子结构法

摘要： 钢箱组合梁抗扭性能好,当采用桁架式横隔板时可进一步减轻梁体自重,因而在桥梁工程中得到越来越广泛的应用。文章对跨海交通初步设计阶段泄洪区引桥拟采用的两种断面形式的桁架式横隔板钢箱组合梁桥进行纵向和横向杆系及实体有限元分析,比较两者在纵、横向及局部受力上的差别,为工程中选择合适的断面形式提供参考依据。

摘要： 为了实现尺度关联周期性多孔结构的隔振性能优化,提出一种周期性多孔结构特征值拓扑优化方法。基于子结构动态凝聚方法对多孔结构的刚度和质量矩阵进行缩减,采用局部水平集函数(LLSF)对多孔结构进行几何隐式描述,以最大化前6阶特征值为目标函数,以结构体积分数为约束条件,建立周期性多孔结构特征值拓扑优化模型,采用优化准则法对拓扑优化模型进行求解,并研究了多孔结构特征值拓扑优化的尺度效应。研究表明,该方法能有效实现尺度关联的二维和三维周期性多孔结构的特征值拓扑优化,并能大幅提高特征值拓扑优化的计算效率。

摘要： 将子结构法应用到陆上截断舱段振动特性的修正中。在物理坐标下,通过动态缩聚法将相邻舱段的阻抗矩阵缩聚到截断舱段连接处,并加到截断舱段的动力学方程中,实现对截断舱段动力学特性的修正。进一步采用多级子结构法,将舱段按组成部件划分为若干级子结构,通过多级的缩聚和组合,提高了修正计算的速度。在模态坐标下,采用自由界面模态综合法,将各子舱段的模态结果综合起来,得到整体模型的动力学参数。研究了界面力自由度对子舱段模态综合结果的影响,讨论了保证基于试验的主舱段与基于仿真计算的相邻舱段之间模态综合结果的精度所需考虑的界面力的必要自由度数量。最后,探讨了多级子结构法与模态综合法的结合在陆上截断舱段振动特性快速修正中的应用前景。

摘要： 针对立式四轴舱体内腔加工专机,基于动态子结构法进行了机械动力学建模。求解了专机动结合部的滚珠丝杠副和直线导轨副的动态刚度特性。由建立的动力学模型分析整机的固有模态,应用解析法求解整机的固有频率。应用有限元软件建立专机有限元模型,求解结合部刚性接触与设定了动态刚度性的整机固有频率与振型及谐响应分析结果。结果显示建立的含动态刚度的动力学模型能够有效镜像专机动力学特性,可应用于专机的动力分析与数字孪生虚拟样机研究。

摘要： 为建立用于大型结构局部细节处动态应力响应分析的有限元模型,本研究提出了一种基于子结构法的结构行为一致多尺度建模方法。该方法运用子结构法将局部精细化有限元模型处理为超单元,并基于界面虚功平衡原理建立多尺度界面耦合处的位移约束方程,经过迭代计算获得约束方程系数,完成多尺度界面的耦合连接。以三维箱型截面悬臂梁结构为例,构建子结构法的多尺度模型,并与基于刚性区域法的多尺度模型的应力响应进行对比分析。研究结果表明:在静力分析应力场,尤其是在多尺度耦合界面附近的应力场与精细化全壳单元模型吻合良好,但基于刚性区域法的多尺度模型在界面耦合处应力过渡不连续,存在多处应力集中,与精细化全壳单元模型相差较大。此外,该模型的瞬态应力响应也与精细化全壳单元模型吻合良好。该研究成果可为大型结构的局部关键构件的动态应力响应分析提供借鉴。

摘要： 提出了一种有限元和虚拟关节法相结合的协作机器人非线性刚度建模方法,该方法不仅包含连杆和关节模块线性及耦合刚度,还考虑了机器人传动系统非线性刚度、负载作用下雅可比矩阵变化率以及负载和自重引起的位姿变化对机器人刚度非线性的影响。通过有限元子结构法提取机器人各模块的结构刚度矩阵,与传动系统非线性刚度模型相结合,建立机器人各模块的非线性综合刚度模型;采用数值计算方法计算在外力和自重工况下的静力平衡位姿及各模块受力情况;基于虚拟关节法构建机器人的非线性刚度模型,通过非线性有限元仿真验证了该建模方法的正确性。

