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考虑材料参数的二维固/固声子晶体拓扑优化设计 预览
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作者 许卫锴 宁金英 +2 位作者 韩世 余欣宇 《沈阳航空航天大学学报》 2019年第5期10-15,共6页
基于混合变量的两阶段遗传算法,对声子晶体拓扑构型及影响二维固/固声子晶体的材料参数进行优化,得到了较宽的低频带隙。结果表明,散射体的材料密度和弹性模量对声子晶体的带隙特性均具有重要影响,但较高的弹性模量更易于产生较宽的低... 基于混合变量的两阶段遗传算法,对声子晶体拓扑构型及影响二维固/固声子晶体的材料参数进行优化,得到了较宽的低频带隙。结果表明,散射体的材料密度和弹性模量对声子晶体的带隙特性均具有重要影响,但较高的弹性模量更易于产生较宽的低频带隙;在散射体具有较高的弹性模量时,能够大幅增加声子晶体的相对带宽,在此基础上,密度的改变能够进一步发挥调制作用;散射体和基体的密度差值及弹性模量差值越大越易产生较宽的带隙,这为声子晶体的带隙调制和设计提供了一定的理论依据。 展开更多
关键词 声子晶体 拓扑优化 遗传算法 带隙特性 材料参数
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内埋弹舱弹射冲击载荷特性研究 预览
2
作者 刘恒 金德玉 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期889-896,共8页
内埋弹舱采用弹射方式投放武器,在弹射瞬间会对上部隔框、进气道等结构产生很大的冲击载荷,需要准确计算内埋弹舱的弹射冲击载荷以供结构设计使用。建立导弹弹射机构动力学模型,通过对舱体结构挂点处分别进行刚性或柔性化处理,得到挂点... 内埋弹舱采用弹射方式投放武器,在弹射瞬间会对上部隔框、进气道等结构产生很大的冲击载荷,需要准确计算内埋弹舱的弹射冲击载荷以供结构设计使用。建立导弹弹射机构动力学模型,通过对舱体结构挂点处分别进行刚性或柔性化处理,得到挂点连接形式对冲击载荷的影响;研究了不同类型作动筒输出的作动力形式和峰值与冲击载荷特性之间关系,分析了弹射架改型设计后挂弹质量对冲击载荷特性的影响。研究结果表明,柔性化连接形式可正确描述冲击载荷的传递过程,且峰值前置的作动力形式提供了更好的弹射效果,挂弹质量与作动力峰值之间关系可指导改型弹射系统的任务包线。 展开更多
关键词 内埋弹舱 刚性-柔性耦合 弹射装置 冲击载荷
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基于阈值因子的结构可靠性解耦优化方法 预览
3
作者 赵维涛 李久安 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期332-337,共6页
基于结构可靠性理论,引入阈值因子的概念,其物理意义为当前最优解满足可靠性约束需将阈值增减的幅度。随着迭代的进行,对于有效约束,阈值因子收敛于1,能够使得最可能失效点快速向满足可靠性约束的极限状态曲面靠拢,优化效率得以提升。... 基于结构可靠性理论,引入阈值因子的概念,其物理意义为当前最优解满足可靠性约束需将阈值增减的幅度。随着迭代的进行,对于有效约束,阈值因子收敛于1,能够使得最可能失效点快速向满足可靠性约束的极限状态曲面靠拢,优化效率得以提升。解耦模型中,优化变量可为随机变量也可为非随机变量,当优化变量为随机变量时,采取优化变量拆解方式进行计算。数值算例表明,本文方法对优化变量拆解方式不敏感,对有效约束和非有效约束均能够获得满意的优化结果,且计算效率明显高于经典方法。 展开更多
关键词 结构可靠性 基于可靠性的结构优化 解耦 阈值因子 最可能失效点
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基于多重子域代理模型的结构可靠性分析 预览
4
作者 赵维涛 吴广 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期160-165,共6页
基于合理子域概念,构建多重代理模型。多重代理模型在合理子域内采用经典响应面模型,在合理子域外采用经典Kriging模型,能够充分利用两种经典模型各自的优势。多重代理模型能够合理规避经典响应面模型中响应函数采取事先假定形式带来的... 基于合理子域概念,构建多重代理模型。多重代理模型在合理子域内采用经典响应面模型,在合理子域外采用经典Kriging模型,能够充分利用两种经典模型各自的优势。多重代理模型能够合理规避经典响应面模型中响应函数采取事先假定形式带来的可靠度评估风险,同时能够有效避免经典Kriging模型中试验点组合爆炸的问题。相比经典响应面模型,多重代理模型所需试验点数量并未增加,计算效率与经典响应面模型大体相同。算例表明,本文方法的计算结果与MCS的计算结果几乎一致,具有较好的计算精度。 展开更多
