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作者

10 篇 杨迪雄
7 篇 陈国海
6 篇 汪大海
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3 篇 许勇
3 篇 庞锐
3 篇 韩仁杰
3 篇 颜王吉
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深海采矿柔性立管由固液两相内流导致的横向振动分析

深海采矿柔性立管由固液两相内流导致的横向振动分析

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第十三届全国随机振动理论与应用学术会议暨第十一届全国随机动力学学术会议

作者：王振姚久超邹丽孙哲大连理工大学

本文采用欧拉-伯努利梁模型研究了深海采矿立管的横向振动。采用微分求积法求解该方程。将组合阻尼模型推广到固液两相流,以估算立管的阻尼系数。分析了体积分数和内流速度对横向振动的影响。发现均方根位移随固体体积分数的增加先减小... 详细信息

本文采用欧拉-伯努利梁模型研究了深海采矿立管的横向振动。采用微分求积法求解该方程。将组合阻尼模型推广到固液两相流,以估算立管的阻尼系数。分析了体积分数和内流速度对横向振动的影响。发现均方根位移随固体体积分数的增加先减小后增大,并从理论上给出了使振幅衰减最快的体积分数。给出了立管的Argand图。对立管动力学行为和稳定性进行了分析,并发现临界速度随体积分数的增加而降低;尤其是当速度接近临界速度时,振幅随着速度的增加而增加。

关键词：内流导致的振动固液两相流微分求积法组合阻尼模型固体体积分数内流速度

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结构随机振动时域响应统计特征分析的PDD法

结构随机振动时域响应统计特征分析的PDD法

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第十三届全国随机振动理论与应用学术会议暨第十一届全国随机动力学学术会议

作者：刘凡赵岩韩波

针对结构在随机荷载作用下的动力响应统计特征分析问题,建立了结构平稳和非平稳随机振动时域响应分析的多项式维数分解(polynomial dimensional decomposition,PDD)法,高效地实现了结构随机振动响应统计矩的计算。首先,采用三角级数叠... 详细信息

针对结构在随机荷载作用下的动力响应统计特征分析问题,建立了结构平稳和非平稳随机振动时域响应分析的多项式维数分解(polynomial dimensional decomposition,PDD)法,高效地实现了结构随机振动响应统计矩的计算。首先,采用三角级数叠加法模拟随机载荷过程,将三角级数叠加法中的随机相位作为结构系统的随机输入,并将结构的随机振动时域响应视为关于随机相位的函数。其次,将结构响应函数采用成员函数进行维数分解,并对成员函数进行Fourier多项式展开,从而构造出结构响应预测的PDD展开模型。最后,为了解决构造PDD展开模型时所面临的高维积分问题,采用降维积分方法降低积分维度,显著提高了计算效率。在数值算例中,进行了单自由度系统和20层框架结构的随机振动时域响应分析,并将本文方法的计算结果与Monte Carlo模拟结果进行对比,验证了所建立方法的精确性和高效性。

关键词：随机振动多项式维数分解三角级数叠加代理函数模型

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基于子集模拟的边坡动力协同式可靠度评估

基于子集模拟的边坡动力协同式可靠度评估

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第十三届全国随机振动理论与应用学术会议暨第十一届全国随机动力学学术会议

作者：徐明洋庞锐徐斌周扬大连理工大学

一种能考虑多维参数间接互相关性和低失效概率的动力可靠度评估方法被提出。针对具有多维互相关随机参数的低失效概率事件,提出基于支持向量机的优化子集模拟方法,进一步将其与响应调节法结合,建立动力协同式可靠度评估框架,最大限度地... 详细信息

一种能考虑多维参数间接互相关性和低失效概率的动力可靠度评估方法被提出。针对具有多维互相关随机参数的低失效概率事件,提出基于支持向量机的优化子集模拟方法,进一步将其与响应调节法结合,建立动力协同式可靠度评估框架,最大限度地降低动力可靠度评估的计算量。通过与标准蒙特卡罗方法对比,本文提出方法的计算速度优势和准确性得到验证,其计算耗时为标准蒙特卡洛方法的2%。此外,计算过程中多维参数间的间接互相关性被很好的兼顾。

关键词：边坡稳定动力协同式可靠度评估支持向量机子集模拟

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海上浮式风机结构动力学建模与随机响应分析

海上浮式风机结构动力学建模与随机响应分析

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第十三届全国随机振动理论与应用学术会议暨第十一届全国随机动力学学术会议

作者：岳金山彭勇波

采用美国可再生能源实验室(NREL)提出的5MW单桩式海上浮式风机为研究对象,运用拉格朗日方程建立了14个自由度的结构动力学模型:将浮式风机平台视为刚体、塔架和叶片视为弹性悬臂梁、机舱视为固定在塔顶的质点、系泊系统视为刚度等效的弹... 详细信息

