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柔性基础对ICF装置稳定性的影响

强激光与粒子束 2011年第6期23卷 1569-1573页

作者：陈学前徐元利中国工程物理研究院总体工程研究所四川绵阳621900

为探讨土-结构相互作用(SSI)对惯性约束聚变(ICF)装置在地脉动作用下响应的影响,建立了某ICF装置刚性地基和柔性地基两种有限元模型。通过设置人工虚拟边界的弹簧单元和阻尼装置来考虑SSI效应,并且通过设置具有概率意义的弹簧刚度和阻... 详细信息

为探讨土-结构相互作用(SSI)对惯性约束聚变(ICF)装置在地脉动作用下响应的影响,建立了某ICF装置刚性地基和柔性地基两种有限元模型。通过设置人工虚拟边界的弹簧单元和阻尼装置来考虑SSI效应,并且通过设置具有概率意义的弹簧刚度和阻尼系数,来模拟岩土特性参数的不确定性。两个模型地脉动随机响应结果的对比分析,揭示了柔性地基条件下SSI效应及岩土地基参数不确定性对装置的影响。研究表明,考虑岩性地基的柔性时,ICF装置主要部位的位移响应和转角响应分别放大了1.24和1.49倍。

关键词：惯性约束聚变装置土-结构相互作用地脉动动力学分析

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考虑模型偏差的结构动力学模型修正

振动．测试与诊断 2018年第2期38卷 273-277页

作者：陈学前沈展鹏刘信恩中国工程物理研究院总体工程研究所绵阳621999 工程材料与结构冲击振动四川省重点实验室绵阳621999

针对结构有限元模型修正后仍可能存在模型偏差的问题,提出用待修正参数的不确定性来表征模型偏差的有限元模型修正方法。首先,基于响应面方法识别得到待修正参数的最优值,并通过计算结果与试验结果比较获得模型偏差;然后,基于响应面模... 详细信息

针对结构有限元模型修正后仍可能存在模型偏差的问题,提出用待修正参数的不确定性来表征模型偏差的有限元模型修正方法。首先,基于响应面方法识别得到待修正参数的最优值,并通过计算结果与试验结果比较获得模型偏差;然后,基于响应面模型并结合灵敏度分析计算得到模型偏差对待修正参数的影响,从而得到考虑模型偏差后待修正参数的区间;最后,通过一个悬臂梁工程实例的模型修正,验证了笔者所提出方法的可行性。结果表明,考虑模型偏差的修正可以提高模型可靠性。

关键词：响应面模型模型偏差模型修正灵敏度分析

非线性低刚度两点挠性支承系统的力学性能分析

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应用力学学报 2020年第5期37卷 1849-1856,I0001页

作者：肖世富陈学前中国工程物理研究院总体工程研究所绵阳621999 工程材料与结构冲击振动四川省重点实验室绵阳621999

飞行器、高速转子系统等复杂工程装备部组件,采用低刚度挠性支承的力学性能对于装备的可靠性和安全性非常关键。考虑两点挠性支承刚性杆的平面内运动,建立了系统静、动力学平衡方程,系统分析了惯性过载和基础激励作用下支承挠性及其非... 详细信息

飞行器、高速转子系统等复杂工程装备部组件,采用低刚度挠性支承的力学性能对于装备的可靠性和安全性非常关键。考虑两点挠性支承刚性杆的平面内运动,建立了系统静、动力学平衡方程,系统分析了惯性过载和基础激励作用下支承挠性及其非线性引起的静、动力学性能。研究表明:支承挠性影响系统的稳健性;不稳健系统静、动力学响应分散性增大,振动幅-频响应中出现多解共存引起的跳跃和毛刺、低频显著放大、刚度强化非线性系统共振频率随激励幅值增大而降低的"逆向软化"现象等一些特殊的非线性特性。这些发现为复杂工程装备部组件支承连接设计提供了新的认识。