关键词 结构可靠性 代理模型 合理子域 经典响应面 KRIGING
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大攻角下仿驼背鲸鳍叶片气动性能分析 预览
5
作者 田素梅 李东伟 《沈阳航空航天大学学报》 2018年第3期47-56,共10页
为研究大攻角下前缘突节结构对风力机叶片气动性能的影响,基于FLUENT数值模拟,采用RNG k-ε湍流模型分别对标准叶片和仿驼背鲸鳍叶片进行气动特性分析。结果表明,较小的攻角下仿生叶片的气动性能并不如标准叶片。当攻角α≥20°之后... 为研究大攻角下前缘突节结构对风力机叶片气动性能的影响,基于FLUENT数值模拟,采用RNG k-ε湍流模型分别对标准叶片和仿驼背鲸鳍叶片进行气动特性分析。结果表明,较小的攻角下仿生叶片的气动性能并不如标准叶片。当攻角α≥20°之后,标准叶片出现明显的失速特性,此时带有前缘突节的仿生叶片升力系数也有所降低,但下降趋势比较平缓,大攻角下仿生叶片的升力系数始终高于标准叶片,具有良好的气动性能。风力机叶片特定截面处的速度云图以及叶片表面压强和流线的分布情况表明,叶片前缘特殊的突节结构相当于一个漩涡制造器,正弦前缘波峰处优良的气动性能是仿生叶片在大攻角下依然具有较高的升力系数的主要原因。前缘突节的幅值和个数是影响仿生叶片气动性差异的主要因素。 展开更多
关键词 风力机 驼背鲸鳍 前缘突节 仿生叶片 气动性能
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区间参数结构平稳随机载荷识别方法 预览
6
作者 刘恒 《计算力学学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期691-697,共7页
针对贫信息下不确定性结构的随机载荷识别问题,使用基于Taylor展开的区间分析方法,提出了一种不确定性结构随机载荷识别的非概率区间方法。该识别方法在频域中进行,识别时使用区间变量描述工程结构中的不确定性参数。基于测点的响应谱... 针对贫信息下不确定性结构的随机载荷识别问题,使用基于Taylor展开的区间分析方法,提出了一种不确定性结构随机载荷识别的非概率区间方法。该识别方法在频域中进行,识别时使用区间变量描述工程结构中的不确定性参数。基于测点的响应谱密度函数,首先对不确定性参数的名义值点进行随机载荷识别,其次计算载荷关于不确定性参数的灵敏度,最后基于区间扩张理论获得识别载荷谱的上下界值。算例结果表明,使用区间方法得到的不确定性结构的载荷谱识别区间界值都能完全包含载荷真值,此方法能够在结构设计时给出更为可靠的载荷工况。 展开更多
关键词 不确定性 区间参数结构 载荷识别 功率谱密度 随机载荷
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结构可靠性优化的三阶段解耦方法 预览 被引量:1
7
作者 赵维涛 王建业 《计算力学学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期7-13,共7页
为提高基于可靠性的结构优化效率,提出一种三阶段解耦分析方法.第一阶段利用可靠性安全因子进行 确定性优化,并将确定性优化结果作为初始样本点;第二阶段利用可靠性灵敏度和重量因子对样本点进行调整, 获取目标函数与失效概率的数据集合... 为提高基于可靠性的结构优化效率,提出一种三阶段解耦分析方法.第一阶段利用可靠性安全因子进行 确定性优化,并将确定性优化结果作为初始样本点;第二阶段利用可靠性灵敏度和重量因子对样本点进行调整, 获取目标函数与失效概率的数据集合;第三阶段利用目标函数与失效概率的关系,曲线获取可接受失效概率对应 的目标函数,并求解最终优化设计变量.本文方法只需一次确定性优化,且现有结构可靠性求解算法均可使用, 适应性强.算例分析结果表明,本文方法可以明显减少失效概率评估次数,且计算结果对可靠性安全因子与重量 因子不敏感. 展开更多
关键词 基于可靠性的结构优化 解耦法 安全因子 灵敏度 重量因子
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基于模态数据的不确定性结构参数识别 预览
8
作者 侯凌丰 田素梅 《沈阳航空航天大学学报》 2018年第5期12-17,共6页
提出一种在不确定性环境下识别结构物理参数的方法,这种方法以试验模态参数识别得到的模态数据为基础。结构的不确定性使用区间参数描述,反映所使用材料属性的分散性和既有结构材料的老化过程。将特征值函数在材料属性名义值点进行Taylo... 提出一种在不确定性环境下识别结构物理参数的方法,这种方法以试验模态参数识别得到的模态数据为基础。结构的不确定性使用区间参数描述,反映所使用材料属性的分散性和既有结构材料的老化过程。将特征值函数在材料属性名义值点进行Taylor展开,得到结构模态参数与材料属性参数的区间代数方程组,基于线性规划理论可实现材料属性参数的反演,其中所使用到的特征值函数的导数使用差分方法获得。数值算例结果表明,在已知材料名义值的情况下,基于模态参数数据可以有效反演结构参数,且在一定材料分散性范围内具有足够的精度。 展开更多