摘要： 为避免多层级结构拓扑优化中的尺度分离问题,保证不同多孔结构之间的连接性,提出了一种基于子结构法的多层级结构拓扑优化方法.采用参数化水平集方法,将多孔结构拓扑优化分为两个层级,在细观层级优化多孔结构拓扑构型,在宏观层级优化多孔结构最优空间分布.采用子结构法建立宏细观结构之间的联系,将细观结构凝聚为超单元,凝聚的超单元又作为宏观结构分析和优化的基本单元.数值算例表明:所提方法可有效实现二维、三维多层级结构的拓扑优化;在多层级结构设计中考虑多种类型的多孔结构时,所提方法能有效保证不同多孔结构之间的连接性.

摘要： 针对利用传统水平集法进行非线性结构拓扑优化计算过程复杂及计算效率低等问题,将参数化水平集方法引入材料非线性结构拓扑优化中.通过全局径向基函数插值初始水平集函数,建立了以插值系数为设计变量、结构的应变能最小为目标函数、材料用量为约束条件的材料非线性结构拓扑优化模型,利用有限元分析对材料非线性结构建立平衡方程,并用迭代法求解.同时,采用子结构法划分设计区域为若干个子区域,将全自由度平衡方程的求解分解为缩减的平衡方程和多个子结构内部位移的求解,减小了计算成本.算例表明,这种处理非线性关系的方法可以在保证数值稳定的同时提高计算效率,得到边界清晰、结构合理的拓扑优化构形.

摘要： 非线性分析是研究结构性能的重要手段,准确并高效的模拟非线性行为,对评估结构安全性具有重要意义。工程结构材料非线性行为一般仅发生在局部区域,考虑结构的局部非线性特征,往往能有效提高计算效率。Woodbury公式被应用于多种数值算法中来高效地求解局部材料非线性问题,该公式仅需对小规模的Schur补矩阵进行分解,避免了对整体刚度矩阵的分解运算。然而,Schur补矩阵通常不具备稀疏特征,且其阶数与非线性规模相关,因此,当非线性区域较大时,Woodbury公式的高效性受到限制。为此,该文提出了基于子结构的Woodbury非线性分析方法,该方法将Schur补矩阵分解为若干个子矩阵,大幅降低了非线性分析过程中Schur补矩阵的规模。最后将该方法应用于某钢框架结构的动力非线性分析,并从精度和效率两方面与传统Woodbury法做了对比;结果表明:该文方法在保证计算精度的前提下改善了Woodbury公式的计算性能,进一步拓宽了其适用范围。

摘要： A substructure replacement technique is proposed to investigate the effect of the anisotropy on the wave scattering and diffraction of a semi-circular canyon.By introducing an arbitrary auxiliary boundary, the scattering problem is solved as a simple radiation one.Based on the substructure technique, the half-space is truncated into two parts, namely, the near field enclosing all surface irregularities and the far field with regular boundaries.The scaled boundary finite element method (SBFEM) is applied to obtain the dynamic impedance of the far field and an analytical solution of wave motion of the anisotropic free-filed is used as the input wave.The accuracy and effectiveness of the proposed method are validated by comparing the results with those of extending studies.Finally, the effect of elliptic anisotropy and non-elliptic anisotropy on the wave scattering of a semi-circular canyon is investigated.Numerical examples show that the anisotropy of half-space greatly affect the spatial distribution of the scattering wave field.%半圆形河谷场地可构造为包含河谷的广义子结构和具有规则边界的开挖场地两部分,基于土-结构相互作用SSI原理,建立子结构控制方程.利用比例边界有限元SBFEM求解开挖场地动刚度,解析求解各向异性介质自由场qP波波动,将两者代入控制方程,可求得广义结构的动力响应.与文献中各向同性半空间中半圆形河谷在P波入射下的位移结果对比,验证了方法的精度和有效性.进一步分析了椭圆各向异性和非椭圆各向异性对半圆形河谷在qP波入射下位移分布的影响.数值算例显示,介质的各向异性改变了半圆形河谷散射位移的空间分布,增大了水平向位移的峰值;同时,介质的各向异性加剧了入射角对散射波场位移分布的影响.

