结构可靠性设计 一种合理的设计方案

一、引言人们熟悉的工程结构设计经历了一个漫长的凭经验、不科学的设计阶段,过去先后提出的许多设计方法,都是把影响结构安全的诸因素看成不变的定值,凭经验确定所谓的安全系数,长期以来却误认为是安全、合理的设计,现在我们把这些设计理论和方法统称为工程结构的“定值设计法”。随着概率统计的一门新的边缘学科-《可靠性数学》日趋成熟,才对结构“可靠”的真正含     

基于拓扑优化技术的飞机普通框设计方法研究

为了能够合理地降低飞机结构重量系数,针对飞机结构件,以普通框为研究对象,通过对“敏度阈值”的改进,提出“敏度变阈值”概念,并与“约束补偿”策略结合而形成拓扑优化算法,用于普通框的材料布局设计。以一轻型飞机的后段某一普通框为例,拓扑优化结果表明：(1)等材料设计时,刚度提高百分之四十;(2）等刚度设计时,材料用量减少百分之三十。由此可以得出：(1)基于“敏度变阈值”的拓扑优化算法用于飞机普通框改进设计是可行的和有效的;(2)给出了一种具有可操作性的设计方法,用以实现框结构“等刚度”的设计思想;(3)所给出的方法易于飞机结构设计人员接受与掌握,并且具有工程实用价值。     

加权残值法在导弹翼面计算中的应用

加权残值法(MWR)是一种求解微分方程近似解的数值方法,与有限元法(FEM)的不同之处在于,它不完全抛弃理论解,而且不依赖于能量泛函,因此它可以弥补FEM的某些不足之处。另外,用MWR解题对计算机的要求很低,故特别适合于在微机上推广应用。目前国内外MWR方面的文章很多,但是将MWR用于实际的工程。结构方面的文章并不多见,本文就是试图在这方面做一点工作。作者用最小二乘配点法,以双重幂函数为试函数,对某战术导弹的翼面进行了计算,得出了比较合理的结果,并给出了全部推导过程。     

薄壁圆筒体结构的LRFD

随着结构可靠性设计活动的广泛开展和对结构的高可靠要求,基于众多的设计师们由于范围的限制而难于普遍推行可靠性设计方法,可靠性设计与传统的经典设计方法之间的过渡桥梁——载荷、强度因子设计法(LRFD)应运而生,并且已在国外顺利实施,为工程结构设计开辟了一条新路。本文就薄壁圆筒体结构的LRFD进行了讨论,并给出了载荷与强度因子的理论推导结果。     

直升机"地面共振"的输出反馈最优控制

在导出采用 Ｓ Ａ Ｓ的桨距控制的直升机“地面共振”空间模型的状态方程和输出方程的基础上,研究抑制直升机“地面共振”的控制律综合设计方法。鉴于工程实用性,宜采用可测得的输出作反馈控制;由于直升机旋翼工作转速范围宽,反馈控制应保证旋翼从起动到最大工作转速范围内闭环系统全速稳定。因此,提出并研究满足上述要求的基于输出反馈的次最优控制法与基于观测器的输出反馈最优控制法。仿真计算表明了这些方法对抑制直升机“地面共振”的有效性。     

一种基于DSP的高速数据采集与处理系统

介绍了数控磁悬浮轴承的总体结构、模数（Ａ／Ｄ）转换电路、数模（Ｄ／Ａ）转换电路及等待电路的设计方法,给出了上述三种电路的原理图,并且介绍了Ａ／Ｄ和Ｄ／Ａ连调的方法,给出了调试Ａ／Ｄ和Ｄ／Ａ的有关程序,实验证明;所设计的基于ＤＳＰ的硬件和系统,满足了磁悬浮轴承控制性能的要求,如果改变控制对象,仅需发迹ＰＩＤ控制算法中有关参数,即可适应其性能的要求。     

飞机计算机辅助设计工程概论

本文从飞机结构设计师和结构分析工程师的角度讨论了飞机计算机辅助设计工程中所包含的主要内容:CAD(Computer Aided Design)和CAA(Computer Aided Analysis)两个分部。文中给出了计算机辅助设计工程的骨架框图以及主要结构部件设计和分析的详细框图。对CAD和CAA的完整过程作了详细的介绍;对CAD和CAA软件系统应该满足的工程要求也作了详尽的描述。此外,本文还涉及到CAD、CAA工作过程中的数据文件、图形文件的计算机传输等问题。有关计算机辅助设计工程(CADE)完整软件系统所包含的数据库及数据库技术,工程管理及软件,标准库等都应有专文讨论。     

高可靠性分析中分布函数的研究

结构可靠性设计与分析方法要求用概率分布函数描述某些设计变量，这时，有可能选择了非真实的概率模型。利用蒙特卡洛数值仿真方法，就同此而产生的可靠性设计与分析的影响进行了初步研究，并给出了工程上有意义的结论。     

基于概率-非概率混合可靠性模型的结构优化设计

影响结构优化设计的不确定变量可分为概率变量和非概率变量两种.针对既存在随机变量又存在区间变量的概率-非概率混合结构优化问题,本文提出了一种基于概率-非概率混合可靠性模型的结构优化设计方法.该方法以概率-非概率混合可靠性模型为基础,同时考虑结构的概率和非概率两种不确定因素的影响,通过概率和区间运算给出满足一定约束条件下的最优解.最后通过两个典型算例与基于随机可靠性模型的结构优化设计进行对比.结果显示:在相同不确定信息下,两种可靠性优化设计结果完全相同,表明该方法是有效和实用的.     

