型修正.分析结果表明,经过第1层模型修正,频率误差的标准偏差小于7%,比初始误差有明显改善;经过第2层模型修正,桥梁跨中挠度误差小于10%,桥梁结构各向刚度EI下降约20%.研究结果表明理论计算结果与实测结果相吻合.     

压杆纵横弯曲的高阶应变理论解

将高阶应变弹性理论引入细长压杆的纵横弯曲问题中,考察了内禀长度对于纵横弯曲的行为,尤其是中点挠度、最大压力等的影响。结果表明:内禀长度对比外特征尺度不可忽略时,压杆纵横弯曲的最大压力降低;中点挠度也明显受到轴向力、横向力、材料刚度、压杆长度(即外特征尺度)以及内禀长度的影响。工作对于承受纵横弯曲作用的微尺度压杆的设计、制造及使用有一定的指导意义。     

多层交错桁架钢结构住宅的设计分析

国内多层钢结构住宅体系尚处于探索阶段.通过对一多层交错桁架钢结构住宅建筑工程的设计分析,介绍了该结构的设计方法、受力特点及适用性,表明交错桁架钢结构应用于多层住宅是一种值得推广的结构体系.     

车辆集中荷载作用下脱空CRCP板的挠度与应力

基于挠度与应力等效原则,将作用于连续配筋混凝土路面(CRCP)中央的车辆集中荷载通过傅里叶级数展开为等效的半波正弦荷载.在荷载转换和小挠度弹性薄板理论的基础上,提出了车辆集中荷载作用下脱空地基上CRCP的挠度和应力计算公式,分析了参数的敏感性.结果表明:板的最大挠度与车辆集中荷载、板的宽度成正比,与板的横向弯曲刚度、板...     

自反力空间钢桁架教学模型系统

针对钢结构在工程中的应用,教学中结合工程实践和教学要求,自行研发了一种自反力空间钢桁架教学模型系统。该教学模型系统包括钢桁架结构、自反力框架约束系统、电控/手控加载系统、应变挠度测试系统。在模型设计完成后进行了有限元分析,得到模型各节点加载下结构理论应力及变形数据,及加载位置与变形、应力的关系,从而为教学实践提供理论参考。     

基于MATLAB平面桁架有限元分析研究

基于平面桁架有限元分析的基本原理,利用MATLAB软件对某平面桁架编制了计算程序,得到了结构的内力计算结果、变形图和结构的动力特性,并将计算结果与ANSYS有限元分析软件的结果进行比较.结果表明,二者的计算结果一致.利用MATLAB可以编制结构有限元分析程序,计算速度快,数据准确,并能为复杂结构有限元分析提供参考.     

基于分段法的锈蚀钢筋混凝土梁荷载-挠度特性数值模拟和钢筋锈蚀程度评估（英文）

目的:探讨在钢筋开始锈蚀后的混凝土梁荷载-挠度特性的变化,并利用荷载-挠度曲线反推钢筋锈蚀程度,进而为预测锈蚀钢筋混凝土结构行为提供新的依据。创新点:1.通过模拟钢筋混凝土的粘结滑移,建立计算荷载-挠度特性的数值方法。2.利用新建立的方法,评估结构内部钢筋锈蚀程度。方法:1.通过模拟钢筋与混凝土之间的粘结滑移作用,得到端部滑移量对应的作用于钢筋上的荷载值。2.将滑移量-荷载值关系导入钢筋混凝土梁的荷载-挠度曲线模型中,对受拉区混凝土开裂前后的钢筋混凝土梁的荷载-挠度曲线关系进行模拟。3.在不同钢筋锈蚀程度下对已知荷载-挠度关系曲线的钢筋混凝土梁进行荷载-挠度曲线计算,拟合出相似的荷载-挠度曲线,进而预测结构内部的钢筋锈蚀程度。结论:1.随着钢筋锈蚀程度的不断增加,钢筋混凝土梁的承载力明显下降。2.钢筋与混凝土的粘结滑移可以模拟钢筋锈蚀加剧后的挠度发展变化。3.利用新建立的数值方法可以有效地预测结构内部的钢筋锈蚀程度。     

隔夹层在稠油蒸汽吞吐热采中的意义

为了研究隔夹层对稠油蒸汽热采的影响．利用岩心、动态生产等资料进行研究。热采注入的蒸汽密度小,导致水淹层早期蒸汽超覆,储层上部先水淹,下部后水淹的特点。详细描述泥质、钙质、物性三类隔夹层的分布特征,结合稠油热采水淹层规律的认识。提出不同类型隔夹层的作用。分布稳定的隔夹层将厚储层分割为几个相对独立的流动单元．有效减小上下部水淹差异,提高采收率。隔夹层局部缺失部位是边底水锥进的主要通道。随机分布或细小隔夹层则增加了储层非均质性．不利于开发。     

