一种利用等效模型与遗传算法的动态有限元模型修正方法

为了解决现有动态有限元模型修正方法计算效率不高或者可能获得局部最优解的问题,提出了一种利用等效模型和遗传算法的动态有限元模型修正新方法.首先,在设计参数的取值范围内,根据预设的多项式模型的阶次以及自变量的个数,利用试验设计方法获得拟合响应面模型所需要的最优样本点;通过有限元分析获得样本数据,并利用回归分析获得响应面模型,从而以响应面模型逼近结构特征与设计参数之间的函数关系.然后,在遗传算法的适应度评估环节,利用响应面模型替代有限元模型计算对应于一组设计参数的结构特征,并计算遗传个体的适应度,最终通过进化获得最优解,即为修正后的设计参数.以汽车车架模型为例,对其进行有限元分析与模态试验,并利用所提出的方法进行模型修正.修正后,模态频率误差的均方值小于2%.用修改后结构的动态特性的测试结果,对修正后有限元模型的预测能力进行检验,模态频率预测误差的均方值小于2%.     

一种实时条件下的驾驶行为特性识别模型

为了构建可用的实时交通安全预警系统,提出了一种具有2层结构的驾驶行为特性实时识别模型。为减少驾驶员所受外部因素的影响的种类,将驾驶员和车辆视作一个整体并将其考虑为一个黑箱系统。识别模型的第1层是在Newell跟驰模型的基础之上,结合车辆启停前后的迟滞现象,构建出的Newell修正模型。其输出是能够表征驾驶行为特性的3个参数。第2层模型则是以上一层模型输出为输入的较为成熟的聚类模型,并直接输出车辆的驾驶行为特性类别。为实时交通安全预警系统的构建打下基础。     

基于有限元分析的输电铁塔实时应力计算系统

提出了基于有限元分析的输电铁塔应力计算方法,并开发了输电铁塔实时应力计算系统。采用桁梁混合模型对输电铁塔进行建模,对铁塔结构进行离散化,以节点位移阵列作为未知量,与整体刚度矩阵,载荷阵列组成矩阵方程,采用置1法消除整体刚度矩阵的奇异性,运用高斯消元法求解节点位移矩阵,根据弹性力学中应力与位移的关系,给出各节点应力,最终求出铁塔受力情况。通过自主开发的输电铁塔实时应力计算系统反演了铁塔的倒塔事故。分析结果表明,该系统具有较高的计算精度,可用于输电铁塔实时应力计算。     

MSC.Marc有限元分析软件在焊接残余应力和变形模拟中的应用

焊接是工程制造领域广泛使用的一种高效构件成型制造技术,但焊接过程中因焊接局部加热而形成的残余应力和变形是在工程制造中不希望出现的。焊接数值模拟能较为准确预测焊接构件中的焊接残余应力和变形的分布情况,可用以指导制造过程中焊接工艺参数的优化和焊接顺序的选择,为降低试验成本和缩短产品制造周期提供了一种可行的方法。对MSC.Marc软件焊接模拟热源模型、材料模型以及其在焊接残余应力和变形模拟中的应用情况作了介绍。     

施工过程中混凝土徐变对结构竖向变形影响的有限元模拟

通过有限元模拟及算例验证,分析了高层建筑考虑施工过程中混凝土材料徐变对结构竖向变形的影响。分析表明,混凝土的徐变变形作用对柱的轴力影响不大,但对柱端弯矩影响较大;考虑徐变变形的柱端弯矩计算结果较没有考虑徐变变形的情况有显著减小。在考虑徐变影响的情况下,各层位移均有所增加,且两者的最大差值相差较大,很可能会影响结构的正常使用,在设计过程中不应忽视。该研究结果可为考虑高层建筑结构在施工过程中材料的徐变性能对结构内力的影响提供理论依据及分析方法。     

电磁炮的工作原理及有限元模拟仿真分析

相比于传统火炮,电磁炮具有理论初速度不受限制、使用成本低、存储和使用安全等优点,在军事领域有非常重要的应用。在高压物理方面,利用电磁炮还可以对材料的性质、金属成型焊接、碰撞核聚变和磁悬浮列车等进行研究。简述了电磁炮的工作原理,并设计了一种简单的二维模型,利用有限元模拟方法对电磁炮相关参数进行了仿真,探讨了电源电压、弹丸质量、储能电容容量等对子弹出射速度的影响,对开展电磁炮工程化应用研究具有指导意义。     

