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基于改进响应面法的桁架结构的可靠性分析

起重运输机械 2023年第24期 47-54页

作者：樊大宝秦义校太原科技大学机械工程学院

在对现有结构可靠度计算方法进行深入研究的基础上，文中提出了一种结构可靠度计算方法，以便能将桁架结构可靠度分析更加高效。这种分析方法是通过改进的响应面法进行的，旨在减少桁架结构可靠度计算中涉及的计算工作量，并利用APDL命... 详细信息

在对现有结构可靠度计算方法进行深入研究的基础上，文中提出了一种结构可靠度计算方法，以便能将桁架结构可靠度分析更加高效。这种分析方法是通过改进的响应面法进行的，旨在减少桁架结构可靠度计算中涉及的计算工作量，并利用APDL命令流对桁架结构进行建模。在不能或难以获得功能函数与其变量之间明确表达式的复杂结构中，应用Matlab-Ansys数据交互寻找一个合适的、能够近似等于原始功能函数的显式功能函数式(RSF)代替原始的、近似隐式的功能函数(LSF)，获得显式功能函数式(RSF)后分别使用Ansys中PDS模块的蒙特卡洛法-响应面分析法（MCS-RSM）混合模拟法和遗传算法(GA)进行迭代计算可靠性指标和设计点，并以桁架结构为算例进行分析比较。结果表明：使用Matlab-Ansys数据交互较易获得显式功能函数式(RSF)，遗传算法（GA）可将计算效率提高95%以上。

关键词：塔式起重机桁架结构结构可靠度分析 Matlab-Ansys数据交互改进的响应面法 MCS-RSM混合模拟法

弹性力学的重构核粒子边界无单元法与有限元的耦合法

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固体力学学报 2008年第2期29卷 205-211页

作者：秦义校程玉民太原科技大学机电工程学院太原030024 上海大学上海市应用数学和力学研究所上海200072

将重构核粒子边界无单元法(RKP-BEFM)与有限元法(FEM)耦合,形成求解具有区域特征的弹性力学问题的重构核粒子边界无单元与有限元的耦合方法RKP-BEF/FE.推导了重构核粒子边界无单元与有限元耦合方法的离散化公式,建立了节点未知量的耦合... 详细信息

将重构核粒子边界无单元法(RKP-BEFM)与有限元法(FEM)耦合,形成求解具有区域特征的弹性力学问题的重构核粒子边界无单元与有限元的耦合方法RKP-BEF/FE.推导了重构核粒子边界无单元与有限元耦合方法的离散化公式,建立了节点未知量的耦合方程.重构核粒子边界无单元法和有限单元法的较高精度保证了这一直接耦合方法的成功实现与求解精度.最后给出了平面问题的数值算例,验证了提出的耦合方法RKP-BEF/FE的有效性.

关键词：边界无单元法有限元法重构核粒子法耦合弹性力学

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弹性力学的重构核粒子边界无单元法

物理学报 2006年第7期55卷 3215-3222页

作者：秦义校程玉民上海大学上海市应用数学和力学研究所太原科技大学太原030024

将重构核粒子法(RKPM)和边界积分方程方法结合,提出了一种新的边界积分方程无网格方法——重构核粒子边界无单元法(RKP-BEFM).对弹性力学问题,推导了其重构核粒子边界无单元法的公式,研究其数值积分方案,建立了重构核粒子边界无单元法... 详细信息

将重构核粒子法(RKPM)和边界积分方程方法结合,提出了一种新的边界积分方程无网格方法——重构核粒子边界无单元法(RKP-BEFM).对弹性力学问题,推导了其重构核粒子边界无单元法的公式,研究其数值积分方案,建立了重构核粒子边界无单元法离散化边界积分方程,并推导了重构核粒子边界无单元法的内点位移和应力积分公式.重构核粒子法形成的形函数具有重构核函数的光滑性,且能再现多项式在插值点的精确值,所以本方法具有更高的精度.最后给出了数值算例,验证了本方法的有效性和正确性.

关键词：重构核粒子法弹性力学边界无单元法

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温度场分析的重构核粒子边界无单元法

机械工程学报 2008年第6期44卷 95-100页

作者：秦义校程玉民上海大学上海市应用数学和力学研究所上海200072 太原科技大学机电工程学院太原030024

将重构核粒子法和Laplace方程的边界积分方程方法结合,提出温度场分析的重构核粒子边界无单元法。推导Laplace方程边值问题的重构核粒子边界无单元法公式,建立相应的重构核粒子边界无单元法离散化方程。重构核粒子法构造的形函数具有不... 详细信息

将重构核粒子法和Laplace方程的边界积分方程方法结合,提出温度场分析的重构核粒子边界无单元法。推导Laplace方程边值问题的重构核粒子边界无单元法公式,建立相应的重构核粒子边界无单元法离散化方程。重构核粒子法构造的形函数具有不低于核函数的高阶光滑性,能精确重构插值点多项式的真值。数值算例表明,温度场分析的重构核粒子边界无单元法既有无网格方法的优势,又具有较高精度。

关键词：温度场重构核粒子法边界积分方程边界无单元法

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基于组合代理模型的箱形梁轻量化设计

起重运输机械 2023年第14期 21-27页

作者：陈杨秦义校杨俊乐太原科技大学机械工程学院太原030024

文中针对常见的3种代理模型多项式响应面(RSM)、径向基(RBF)神经网络以及Kriging模型在结构优化中的代理效果进行对比研究。以桥式起重机箱形梁轻量化为例,分析了3种代理模型在确定系数下的代理效果,并以此为依据提出了1种适用于该优化... 详细信息