采用美国可再生能源实验室(NREL)提出的5MW单桩式海上浮式风机为研究对象,运用拉格朗日方程建立了14个自由度的结构动力学模型:将浮式风机平台视为刚体、塔架和叶片视为弹性悬臂梁、机舱视为固定在塔顶的质点、系泊系统视为刚度等效的弹簧,并利用FAST对结构动力学模型进行了验证。在此基础上,结合概率密度演化理论,以塔架顺风向位移和平台纵摇两个自由度为例,开展了风、浪荷载联合作用下浮式风机结构随机响应分析及其在额定风速附近条件下的整体可靠性评价。研究表明:本文建立的浮式风机结构动力学模型通过与FAST分析结果对比,自由衰减运动时程拟合良好,基本频率误差在8%以内,具有较高的数值精度;同时,风机结构在额定风速附近会产生较大的随机振动。采用上述理论方法能够揭示风、浪随机荷载联合作用下浮式风机结构的可靠性,可供浮式风机结构安全阈值设计参考。

关键词：海上浮式风机动力学模型概率密度演化理论随机振动可靠性

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结构模型修正的分层贝叶斯变分推理方法

结构模型修正的分层贝叶斯变分推理方法

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第十三届全国随机振动理论与应用学术会议暨第十一届全国随机动力学学术会议

作者：贾新宇颜王吉 Costas Papadimitriou 阮家荣

分层贝叶斯推理通过对模型参数设置超先验的方式,可有效度量由环境因素、制造误差所引起的不确定性。采样与基于近似的方法可应用于分层贝叶斯模型,以获得超参数的概率分布。然而,此类方法在求解高维参数的后验分布存在一定局限性。为此... 详细信息

分层贝叶斯推理通过对模型参数设置超先验的方式,可有效度量由环境因素、制造误差所引起的不确定性。采样与基于近似的方法可应用于分层贝叶斯模型,以获得超参数的概率分布。然而,此类方法在求解高维参数的后验分布存在一定局限性。为此,本文提出一种基于变分推理的分层贝叶斯方法,推导了超参数后验分布的解析解,并将其应用于结构的模型修正与响应预测。该解析解可合理解释多种不确定性的来源。同时,该方法通过采用非采样方法,可有效提高分层贝叶斯在计算参数后验分布的计算效率。最后,采用结构动力学模型证明了所提出方法的有效性。

关键词：结构动力学分层贝叶斯变分推理模型修正响应预测

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基于全局动力学结构的转子碰摩失稳响应早期预警

基于全局动力学结构的转子碰摩失稳响应早期预警

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第十三届全国随机振动理论与应用学术会议暨第十一届全国随机动力学学术会议

作者：李自刚董心心江俊洪灵

随着服役时间的增加,复杂非线性系统中部件的力学性能(如刚度、阻尼系数等)必然出现缓慢变化而逐渐偏离设计指标,进而可能导致系统的内在动力学结构显著改变,甚至诱发激变等危险的全局分岔行为。课题从全局动力学角度,研究了复杂系统在... 详细信息

随着服役时间的增加,复杂非线性系统中部件的力学性能(如刚度、阻尼系数等)必然出现缓慢变化而逐渐偏离设计指标,进而可能导致系统的内在动力学结构显著改变,甚至诱发激变等危险的全局分岔行为。课题从全局动力学角度,研究了复杂系统在全局分岔点前后其内在动力学结构和响应的关系,在状态空间内揭示了响应"临界慢化"现象,并分析了在此过程中不稳定不变集及其流形发挥的重要作用。以具有碰摩故障的转子系统为研究对象,在上述现象认识的基础上,基于增量时间序列,在全局分析框架下提出了一种转子/定子碰摩诱发干摩擦反向涡动失稳响应的早期预警方法,为该类机械系统的在线监测和故障诊断提供理论基础和方法。

关键词：全局动力学结构早期预警临界慢化增量时间序列转子碰摩

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先进褶皱夹芯结构的动力学分析与设计

先进褶皱夹芯结构的动力学分析与设计

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第十三届全国随机振动理论与应用学术会议暨第十一届全国随机动力学学术会议

作者：肖时捡葛长源徐子桢周才华徐胜利王博

航空飞行器中存在大量由随机振动引起的振动疲劳问题。尽管现有研究提出的Miura型褶皱结构及其改进形式(平台型Miura结构与曲型Miura结构)具有优异的抗冲击性能被广泛应用于飞行器夹芯结构设计,但是目前还缺乏针对上述结构的动力学性能... 详细信息

航空飞行器中存在大量由随机振动引起的振动疲劳问题。尽管现有研究提出的Miura型褶皱结构及其改进形式(平台型Miura结构与曲型Miura结构)具有优异的抗冲击性能被广泛应用于飞行器夹芯结构设计,但是目前还缺乏针对上述结构的动力学性能评估,动力学响应与疲劳可靠性不明确。因此,本文在Abaqus中建立了以上述结构为芯层的三明治梁模型,材料为航空航天中常用的6061-T6铝合金。为研究不同芯层梁的振动疲劳性能,在质量相等条件下,开展结构随机振动疲劳分析。研究结果表明:第一,改进的平台型Miura结构使得芯层梁刚度降低,而曲型Miura芯层梁能够提高结构刚度;第二,Miura型及其改进型芯层梁的高应力区呈现"波纹状",且平台型、曲型Miura芯层梁的最大动应力较标准Miura型芯层梁小,相比于标准Miura型,动应力分别降低10.4%和4.1%;第三,应用曲型Miura结构和应用平台结构芯层梁,相比标准Miura结构芯层梁的疲劳寿命可分别提高约90%和1450%。