摘要： 为了对大型结构如海洋平台的疲劳可靠性进行比较准确地评价并减少计算工作量,基于现有的疲劳可靠度计算方法,通过对大型复杂结构的模型简化,提出了基于子结构法的海洋平台疲劳可靠性评价方法.为了验证所提方法的可行性和有效性,对一个导管架型海洋平台的疲劳可靠度进行了计算。研究发现,本文所提方法不仅可以简化大型结构的复杂程度,大大减少疲劳可靠性计算的工作量,而且可在一定程度上提高计算精度。

摘要： 采用固定界面模态综合子结构法对柔性体的撞击问题进行研究.首先提出研究的力学模型,将模型子结构离散化,导出撞击时多自由度高度非线性的动力学方程,运用无条件稳定的直接积分法(Newmark法)对动力学方程进行求解,得到了变截面柔性杆撞击力的时间历程和其他动力响应.通过重点研究柔性体子结构单元离散的划分与其物理参数之间的关系对计算结果的影响,得到了变截面柔性杆子结构离散的基本准则.此外,首次实现了对柔性体中瞬态应力波和速度波传播过程的刻画,可以显示撞击瞬态波多个波阵面传播.研究结果表明子结构法能够完整地描述变截面柔性体的撞击过程和分析撞击瞬态波传播机理,可以更广泛地应用于其他实际柔性机械系统撞击动力学问题的研究.

摘要： 本文采用固定界面模态综合子结构法对锥形变截面柔性杆的撞击问题进行研究.得到了撞击力的时间历程和系统的撞击响应.运用该法实现了对锥形变截面柔性杆瞬态应力波和速度波传播过程的研究,完整描述了变截面柔性杆撞击全过程和深入研究了撞击瞬态波传播机理.同时,讨论了柔性杆的截面积收缩速率对撞击力波形演化规律的影响.

摘要： 基于积分变换、对偶方程与精细积分算法求解多层地基任意形状刚性基础的动力刚度,构建频域框架内的地基动力分析模型,以MATLAB为平台开发了相关软件.利用子结构法在对某百万千瓦级大型核电站进行了结构-地基相互作用分析,得到了该厂房的楼层反应谱.数值算例验证了动力刚度算法的准确性、可行性与工程适用性,对于复杂层状地基上的核电抗震设计具有指导意义.

摘要： 为了准确获得行星齿轮传动系统的动力学特性,基于子结构方法建立了耦合箱体振动的2K-H行星齿轮系统动力学模型.整个系统分为传动系统和箱体两个部分,对于传动系统采用集中质量法模型,箱体结构采用有限元方法建模.然后采用子结构方法将箱体刚度与质量矩阵转换到两个部分的连接节点,与传动系统通过界面协调条件进行耦合.考虑时变啮合刚度、综合激励误差,建立多自由度的耦合行星传动系统动力学模型.针对是否耦合箱体结构的两种动力学模型进行模态对比分析,获得两种不同系统在固有特性上的差异.进一步采用Newmark积分方法分别获得耦合箱体前后的系统响应,分析结果表明箱体振动的耦合对行星传动系统的啮合力动态响应有较显著影响.

摘要： 在做某不带气囊车型的侧面碰撞MDB50假人伤害值曲线对标时,分析整车试验、台车试验和台车仿真的结果后,发现台车的试验和仿真相比整车试验的假人伤害值曲线存在接触时间延迟和峰值过大两个问题.本文从侧面台车碰撞模型简化整车模型后出现的问题来分析,首次通过修正整车试验车的传感器波形来解决上述两个问题,得到侧面台车假人伤害值对标仿真模型.此做法为台车仿真中子结构方法的改进,其在某研发车型项目的应用验证了它的实用性,可以为汽车侧面碰撞MDB50假人伤害的台车仿真对标提供一种办法.