一种轻型商用车驾驶室结构有限元分析

针对某轻型商用车驾驶室的振动和结构安全等问题,采用了CAE技术进行计算分析。首先建立了驾驶室有限元模型并进行了结构模态分析,计算得到驾驶室的各阶模态和振动特性,为驾驶室结构改进提供参考,避免驾驶室在外在激烈震动下产生共振。运用了MSC.NASTRAN软件对驾驶室在静态弯曲工况和静态扭转工况下的强度和刚度进行分析计算,得到驾驶室在弯曲工况和扭转工况下的刚度值和最大应力值,最后得出驾驶室不会发生破坏的结论,同时找出了驾驶室在弯曲和扭转工况下的应力集中区域,为驾驶室结构的进一步优化提供了参考。     

浅析沥青路面有限元模型尺寸的选取

伴随着沥青路面被广泛用于高等级路面,国内外学者专家对沥青路面的研究,尤其是借助于计算机建立沥青路面模型,对沥青路面进行模拟分析的研究越来越多.然而,沥青路面模型尺寸选取众说纷纭,各不相同.本文通过位移衰减规律进行模拟计算,初步讨论了沥青路面模型尺寸的选取问题,并提出了建设性的意见,为以后沥青路面模型的建立提供了参考.     

基于有限元与Elman神经网络的基坑变形预测

针对基坑变形预测问题,提出有限元与神经网络模型相融合的方法。建立某地铁车站深基坑三维有限元模型,提取地表沉降、围护结构深层水平位移模拟值进行分析。以实测数据与有限元模拟值之差作为数据样本,建立Elman神经网络滚动预测模型。对有限元模拟值进行修正得到融合模型预测值。对比融合模型预测值、有限元模拟值与实测值,融合模型预测结果可将有限元模拟值误差减小50%左右。     

拓宽路堤变形性状的非线性有限元分析

公路拓宽会引起老路路堤的不均匀沉降、路面裂缝等病害。对于拓宽路堤的变形,国内外研究度还不够,针对研究中不足本文采用PLAXIS商用有限元软件对不同工况下拓宽路堤进行了非线性有限元分析,得出拓宽路堤的变形规律。分析结果表明:拓宽路堤的自重荷载会使老路堤产生较大的竖向位移和水平位移。     

Improved simulation method for soil-geogrid interaction of reinforced earth structure in FEM

The interaction between geogrid and soil is crucial for the stability of geogrid-reinforced earth structure. In finite element (FE) analysis, geogrids are usually assumed as beam or truss elements, and the interaction between geogrid and soil is considered as Coulomb friction resistance, which cannot reflect the true stress and displacement developed in the reinforcement. And the traditional Lagrangian elements used to simulate soil always become highly distorted and lose accuracy in high-stress blocks. An improved geogrid model that can produce shear resistance and passive resistance and a soil model using the Eulerian technique, in combination with the coupled Eulerian-Lagrangian (CEL) method, are used to analyze the interaction between geogrid and soil of reinforced foundation test in ABAQUS. The stress in the backfill, resistance of geogrid, and settlement of foundation were computed and the results of analysis agree well with the experimental results. This simulation method is of referential value for FE analysis of reinforced earth structure.     

直接采用二维多截面时步法有限元的斜槽异步电机模型

1　 Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　Ｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅｔｈｏｄｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｉｎｄｕｃｔｉｏｎｍｏｔｏｒｓｉｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔｏｆｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｃｉｒｃｕｉｔ.Ｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｃｉｒｃｕｉｔａｒｅｕｓｕａｌｌｙｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｍａｇｎｅｔｉｃｃｉｒｃｕｉｔｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ .Ｉｎｒｅ ｃｅｎｔｙｅａｒｓｉｔｈａｓｂｅｃｏｍｅｐｒａｃｔｉｃａｌｔｏｕｓｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈ…     

