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新型BTG塑料合金关于温度-频率-振幅的动态阻尼性能模型

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复合材料学报 2011年第4期28卷 219-224页

作者：陈希瑞龚宪生重庆大学机械传动国家重点实验室机械工程学院重庆400030 重庆工商大学机械工程学院重庆400067

建立了描述一种新型BTG塑料合金的温度-频率-振幅的动态阻尼性能数学模型。通过动态热分析仪DMA242,获取了BTG塑料合金的频率扫描、温度扫描和幅值扫描的动态阻尼损耗因子实验数据。通过分析实验数据,将温度扫描的阻尼损耗因子量分离为... 详细信息

建立了描述一种新型BTG塑料合金的温度-频率-振幅的动态阻尼性能数学模型。通过动态热分析仪DMA242,获取了BTG塑料合金的频率扫描、温度扫描和幅值扫描的动态阻尼损耗因子实验数据。通过分析实验数据,将温度扫描的阻尼损耗因子量分离为仅与频率相关以及与频率、温度均相关的两个分量,并分别用Kelvin分数导数的阻尼损耗因子模型和高斯函数模型来表达这两个分量,再以此为基准,考虑振幅对阻尼损耗的影响,由此建立了综合考虑温度-频率-振幅的阻尼损耗数学模型。结果表明,所建立的综合考虑温度-频率-振幅的阻尼损耗数学模型能准确描述实验数据。

关键词：塑料合金动态力学分析阻尼损耗因子模型参数识别

非正态变量情况下基于杂交SAPSO-SFLA的多目标稳健协同优化

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工程力学 2013年第5期30卷 24-35页

作者：张干清龚宪生重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 重庆大学机械工程学院重庆400044

为解决非正态变量空间中复杂多变的隐式非线性功能函数的可靠性及灵敏度的问题,融合鞍点估计与线抽样法的优点,结合二分法的特点与黄金分割法的求解效率,提出基于黄金分割二分法的鞍点线抽样法,即可沿重要线抽样方向利用黄金分割点的二... 详细信息

为解决非正态变量空间中复杂多变的隐式非线性功能函数的可靠性及灵敏度的问题,融合鞍点估计与线抽样法的优点,结合二分法的特点与黄金分割法的求解效率,提出基于黄金分割二分法的鞍点线抽样法,即可沿重要线抽样方向利用黄金分割点的二分法快速找到各样本点对应于功能函数的零点,将结构失效概率转化为一系列线性功能函数失效概率的平均值,求出相关变量的可靠性灵敏度,从而导出失效概率对变量均值与方差的可靠性灵敏度及结构轻量化的多目标优化问题,并阐明了多目标协同优化的思想。同时,针对可靠性灵敏度作为目标函数因误差导致多目标协同优化难以收敛的问题,提出了利用误差的思想与方法;为提高算法的收敛性,对粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法与混合蛙跳算法(Shuffled Frog-Leaping Algorithm,SFLA)进行改进以后,再将两者进行杂交,提出杂交自适应粒子群优化-混合蛙跳算法(Self-Adaptive PSO-SFLA,SAPSO-SFLA),并用来求解上述多目标优化问题。算例表明:1)基于黄金分割二分法的鞍点线抽样法在求解复杂非线性功能函数的可靠性及灵敏度时精度高,速度快;2)与粒子群优化和混合蛙跳算法相比,所提杂交SAPSO-SFLA不仅具有更快的收敛速度,其鲁棒性还能使盾构行星减速器箱体体积减小8.42%。

关键词：粒子群优化算法混合蛙跳算法鞍点估计线抽样法二分法可靠性灵敏度协同优化

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BTG塑料合金准静态力学性能研究

材料科学与工艺 2011年第4期19卷 79-83页

作者：龚宪生陈希瑞重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400030 重庆大学机械工程学院重庆400030 重庆工商大学机械工程学院重庆400067

为研究BTG塑料合金的准静态力学性能,并建立准确描述其力学性能的分数导数模型,通过DMA242进行了20、40、60、80和100℃下1000 s时长拉伸松弛实验,以此实验数据为基础,根据时温等效原理获得了20℃下440 000 s时长的时间松弛模量.以此识... 详细信息

为研究BTG塑料合金的准静态力学性能,并建立准确描述其力学性能的分数导数模型,通过DMA242进行了20、40、60、80和100℃下1000 s时长拉伸松弛实验,以此实验数据为基础,根据时温等效原理获得了20℃下440 000 s时长的时间松弛模量.以此识别参数获得了BTG塑料合金的分数导数Kelvin本构模型,同时在20℃下进行了条块形状试样在恒载荷20 N下的1 116 000 s的长时间实验拉伸实验.结果表明:建立的分数导数Kelvin模型能准确描述DMA实验数据和恒载下的拉伸模量变化规律;时温等效原理适用于BTG塑料合金,用分数导数Kelvin模型来描述BTG塑料合金的粘弹松弛特性合理.