关键词：褶皱夹芯结构随机振动振动疲劳优化设计

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浮式海洋平台随机动力学的时频混合方法

浮式海洋平台随机动力学的时频混合方法

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第十三届全国随机振动理论与应用学术会议暨第十一届全国随机动力学学术会议

作者：孙晓旭赵岩孙铭业

随着陆上资源日益稀缺,海洋能源的开发利用已成为重要发展趋势。作为海洋装备的重要装备和承载结构,海洋油气开采的浮式海洋平台主要由浮式平台、系泊系统和立管系统组成,一般情况下三者间存在显著的动力学耦合和非线性关系,这对浮式海... 详细信息

随着陆上资源日益稀缺,海洋能源的开发利用已成为重要发展趋势。作为海洋装备的重要装备和承载结构,海洋油气开采的浮式海洋平台主要由浮式平台、系泊系统和立管系统组成,一般情况下三者间存在显著的动力学耦合和非线性关系,这对浮式海洋平台的整体动力学响应分析带来了很大的困难。通常情况下,动力学响应分析可分为时域和频域两类方法;时域方法可以更加便捷地处理非线性载荷,但需要花费更大的计算资源;频域方法对动力学方程的稳态响应计算具有显著的效率优势,但对于时间或状态相关的非线性载荷不能直接将其转换到频域中去。本文建立了浮式海洋平台的耦合动力学模型,基于虚拟激励法提出一种时频混合方法,在时频分析框架下有效提高了浮式海洋平台随机动力学分析的计算效率。在数值算例中,采用提出的方法对200m水深的浮式海洋平台进行了动力学分析,并与商业软件的计算结果进行了对比,结果表明,本文提出的计算方法可有效用于浮式海洋平台的随机动力学分析。

关键词：浮式海洋平台时频混合方法耦合动力学随机振动

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动力可靠度约束下基于概率测度变换与量子粒子群算法的结构优化设计

动力可靠度约束下基于概率测度变换与量子粒子群算法的结构优化设...

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第十三届全国随机振动理论与应用学术会议暨第十一届全国随机动力学学术会议

作者：翁丽丽陈建兵

基于动力可靠度的结构优化设计能够有效考虑随机性对结构性能的影响,获得兼具安全性和经济性的结构设计。针对具有随机结构参数且设计变量为随机参数分布均值的基于动力可靠度的结构优化设计问题,本文提出了一种有效的优化设计方法。在... 详细信息

基于动力可靠度的结构优化设计能够有效考虑随机性对结构性能的影响,获得兼具安全性和经济性的结构设计。针对具有随机结构参数且设计变量为随机参数分布均值的基于动力可靠度的结构优化设计问题,本文提出了一种有效的优化设计方法。在该方法中,采用量子粒子群优化算法进行优化问题的求解。为了提高优化迭代过程中动力可靠度的计算效率,采用概率密度演化-概率测度变换来实现结构动力可靠度的高效分析。数值算例表明,本文提出的方法能够显著减少计算工作量,具有较高的效率和稳定性。

关键词：可靠性优化设计概率密度演化理论概率测度变换量子粒子群算法

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初始扰动下飞机双轮前起落架摆振响应分析

初始扰动下飞机双轮前起落架摆振响应分析

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第十三届全国随机振动理论与应用学术会议暨第十一届全国随机动力学学术会议

作者：杜晓蕾许勇

为了量化分析飞机滑跑过程中机场侧风干扰、发动机推力不均匀、机场跑道不平及轮胎弹性不足等会使得飞机双轮前起落架发生摆振的初始干扰因素的影响,在对飞机双轮前起落架摆振系统建模时考虑将其等效为各自由度上的初值,具体为侧风干扰... 详细信息

为了量化分析飞机滑跑过程中机场侧风干扰、发动机推力不均匀、机场跑道不平及轮胎弹性不足等会使得飞机双轮前起落架发生摆振的初始干扰因素的影响,在对飞机双轮前起落架摆振系统建模时考虑将其等效为各自由度上的初值,具体为侧风干扰使机轮平面与前进方向形成的夹角等效为机轮摆角的初值;跑道不平导致飞机前轮轮胎受到的侧向力对飞机前轮摆振的影响等效为轮胎侧向位移的初值;重力或轮胎磨损等情况而造成的轮胎扭转变形对飞机前轮摆振的影响等效为轮胎扭角的初值大小,通过数值方法对系统进行了响应求解以及相应的动力学分析,基于系统v-Fz平面双参数分岔图,对系统进行了摆振区域分析。本文工作将为飞机防摆设计提供一定的参考。

关键词：飞机动力学摆振振荡 Hopf分岔初始扰动

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