用声表面波(SAW)卷积/相关器实现直接序列扩频信号解扩

本文简要叙述了直接序列扩频信号解扩的主要方法:逐比特解扩(bit-by-bitDe-Spread)和并行解扩(Parallel De-Spread)。指出:前一种方法要提取相干载波,并且难以实现快速同步。对于突发工作的直接序列扩频系统,并行解扩是比较切实可行的。我们用国内研制成功的声表面波声电卷积器,通过适当的信号设计完成了突发扩频信号的解扩。文章给出了有关实验结果。我们认为,这种方法,对不同调制方式的直接序列扩频信号解扩具有普遍适应性。     

弹体梁模型截面弯矩响应缩比相似关系分析

通过分析不同缩比模型在工程中的应用条件,利用相似理论和工程梁模型,对导弹发射过程的动态响应与截面载荷做了相似条件研究和模态参数对载荷相似性的影响分析,指出对于动态位移和截面弯矩需要不同振型阶次的相似要求,工程经验和实际算例表明载荷相似需要二到三阶的模态参数相似,提出了可用于发射过程移动载荷分析的缩比模型弱相似条件及质量分布修正方法。     

超掺粉煤灰混凝土的工程应用研究

粉煤灰的综合利用是目前的研究热点。本文阐述了采用超量取代法配制大掺量粉煤灰混凝土的工程应用技术的研究，从配合比设计、施工质量控制几个方面着手分析，并对粉煤灰混凝土的和易性、强度和耐久性进行检验，证实大掺量粉煤灰混凝土在工程应用技术上是可行的。     

多工况下机翼结构优化设计方法研究

从工程实际需要出发,提出了一种考虑了位移约束、应力约束与稳定性的机翼多工况优化方法。将多工况问题转化为多约束问题,对各种约束进行合理分类,利用最大约束法对约束进行合理的消减,使用复合形法对结构进行优化。算例结果表明,所提方法可行,结果正确,对加快结构优化技术的实际工程应用有着很高的价值。     

某型机翼内翼结构几何优化设计

某型机翼内翼结构布局优化模型,包括两类设计变量:位置变量和尺寸变量。本文利用PCL语言实现了在MSC.PATRAN环境下的参数化建模,以最小重量为目标函数,在强度和位移约束条件下,利用网格法进行位置寻优,并使用MSC.NASTRAN软件给出了最优尺寸变量。通过计算表明,本方法效率较高,结构重量稳定下降,优化效果明显。可以解决此类工程问题,具有一定的实用价值。     

模拟退火算法与注射机合模机构运动行程最大化

将模拟退火法应用于注射机合模机运动行程的最大化设计研究，以运动 行程为目标函数，肘杆断面尺寸、肘杆起始与最终位置为设计变量，约束条件为强度、稳定性，锁模力，应用模拟退火算法进行运动行程的最大化设计是可行且高效的，可在工程结构优化设计领域中推广应用。     

激光辐照工艺参数对提高30CrMnSiA钢的门槛值和剩余寿命的影响

对使用的结构材料采用激光辐照表面处理技术以提高其抗疲劳断裂的性能,一直是近年来研究的热点。本文的研究结果表明,在合理的激光辐照工艺参数下,对提高30CrMnSiA钢的疲劳裂纹扩展门槛值△K_(th)、延长其剩余寿命有明显的效果。可望该技术能作为延寿手段在工程构件中得到应用。     

人机交互的窗口开发技术

窗口在人机交互中起着非常重要的作用。目前有许多用于窗口开发的软件工具,但由于人机交互往往是和具体应用相联系的,用户总是喜欢采用所熟悉的方法去开发窗口系统,因此这些软件工具的推广和应用在很大程度上受到了限制。 本文提出了一个实用而又容易被用户掌握的窗口开发方法,主要内容包括:窗口设计,窗口信息控制,以及窗口操纵技术。根据这一设计思想,用户可以非常方便地为应用软件开发友好的窗口系统。     

考虑不确定性因素的多学科设计优化方法

将基于单循环方法的可靠性分析(SLBRA)与多学科可行(MDF)设计优化相结合,提出了一种基于可靠性的多学科设计优化(RBMDO)方法.在优化过程中使用Kriging近似模型以不断提高模型精度,解决了MDF方法反复进行多学科分析、计算量较大的问题.该方法在可靠性分析过程中避免了优化迭代,从而提高了计算效率.以涡轮叶片的设计优化为例,对该方法进行了验证并与传统双循环方法进行了对比.结果表明,优化结果满足可靠性的要求.与双循环方法相比,优化效率明显提高,证明了该方法在工程应用中可行且有效.     

大型回流边界层风洞的气动与结构设计

大型边界层风洞是开展风工程研究的必备装备。以浙江大学ZD-1边界层风洞的研制为背景,详细介绍了大型回流边界层风洞气动设计和立式结构设计中的关键问题,在风洞气动设计时采用了收缩比为4∶1的单回路单试验段气动轮廓,在试验段中设置了0.22°的当量扩散角,对拐角导流片外形作了特殊处理,并采用钢结构与混凝土结构相结合的立式结构。流场校验结果表明,大型回流边界层风洞的气动与结构设计能满足设计要求,某些指标甚至达到航空风洞的标准,在试验段中设置扩散角有利于降低轴向静压梯度,立式结构设计对提高试验段气流的水平均匀性有一定的作用,可为今后类似风洞的研制提供参考。     

智能结构技术综述

对智能结构及其分类、技术基础、工作机理等,做了论述,阐述了智能结构技术现状和发展趋势。强调了主动结构的设计概念。指出智能结构的时代即将来临。