关键词：挠性支承非线性振动稳健性分岔

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螺栓连接非线性振动特性研究

振动与冲击 2009年第7期28卷 196-198页

作者：陈学前杜强冯加权中国工程物理研究院总体工程研究所四川绵阳621900

在不同的外界激励下,螺栓连接常常表现出一定的非线性。为研究螺栓连接的非线性特性,设计了一个螺栓连接系统,并对其进行不同基础激励下的正弦扫频实验。通过实验数据的分析得到了螺栓连接的共振频率和相对阻尼系数,发现其随着激励量级... 详细信息

在不同的外界激励下,螺栓连接常常表现出一定的非线性。为研究螺栓连接的非线性特性,设计了一个螺栓连接系统,并对其进行不同基础激励下的正弦扫频实验。通过实验数据的分析得到了螺栓连接的共振频率和相对阻尼系数,发现其随着激励量级的不同呈现出较明显的非线性特性。在理论模型研究中,将系统简化为非线性弹簧、非线性阻尼器、质量块的单自由度模型,并利用实验数据对非线性方程中的系数进行了识别。利用此非线性模型,求出系统的主共振频率和相对阻尼系数,它们与实验结果相比差别较小,说明文中所给的非线性方程能较好描述螺栓连接的振动特性。

关键词：螺栓连接振动非线性

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考虑法向载荷变化的微滑摩擦系统振动分析

振动与冲击 2017年第13期36卷 122-127,183页

作者：徐超李东武陈学前王东西北工业大学航天学院西安710072 中国工程物理研究院总体工程研究所四川绵阳621000

工程结构中,常采用干摩擦阻尼器来降低系统的动力响应幅值。振动环境中,连接界面间存在着复杂的接触和摩擦行为,这些行为具有跨尺度、迟滞非线性和切法向耦合等特点。建立了一种能同时考虑法向载荷变化和切向微滑摩擦行为的接触力学模型... 详细信息

工程结构中,常采用干摩擦阻尼器来降低系统的动力响应幅值。振动环境中,连接界面间存在着复杂的接触和摩擦行为,这些行为具有跨尺度、迟滞非线性和切法向耦合等特点。建立了一种能同时考虑法向载荷变化和切向微滑摩擦行为的接触力学模型,推导了模型恢复力和相对位移间关系的表达式,利用不同模型间的比较验证了模型的有效性。将该模型应用于简化的摩擦阻尼器系统,求解了简谐激励下系统的迟滞回线、单位周期的能量耗散和频率响应曲线,并对不同模型的特性进行了比较分析。结果表明:是否考虑法向载荷变化对系统动力学响应预测有很大影响;考虑法向载荷变化的微滑摩擦模型能够更加完善、准确地模拟接触界面间的力学行为。

关键词：摩擦阻尼接触微滑非线性法向载荷变化

基于有限元分析的大型固体激光器稳定性指标重分配

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强激光与粒子束 2010年第5期22卷 1073-1076页

作者：陈学前冯加权徐元利中国工程物理研究院总体工程研究所四川绵阳621900

在大型固体激光器结构稳定性设计中,使用等概率分配方法的分配值作为光学元件稳定性设计指标常常会增加结构设计的难度,造成结构建造的巨大浪费。为此,提出了基于结构有限元分析的稳定性指标重分配方法,即将同一光路中光学元件振动响应... 详细信息

在大型固体激光器结构稳定性设计中,使用等概率分配方法的分配值作为光学元件稳定性设计指标常常会增加结构设计的难度,造成结构建造的巨大浪费。为此,提出了基于结构有限元分析的稳定性指标重分配方法,即将同一光路中光学元件振动响应引起靶点光束的定位误差作为各自的权重系数,采用线性加权和法对稳定性指标进行重新分配。稳定性指标重分配后,所得到的同一光路中各光学元件的安全系数相等。利用此方法对某大型固体激光装置主机装置靶区一条光路中光学元件的稳定性指标进行了重分配,得到每条光路上光学元件稳定性的安全系数均为1.229,满足结构稳定性设计要求。