关键词 模态参数识别 不确定性 区间参数 结构参数识别
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基于Copula函数及确定优化的结构可靠度评估 预览
9
作者 赵维涛 李久安 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2018年第12期196-201,共6页
为避免由于节点间距选择不当引起的结构可靠性评估误差,提出了一种基于Copula函数和确定性优化的结构可靠度评估方法。该方法在已有的可靠度评估方法的基础上,引入确定性优化求解焦元区间上的极值点,再由证据理论判定方法求得可靠度区... 为避免由于节点间距选择不当引起的结构可靠性评估误差,提出了一种基于Copula函数和确定性优化的结构可靠度评估方法。该方法在已有的可靠度评估方法的基础上,引入确定性优化求解焦元区间上的极值点,再由证据理论判定方法求得可靠度区间。计算结果表明:该方法对于极限状态函数为线性、非线性和隐函数均具有满意的计算结果,且计算效率较高。 展开更多
关键词 结构可靠度 相关性 COPULA函数 确定性优化
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仿驼背鲸鳍机翼流动特性分析 预览 被引量:1
10
作者 李东伟 田素梅 《沈阳航空航天大学学报》 2017年第5期26-34,共9页
为研究前缘突节对机翼流动特性的影响,基于NACA0018标准翼型,对具有光滑前缘的标准机翼和具有不同前缘突节的仿生机翼分别进行了流动特性分析。结果表明,标准机翼在20°攻角之后,升力系数急剧下降,失速特性表现明显。而仿生机翼的... 为研究前缘突节对机翼流动特性的影响,基于NACA0018标准翼型,对具有光滑前缘的标准机翼和具有不同前缘突节的仿生机翼分别进行了流动特性分析。结果表明,标准机翼在20°攻角之后,升力系数急剧下降,失速特性表现明显。而仿生机翼的升力系数也会在某一特定角度出现不同程度的下降,但下降趋势比较缓和。在大攻角下,仿生机翼的升力系数普遍大于标准机翼,可以有效的改善机翼的失速特性。相比于单位长度内的突节个数,突节的幅值对气动特性的影响更为明显。根据特定攻角下机翼表面流线的分布规律可知,波峰的存在使得其所在区域的流动分离相较于光滑前缘机翼发生了推迟,致使仿生机翼在大攻角下依然具有较大升力系数。 展开更多
关键词 驼背鲸鳍 前缘突节 仿生机翼 流动特性分析 失速特性
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区间参数结构谐振载荷识别方法 预览 被引量:1
11
作者 刘恒 田素梅 《沈阳航空航天大学学报》 2017年第2期19-25,共7页
将结构体系中的不确定性参数描述为区间变量,基于频域方法对在简谐激励作用下的不确定性结构进行了载荷识别。区间参数结构动态载荷识别过程包含两个层面,内层需要对不确定性参数单个样本作用下的结构进行载荷识别,而外层需要处理不确... 将结构体系中的不确定性参数描述为区间变量,基于频域方法对在简谐激励作用下的不确定性结构进行了载荷识别。区间参数结构动态载荷识别过程包含两个层面,内层需要对不确定性参数单个样本作用下的结构进行载荷识别,而外层需要处理不确定性带来的影响以获得待识别载荷的上下界值。结果表明,基于确定性方法获得的载荷识别结果是考虑不确定性时载荷识别结果的子集,在结构设计时使用基于不确定性载荷识别结果将能够给出更为安全的结构设计方案。 展开更多
关键词 不确定性 区间参数结构 载荷识别 简谐激励
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基于梯度投影取样的改进Kriging方法 预览
12
作者 赵维涛 唐恺 《沈阳航空航天大学学报》 2016年第5期1-5,共5页
在结构可靠性分析过程中,Kriging方法是工程实际中常用方法之一.但样本点选取对Kriging模型预测精度具有一定影响,样本点过多计算效率低下,样本点过少难以保证预测精度.基于结构可靠性分析特点,充分利用梯度投影技术的优势,结合样本点... 在结构可靠性分析过程中,Kriging方法是工程实际中常用方法之一.但样本点选取对Kriging模型预测精度具有一定影响,样本点过多计算效率低下,样本点过少难以保证预测精度.基于结构可靠性分析特点,充分利用梯度投影技术的优势,结合样本点筛选技术,合理选取用于构建Kriging模型的样本点.数值算例表明,方法求得的设计点、可靠性指标和失效概率均具有满意的计算精度,且方法所需样本点数量明显少于其它方法,计算效率较高. 展开更多