摘要： 基于直接法中分析三维土-结构相互作用问题的两步法思想,提出关键性第一步等效输入计算的时域简化算法。本方法在采用集中质量显式有限单元法结合显式人工边界的同时,借鉴子结构法中刚性基础假设及动力相瓦作用的概念,简化三维土-结构相互作用体系动力计算过程。和其他同类方法相比,本方法完全采用时域显式递推的过程,计算效率较高,计算量少;等效输入的获得,可使土-结构复杂体系的动力分析等效为常规的上部结构动力反应计算,时域算法较常用的频域法在土体非线性方面存在更大潜力。本文还通过典型的三维土-结构模型的建立,与相应的参考解相比,验证本文提出的计算方法的有效性和计算精度,并初步探讨土-结构动力相互作用体系的一些基本规律。

摘要： 在深水桥梁桩基础抗震研究中必须综合考虑动水及桩-土相互作用.基于此,本文简要介绍了桩-土相互作用分析模型:多质点系模型、动力Winkler模型、有限元模型;桩-水耦合作用分析方法:附加质量法、流固耦合分析法,以及桩-土-水动力相互作用分析的整体分析法、子结构法.最后简单分析了各种方法的优缺点。

摘要： 基于子结构法的基本概念,提出了一种整体与细部分析相结合的面板堆石坝三维有限元分析方法。在对面板竖缝进行较精细模拟的基础上,采用该方法对马来西亚巴贡面板堆石坝施工和蓄水过程中坝体和面板的应力变形进行了计算分析。计算结果表明,蓄水完成后面板的顺坡向应力以压应力为主,且数值很大;面板的水平向应力中部坝段的面板受压,坝肩坝段受拉。面板竖缝有效降低了其附近的面板水平向应力,填缝材料为软木比硬木更为显著地减小了其附近的面板应力。

摘要： 提出了一种利用子结构在p=po处的固定界面主模态和约束模态作为Ritz基综合出非亏损对称系统的特征灵敏度的方法.与其它子结构灵敏度综合方法相比,该方法不需要对子结构的约束模态以及固定界面主模态作一阶或二阶灵敏度分析,只要有子结构的约束模态和固定界面主模态就可以得到整体结构的灵敏度.算例表明了该方法的有效性.

摘要： 本发明涉及电子结构、电池结构、和用于制造电子结构的方法。依据各种实施例，可以提供电子结构，所述电子结构可以包含：半导体载体，以及与半导体载体单片集成的电池结构，所述电池结构包含多个薄膜电池。

摘要： 本发明公开了一种关于端面平面度加工精度产生转子结构不平衡分析法，包括如下步骤：（1）计算实际加工端面上的点服从正态分布函数的均值和方差；（2）选取随机数组，使得随机数组的均值和方差，与正态分布函数均值和方差的误差均在10%以内；3）以步骤2）选取的随机数组模拟出实际加工后的端面形貌；4）根据加工后的端面轮廓，并对其积分求出端面平面度加工公差带范围内的总体质量m及其质心位置O′；（5）求出质心的偏移量e和端面平面度加工精度产生的转子结构不平衡量U。本发明提出从加工误差的角度对振动从源头上加以控制，以满足设计中振动的要求，有利于转子设计方案的选择和优化。

摘要： 本发明涉及一种混合硅钢定子结构及与其配套的转子结构及永磁电机，属于电机技术领域，包括：定子，由多个第一硅钢片叠压构成；多个线圈绕组，均匀设置在定子的内壁上；第一硅钢片包括：多个连接块与多个连接臂，连接块与连接臂交替排列构成硅钢环片，连接块采用无取向硅钢且与两侧的连接臂通过拼合结构连接，连接臂采用取向硅钢；多个定子齿，呈放射状均匀设置在硅钢环片的内侧，定子齿与连接块也通过拼合结构连接，定子齿采用取向硅钢；本发明通过取向硅钢、无取向硅钢混合组成的定子，能够有效提导磁性能；本发明能够稳定提升定子上的磁性能，增加电机的输出能力，实用性强，值得推广。

摘要： 本发明涉及电子结构、电池结构、和用于制造电子结构的方法。依据各种实施例，可以提供电子结构，所述电子结构可以包含：半导体载体，以及与半导体载体单片集成的电池结构，所述电池结构包含多个薄膜电池。