Construction simulation and real-time control for high arch dam

A method of combining dynamic simulation with real-time control was proposed to fit the randomness and uncertainty in the high arch dam construction process. The mathematical logic model of high arch dam construction process was established. By combining dynamic construction simulation with schedule analysis, the process of construction schedule forecasting and analysis based on dynamic simulation was studied. The process of real-time schedule control was constructed and some measures for dynamic adjustment and control of construction schedule were provided. A system developed with the method is utilized in a being constructed hydroelectric project located at the Yellow River in northwest China, which can make the pouring plan of the dam in the next stage (a month, quarter or year) to guide the practical construction. The application result shows that the system provides an effective technical support for the construction and management of the dam. ZHONG Denghua, born in 1963, male, Dr, Prof. Supported by National Natural Science Foundation of China(No.50539120), National Basic Research Program of China(“973”Program,No. 2007 CB714101), National Science Fund for Distinguished Young Scholars of China(No.50525927), and National Natural Science Foundation of China (No.50579045).     

基于ANSYS14.0的数控机床切削加工仿真及关键技术研究

建立了CK6140数控机床金属切削有限元数学模型,并利用有限元分析软件ANSYS14.0对其切削过程进行仿真,并且利用粘接区模型（CZM ）成功地解决了切削分离问题,对切削过程中的切削应力、切削温度、切削力进行了预测分析,通过自动测试系统进行实验验证预测数值与实际切削过程中数值的一致性,得出一些规律,为下一步数控机床的切削工艺优化及机床的智能化改造提供了一定的理论基础．     

比例边界有限元法分析静电场问题

基于拉普拉斯方程和边界条件,推导了比例中心选择在指定均一电位直线边界上的比例边界有限元公式,并将其应用到有限域和开域静电场分析中.当比例中心选择在指定均一电位直线边界或绝缘直线边界上时,可以只离散其余边界,使得数据准备工作量和计算量大大降低.数值解和理论解对比结果表明:比例边界有限元法具有精度高、数据准备量小、且处理开域静电场问题相当方便的特点.     

基于WinCC的水箱液位控制系统实时仿真平台开发北大核心

该文以耦联双容水箱为例,介绍了一种基于WinCC的水箱液位控制系统实时仿真平台开发。首先用WinCC构建双容水箱工艺流程动态监控画面;然后在C脚本下实现对水箱液位非线性数学模型的求解和增量PID控制量的计算;最后通过设置相同的采样时间并关联相应的变量,实现监控动态画面和C脚本之间的通信,组建成一个完整的闭环控制系统,并进行手动/自动模式的测试。该仿真平台能够用动画实时地展示水箱液位变化过程,立体感和真实感强,可实现在线修改控制器参数、手动/自动两种模式无扰切换等功能,人机交互效果好,是一个有效的验证各类控制算法及其参数设定的仿真实验平台。     

基于停车泊位配置仿真的停车共享措施双层决策模型

为了在区域范围内进行多种停车共享措施的综合决策,建立了双层辅助决策模型.上层模型选择停车者平均满意度、高峰时段违章率作为目标函数指标,将各建筑物的动态停车需求概率分布、拟实施共享方案的可行性以及各停车场高峰时段的泊位占有率要求作为约束条件.下层的仿真模型中设置了仿真规则,将随机停车序列中的个体配置到合适的停车设施中.提...     

Three-dimensional conceptual model for service-oriented simulation

In this letter, we propose a novel three-dimensional conceptual model for an emerging service-oriented simulation paradigm. The model can be used as a guideline or an analytic means to find the potential and possible future directions of the current simulation frameworks. In particular, the model inspects the crossover between the disciplines of modeling and simulation, service-orientation, and software/systems engineering. Finally, two specific simulation frameworks are studied as examples.     

Rummler信道模型的Systemview仿真研究

无线信道是移动通信的传输媒介,信道性能优劣直接影响通信质量,要提高无线通信质量就必须改善信道性能.阐述了移动信道的特点,介绍了几种典型移动信道的模型,重点分析了Rummler信道模型,在此基础上构建出Rummler信道的仿真电路.采用电路与通信系统专用仿真软件Systemview对其进行仿真,给出了仿真波形图,并对仿真结果进行了分析.仿真结果表明Rummler信道模型可以适应不同环境的电波传播衰落,具有更强的灵活性.     

VE实时性的改善方法研究

虚拟环境中的实时显示问题是构成虚拟环境的关键技术问题之一。本文针对传统使用的基于几何模型和目前广泛使用的基于图象的两种虚拟环境构建方法 ,讨论了各自的特点和相应改善实时性的处理技巧、方法和所存在的问题