文中针对常见的3种代理模型多项式响应面(RSM)、径向基(RBF)神经网络以及Kriging模型在结构优化中的代理效果进行对比研究。以桥式起重机箱形梁轻量化为例,分析了3种代理模型在确定系数下的代理效果,并以此为依据提出了1种适用于该优化案例的组合代理模型。最终,以智能算法与梯度算法的组合算法对得到的4种代理模型寻优,并将寻优结果通过有限元模型进行验证。实际工程案例表明,基于代理模型的结构优化算法,在保证优化效果的前提下,大幅度提高了优化效率。

关键词：组合代理模型确定系数智能算法箱形梁布局优化

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移动载荷作用的复杂箱型梁端部构形优化

机械设计与制造 2023年第12期394卷 186-189页

作者：郭振山秦义校米成宏郑怀鹏太原科技大学机械工程学院山西太原030024 徐工集团徐州建机工程机械有限公司江苏徐州221000

装配式建筑构件综合安装和冶金生产线常用的起重机箱型主梁端部变截面焊缝处存在明显应力集中,在变载荷作用下,会产生疲劳裂纹的构形不合理问题。以起重机箱型主梁为研究对象,建立了合理的有限元主梁参数化模型,并对其进行静力学分析。... 详细信息

装配式建筑构件综合安装和冶金生产线常用的起重机箱型主梁端部变截面焊缝处存在明显应力集中,在变载荷作用下,会产生疲劳裂纹的构形不合理问题。以起重机箱型主梁为研究对象,建立了合理的有限元主梁参数化模型,并对其进行静力学分析。并通过有限元软件模拟箱型梁在移动载荷作用下的瞬态响应,得到箱型梁跨中的位移响应和端部应力响应。最后根据分析结果,采用热点应力法构建端部最大应力表达式,在保证箱型梁质量增加较小以及其他约束条件下,以端部应力最小为优化目标,建立优化模型,通过优化使箱型梁端部应力满足强度条件。将优化方案与初始方案对比,验证了优化方案的可行性。

关键词：箱型梁端部构形瞬态分析优化

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弹性力学的插值型重构核粒子法

物理学报 2012年第8期61卷 25-31页

作者：李中华秦义校崔小朝太原科技大学应用科学学院太原030024 太原科技大学机械工程学院太原030024

采用具有离散点插值特性的重构核粒子法形函数,较精确地重构弹性体变形的位移试函数,再与弹性力学的最小势能原理相结合,形成新的分析弹性力学平面问题的插值型重构核粒子法.由于插值型重构核粒子法形函数具有点插值特性和不低于核函数... 详细信息

采用具有离散点插值特性的重构核粒子法形函数,较精确地重构弹性体变形的位移试函数,再与弹性力学的最小势能原理相结合,形成新的分析弹性力学平面问题的插值型重构核粒子法.由于插值型重构核粒子法形函数具有点插值特性和不低于核函数的高阶光滑性,因而既克服了多数无网格方法处理本质边界条件的困难,也保证了较高的数值精度.与早期的无网格方法相比,本方法具有精度高、解题规模较小、可直接施加边界条件等优点.通过对典型弹性力学问题数值模拟,验证了所提方法的有效性和正确性.

关键词：插值型重构核粒子法弹性力学最小势能原理无网格方法

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桁架式臂架布局优化设计

港口装卸 1996年第5期 1-5页

作者：秦义校唐风太原重型机械学院

针对我国内河港口用回转起重机的桁架式臂架，选择其外形尺寸、臂架各段节间数和杆件截面积等不同性质的设计变量，将它们置于同一设计空间，并同时考虑所有工程约束条件，进行结构布局优化设计。采用离散变量优化方法和有限元分析相结... 详细信息

针对我国内河港口用回转起重机的桁架式臂架，选择其外形尺寸、臂架各段节间数和杆件截面积等不同性质的设计变量，将它们置于同一设计空间，并同时考虑所有工程约束条件，进行结构布局优化设计。采用离散变量优化方法和有限元分析相结合的程序，取得了空间桁架式臂架的最佳结构布局。

关键词：桁架式臂架布局优化设计港口机械起重机

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复杂受力带筋卷筒结构分析与最优设计

中国机械工程 2006年第9期17卷 885-888页

作者：秦义校程玉民顾翠云张志德上海大学上海市应用数学和力学研究所太原重型机械集团有限公司太原030024

采用空间薄壁板壳元与空间梁元混合离散模型对大吨位起重机钢丝绳缠绕卷筒进行有限元分析,将有限元方法与进退法优化方法耦合形成数值算法进而对卷筒进行优化设计。有限元分析按最危险工况进行载荷组合并全面考虑复杂外载荷影响。通过优... 详细信息

采用空间薄壁板壳元与空间梁元混合离散模型对大吨位起重机钢丝绳缠绕卷筒进行有限元分析,将有限元方法与进退法优化方法耦合形成数值算法进而对卷筒进行优化设计。有限元分析按最危险工况进行载荷组合并全面考虑复杂外载荷影响。通过优化,使影响卷筒自重的筒壁厚度下降,得到受力复杂的带内筋板大型卷筒在满足包括稳定性要求在内的各项工程约束条件下的最佳设计。

关键词：大型内筋板卷筒复杂外力有限元分析稳定性优化设计