关键词：稳定性固体激光器有限元分析线性加权和法

基于响应面与灵敏度分析的区间不确定性参数识别方法

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振动与冲击 2019年第16期38卷 267-273页

作者：陈学前沈展鹏刘信恩中国工程物理研究院总体工程研究所四川绵阳621999 工程材料与结构冲击振动四川省重点实验室四川绵阳621999

针对工程结构中普遍存在的不确定性,需开展考虑不确定性的有限元建模与模型参数识别。提出了具有区间不确定性参数识别的分步实施方法:①通过Box-Behnken矩阵设计方法进行响应面的样本点设计,并代入有限元模型计算获得结构的关心固有频... 详细信息

针对工程结构中普遍存在的不确定性,需开展考虑不确定性的有限元建模与模型参数识别。提出了具有区间不确定性参数识别的分步实施方法:①通过Box-Behnken矩阵设计方法进行响应面的样本点设计,并代入有限元模型计算获得结构的关心固有频率;基于二次多项式建立固有频率与待识别参数间的响应面模型;基于优化方法与自适应响应面思想对区间参数中值进行识别;②基于响应面模型并结合灵敏度分析,实现迭代区间参数半径的识别。通过某个质量—弹簧系统的数值算例和一组镜架系统工程实例的区间不确定性参数识别,验证了所提出方法的可行性和可靠性;参数识别结果表明所提出的方法具有较高的计算效率且可有效地避免区间优化导致的收敛问题。

关键词：响应面模型区间不确定性参数识别灵敏度分析

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基于强迫振动响应的结构损伤识别

振动．测试与诊断 2005年第2期25卷 98-100,153页

作者：陈学前陈大林中国工程物理研究院结构力学研究所绵阳621900

为了识别结构的损伤位置和损伤程度,利用结构在多个脉冲激励下的强迫振动响应数据,把结构在损伤前后的响应数据相减,并对它们的差值求曲率,最后通过ANSYS有限元软件对具有不同损伤程度的固支梁进行仿真,并对其强迫响应数据按上面方法处... 详细信息

为了识别结构的损伤位置和损伤程度,利用结构在多个脉冲激励下的强迫振动响应数据,把结构在损伤前后的响应数据相减,并对它们的差值求曲率,最后通过ANSYS有限元软件对具有不同损伤程度的固支梁进行仿真,并对其强迫响应数据按上面方法处理后,所得结果能判断出梁损伤的位置和损伤程度的大小,说明此方法是有效的。

关键词：强迫振动响应矩阵曲率结构损伤识别

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不确定性因素对某橡胶隔振器连接刚度的影响

振动．测试与诊断 2015年第3期35卷 530-534,594-595页

作者：陈学前沈展鹏刘信恩王玉军中国工程物理研究院总体工程研究所绵阳621999

设计了两类可以分离某橡胶隔振系统不确定性源的模态试验,并对每类试验进行了重复试验。根据试验结果,基于传统有限元模型修正方法对隔振系统的连接刚度进行了识别。基于贝叶斯方法并结合马尔可夫链蒙特卡罗(Markov chain Monte Carlo,... 详细信息

设计了两类可以分离某橡胶隔振系统不确定性源的模态试验,并对每类试验进行了重复试验。根据试验结果,基于传统有限元模型修正方法对隔振系统的连接刚度进行了识别。基于贝叶斯方法并结合马尔可夫链蒙特卡罗(Markov chain Monte Carlo,简称MCMC)抽样研究得到了连接刚度的概率密度,并结合随机变量的运算量化了各不确定性源对隔振器连接刚度的影响,最后通过确认试验验证了连接刚度不确定性模型的有效性。研究结果表明,隔振系统装配不确定性对连接刚度的影响比隔振器橡胶材料分散性的影响低一个数量级。

关键词：橡胶隔振器不确定性源贝叶斯方法不确定性量化