通过新型轻量化参数优化方法比较激光选区熔化部件设计的不同细胞结构（英文）

目的:1.提出一种在外型不变的部件内模拟不同细胞结构的方法;2.发展激光选区熔化(SLM)部件轻量化参数设计的新方法;3.利用这一方案实现优化设计并比较不同细胞结构的质量。创新点:1.提出基于拉丁超立方实验设计、遗传算法、克里金元模型和有限元方法的轻量化优化方案;2.该方法可通过较少的采样获得良好的结果并能克服几何奇点(内部网格细化算法)的问题。方法:1.进行内部细胞结构的生成和参数化;2.根据输入数据(设计变量和约束条件等)采用拉丁超立方实验设计模拟所选样本;3.利用先前的数据创建克里金元模型并利用预测的元模型来计算遗传算法演化过程中的适应函数;4.将模拟实现的优化结果添加到数据中更新元模型,并通过数次重复迭代提高元模型的准确度直至误差小于5%;5.将这一概念应用于不同的几何结构,然后通过SLM加工制造优化后的几何结构,并在弯曲载荷下进行测试。结论:1.该优化算法通过适当的参数化克服了SLM技术的相关限制,可适用于SLM部件的优化;2.立方单元格在计算机辅助设计定义、参数化和时间优化等方面有一些优势,但和有限元分析的估计结果相比,其存在的缺乏坚实支撑的水平条(悬挂结构)会造成机械性能损失;3.将立方单元结构与用户自定义的参数化增强相结合可以得到更有效的设计结果(更高的比刚度),但更多的设计变量也延长了所需要的优化时间。     

中学中常见的晶体结构计算

一、中学中需掌握的晶体结构示意图如下:异异鲤.Na十OC、-一Cs十OCI-不卢必代粗、()个分了图1 NaCl的品体结构图2(:、(:l的品体结构图31占}态C():的品体结构图4金刚石,{护l体结构一一l一," X 61.一8 X价1 .42欠10一10 小结:这类试题的解题方法是:(l)找出微粒在晶体基本结构一单元中的位置;(2)找出该位置被晶体结构单元共用的数目;(3)求出该微粒在晶体基本结构一单元中的平均数. 2.根据晶体结构示意图,计一算晶体结构中 {封5石岑的.{广.体结构 二、常见的计算类型 中学,},有关品体结构的计算,大多数都是根据卜述五一种晶体结构示意图,结…     

结构力学学习辅导2

7　用力法计算超静定结构熟练掌握用力法计算在荷载作用下一次或两次超静定刚架 ,一次超静定排架、桁架和组合结构 ,并绘制其弯矩、剪力和轴力的内力图。用力法计算超静定结构 (梁、刚架和排架 )的步骤 :(1)确定超静定次数 ,选择基本体系和基本未知量 ;(2 )根据基本未知量处的变形与原结构相等的条件建立力法方程 ;(3)分别作出基本体系在单位力作用下的内力图和荷载作用下的内力图 ,计算系数和自由项 ;解方程 ,求出多余未知力 ;(4)利用叠加原理作弯矩图 ,利用平衡条件作剪力图和轴力图 ;(5 )校核。例 4　用力法计算图 6所示刚架 ,画Ｍ图 ,已…     

改进的EBE预条件矩阵及其在有限元方程组求解中的应用

结构分析中的有限元法一般归结为线性方程组的求解,依据EBE(Element-by-Element)策略,有限元方程组的系数矩阵(即系统的总刚度矩阵)可以表示成低秩的单元级矩阵的和.针对这类形式的线性方程组,本文在EBE策略的基础上给出了改进的预条件矩阵,称其为MEBE预条件矩阵;结合共轭梯度法,可在不显式形成总刚度矩阵的情形下,得出适合于并行计算的MEBE-PCG算法,并在网络机群(COW)并行计算环境下结合实例对算法的效率进行了验证.     

材料力学中组合梁组合变形的一种通用解法

两种或多种不同材料制成的组合梁是工程实际中的一种常用结构。本文基于材料力学中的平面假设、胡克定律等基本假设和概念,给出了组合梁组合变形分析的一种通用解法,建立轴力、弯矩与拉伸位移和弯曲挠度的关系,推导出拉伸位移和弯曲挠度满足的微分方程。该分析方法简单易懂,适合材料力学教学和工程实际应用。     

壳梁组合结构自由阻尼处理有限元分析

构造了壳梁组合结构自由阻尼处理薄板结构的有限元模型, 将板单元的节点作为主节点, 梁单元的节点作为从属节点, 推导出相应的刚度矩阵和质量矩阵. 在用有限元法进行结构动态特性分析的基础上, 用模态变形能法估算了结构的模态损耗因子. 最后以一计算实例将本文方法所得结果与用ANSYS软件计算所得结果进行了比较, 结果表明本文方法计算效率高、简单可行, 且具有较高的精度和工程实用性.