摘要： 本发明涉及一种用于对齐用于隔离墙(1)的楼盖结构的子结构，其中，所述墙(1)设置有隔热材料层(2)，该隔热材料层被多个长形隔热安装件(3)安装在墙(1)上，并且安装在安装件(2)上的盖支撑装置(4)包括用于调节安装件(3)和楼盖装置(4，6)的间距的调节装置，其中，所述调节装置包括两个或更多个装配托架(5)，所述装配托架安装在盖支撑装置(4)的至少一侧上，且其中每个装配托架(5)包括楼盖接收第一端(5A)和适合于在隔热安装件(3)的一测或两侧穿入到该隔热材料(2)中的远侧第二端(5B)，且托架(5)设置有位于所述第一和第二端(5A，5B)间的孔(11，12)，用于接收连接紧固件，所述连接紧固件用于将装配托架(5)固定到盖支撑型材件(4)以及该隔热安装件(3)上。这样可提供隔热安装件和盖支撑型材件之间间距的大调节量。子结构的调节系统适用于相对大的隔热材料层，如达到400mm或更大厚度的纤维隔热层。根据本发明的子结构不提供任何或提供仅仅少量的热桥，因为不需要完全穿透隔热层来提供对楼盖装置的调节。

摘要： 本发明公开了一种环形零部件筋板焊接错位量引起转子不平衡量分析法，包括如下步骤：1）计算单个筋板由于因焊接错位量所产生的最大不平衡量；2）计算整个环形零部件筋板焊接错位量产生的最大不平衡量，及整个环形零部件筋板焊接错位量产生最大不平衡量的方向；3）根据环形零部件筋板焊接错位量符合随机分布函数的规律，按照均匀分布方式进行处理，获得修正后环形零部件筋板焊接错位量引起转子结构不平衡量取值范围。本发明揭示出环形零部件筋板焊接错位量与转子结构不平衡量之间的内在关系，以便于根据加工工艺精度来分析转子的不平衡量，降低由加工所产生的转子系统初始不平衡量，以控制因焊接错位量所引起的转子振动。

摘要： 本发明公开了一种关于端面平面度加工精度产生转子结构不平衡分析法，包括如下步骤：（1）计算实际加工端面上的点服从正态分布函数的均值和方差；（2）选取随机数组，使得随机数组的均值和方差，与正态分布函数均值和方差的误差均在10%以内；3）以步骤2）选取的随机数组模拟出实际加工后的端面形貌；4）根据加工后的端面轮廓，并对其积分求出端面平面度加工公差带范围内的总体质量m及其质心位置O′；（5）求出质心的偏移量e和端面平面度加工精度产生的转子结构不平衡量U。本发明提出从加工误差的角度对振动从源头上加以控制，以满足设计中振动的要求，有利于转子设计方案的选择和优化。

摘要： 本发明公开了一种高速电机的转子结构装配方法及转子结构，其中，方法包括：S1、将轴承安装在旋转轴上，轴承与旋转轴过盈配合；S2、将安装完成的轴承、旋转轴安装在轴承套内，其中，轴承与轴承套之间具有间隙；S3、将调整螺母安装在轴承套外；S4、将配套安装完成的轴承套、轴承、旋转轴安装在回转测试体内，进行噪音与异音测试，并根据测试结果调整调整螺母，其中，回转测试体用于控制转子结构旋转以进行噪音与异音测试；S5、将回转测试体拆除，并向轴承套内注入胶水；S6、待胶水固化后，取下调整螺母，完成装配；能够在装配的过程中及时检测和调整轴承噪音的问题，提高成品的合格率及生产效率。

摘要： 本实用新型提供了一种适用于单线绕法的电机定子结构，包括盖板、第一接线片、第二接线片、第三接线片、分配器架、绝缘端板以及定子铁芯，所述分配器架的一面安装有盖板且分配器架和盖板之间设置有沿径向向外依次布置的第一接线片、第二接线片、第三接线片并共同形成绕线片组，所述绕线片组通过分配器架的另一面连接定子铁芯，所述绝缘端板安装在定子铁芯上且沿绕线片组的周向布置，电机定子结构能够采用单根绕线缠绕的结构，本实用新型通过采用与第一接线片、第二接线片、第三接线片相匹配的分配器架，能够实现单根绕线绕至绕组完全绕完的高机械化绕线结构，便于机械操作，能够提高生产效率。

摘要： 本实用新型提出了一种转子结构及具有该转子结构的新型转子发动机，包括转子本体，所述转子本体上沿其径向开设有进气口和排气口，所述转子本体的一侧面上开设有与进气口连通的进气道，所述转子本体的另一侧面上开设有与排气口连通的排气道。本实用新型通过在转子结构上设置进排气口/道可以有效提高发动机进气时长，提高气缸充气系数的同时也减小了发动机缸体设计的复杂程度。