关键词 结构可靠性 KRIGING模型 梯度投影 样本筛选
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基于区间分析的结构非概率可靠性优化设计 被引量:10
13
作者 邱志平 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2013年第1期85-93,共9页
将结构体系及其所处复杂环境中的不确定参数描述为区间变量,在区间可靠性分析方法的基础上,发展出一种结构非概率可靠性优化模型,可给出满足一定可靠性要求的优化设计方案.结构非概率可靠性优化过程包含两个层面,外层根据问题特征选用... 将结构体系及其所处复杂环境中的不确定参数描述为区间变量,在区间可靠性分析方法的基础上,发展出一种结构非概率可靠性优化模型,可给出满足一定可靠性要求的优化设计方案.结构非概率可靠性优化过程包含两个层面,外层根据问题特征选用不同的全局寻优能力较强的优化算法,内层根据响应对不确定性量的敏感程度可使用基于Taylor展开的区间分析方法和配点型区间分析方法代替优化过程以评估结构响应的上界和下界.这种优化方式既避免了两层嵌套优化,极大的降低了优化过程的计算量,又可充分利用现有成熟的优化算法,程序的可移植性强.模型中使用改进的两种不同的区间可靠性模型,分别为基于区间能度方法的"1公式模型"和基于图表法的"2公式模型",实用性强.文中的两个数值算例表明了本文所提出方法的有效性. 展开更多
关键词 不确定性 区间分析 非概率可靠性 优化设计
配点型区间有限元法 预览 被引量:3
14
作者 邱志平 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期496-504,共9页
在分析Taylor展开"点逼近"区间有限元法不足的基础上,提出了基于Chebyshev第一类正交多项式全局逼近目标函数的配点型区间有限元法.该方法不需要计算目标函数对不确定性变量的灵敏度,不要求不确定性变量的变化范围为小区间,并适合求... 在分析Taylor展开"点逼近"区间有限元法不足的基础上,提出了基于Chebyshev第一类正交多项式全局逼近目标函数的配点型区间有限元法.该方法不需要计算目标函数对不确定性变量的灵敏度,不要求不确定性变量的变化范围为小区间,并适合求解目标函数为不确定变量非线性函数的情形.目标函数正交展开式的系数采用Gauss-Chebyshev求积公式得到,故需要在不确定性变量所在区间内配置高斯积分点.计算目标函数在高斯点的取值是该方法的主要工作量,当不确定性变量数为m,并选用高斯十点法进行积分时,需要对系统进行12m次分析.算例表明,在其他区间有限元法失效的情况下,配点型区间有限元法依然能够得到几乎精确的区间界限. 展开更多
关键词 区间有限元 Chebyshev第一类正交多项式 GAUSS积分 TAYLOR展开 函数逼近
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流体-结构相互作用中气动发散边界的区间分析方法
15
作者 邱志平 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2010年第7期925-930,共6页
研究流体-结构相互作用问题中存在不确定性参数时的气动发散问题.使用区间变量描述不确定性参数,结合区间扩张理论和Taylor级数展开,提出了确定发散马赫数区间的非概率区间分析方法.该方法只需要知道不确定参数所在范围的界限,而不需要... 研究流体-结构相互作用问题中存在不确定性参数时的气动发散问题.使用区间变量描述不确定性参数,结合区间扩张理论和Taylor级数展开,提出了确定发散马赫数区间的非概率区间分析方法.该方法只需要知道不确定参数所在范围的界限,而不需要其他概率信息.以平板发散问题为例,将区间分析方法与概率方法的结果进行了比较,由非概率区间分析方法得到的发散马赫数区间比概率方法得到的要宽,由此可给出更为安全的设计信息,这表明区间分析方法是可行并有效的. 展开更多
关键词 流体-结构相互作用 气动发散 不确定性 区间分析 TAYLOR级数
航空航天结构有限单元法教学探析 预览 被引量:3
16
作者 邱志平 王晓军 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2009年第2期87-89,共3页
有限单元法在航空航天领域中应用极其广泛.航空航天专业有限单元法课程应针对其课程特点而开设,重构课程体系,注重理论联系实际,将教学重心从以往的理论教学转变为应用教学.文中还给出了在航空航天结构有限单元法教学中应涉及的几个实例.
关键词 有限单元法 航空航天结构 应用教学
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