关键词：粘弹松弛时温等效原理分数导数参数识别

提升机卷筒结构对多层缠绕双钢丝绳变形失谐的影响

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煤炭学报 2016年第8期41卷 2121-2129页

作者：龚宪生罗宇驰吴水源重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 重庆大学机械工程学院重庆400044

针对用于矿产资源深部开采的超深矿井提升装备,为保证多点提升、多层缠绕钢丝绳间的同步性,从提升机主轴装置卷筒结构角度,探讨钢丝绳间变形失谐的成因,并提出减小失谐量的有效解决方案。通过建立钢丝绳多层缠绕与双绳区卷筒在圈间、层... 详细信息

针对用于矿产资源深部开采的超深矿井提升装备,为保证多点提升、多层缠绕钢丝绳间的同步性,从提升机主轴装置卷筒结构角度,探讨钢丝绳间变形失谐的成因,并提出减小失谐量的有效解决方案。通过建立钢丝绳多层缠绕与双绳区卷筒在圈间、层间缠绕时的耦合变形模型,得到卷筒在各圈缠绕时的受载情况。利用有限元法计算提升过程中卷筒的变形量,得到两钢丝绳变形失谐量波动曲线,结果表明,提升机卷筒结构对双绳多层缠绕钢丝绳提升同步性具有重要影响,提升过程中卷筒的变形会引起钢丝绳间变形失谐,若控制不当可能导致钢丝绳间的张力差超标,危及钢丝绳安全。通过优化提升机卷筒腹板支承结构,可以明显提高卷筒刚度,减小钢丝绳间变形失谐量。研究结果可对设计超深矿井双钢丝绳多层缠绕提升卷筒结构,保证钢丝绳多点提升、多层缠绕的同步性提供参考。

关键词：多点提升多层缠绕卷筒变形失谐

基于负载自适应的煤矿用钻机卡盘动态夹紧理论

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煤炭学报 2013年第3期38卷 498-504页

作者：辛德忠龚宪生王清峰重庆大学机械传动国家重点实验室机械工程学院重庆400044 中国煤炭科工集团重庆研究院重庆400039

针对现有煤矿用钻机胶套式液压卡盘(胶套卡盘)夹紧回路的缺陷,运用负载自适应的基本原理,将钻机回转与给进的负载变化与卡盘夹紧力动态关联,提出了胶套卡盘动态夹紧理论及计算方法,建立了系统的传递函数并进行了响应分析。并以某型钻机... 详细信息

针对现有煤矿用钻机胶套式液压卡盘(胶套卡盘)夹紧回路的缺陷,运用负载自适应的基本原理,将钻机回转与给进的负载变化与卡盘夹紧力动态关联,提出了胶套卡盘动态夹紧理论及计算方法,建立了系统的传递函数并进行了响应分析。并以某型钻机为例,运用仿真软件AMESim对系统在特殊载荷条件下仿真验证,通过实验室验证及现场实验验证,结果表明:采用所提出的理论及计算方法设计的胶套卡盘能显著的提高卡盘的使用可靠性并成倍的提高胶套使用寿命,可为此类钻机胶套式液压卡盘设计提供理论依据和方法。

关键词：煤矿用钻机负载适应胶套卡盘动态夹紧

变量相关情况下基于杂交GA-PSO算法的结构协同优化

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机械工程学报 2012年第15期48卷 113-125页

作者：张干清龚宪生重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 长沙学院机电工程系长沙410003 重庆大学机械工程学院重庆400044

为解答实际工程中变量相关情况下的高维小概率失效问题,将子集模拟与重要抽样法结合起来,根据重要抽样的概率密度函数获取的相关变量的样本点来构造中间失效事件,从而将小失效概率问题转化为一条由一系列易于求解的较大条件失效概率的... 详细信息

为解答实际工程中变量相关情况下的高维小概率失效问题,将子集模拟与重要抽样法结合起来,根据重要抽样的概率密度函数获取的相关变量的样本点来构造中间失效事件,从而将小失效概率问题转化为一条由一系列易于求解的较大条件失效概率的连乘积组成的马尔可夫链(Markov chain,MC),并直接抽取相关样本点来高效模拟结构的可靠性灵敏度。由此创建失效概率对各变量均值、方差(包含相关系数)的可靠性灵敏度最低以及体积最小的多目标优化问题,并提出多目标协同优化的思想,同时,针对可靠性灵敏度作为目标函数因误差导致多目标协同优化难以收敛的问题,提出利用误差的思想与方法;为加速遗传算法(Genetic algorithm,GA)与粒子群优化(Particle swarm optimization,PSO)算法的收敛,提出克隆与进化同时并举的精英策略及相似交配的思想,并用此GA得到的个体与PSO算法杂交,以进一步提高其收敛性;最后,以盾构三级行星减速器的三个行星架为例,运用上述算法对所建数学模型进行求解,结果表明:①所提直接抽取相关样本的MC能很好地模拟出相关变量的可靠性及灵敏度,免除了变量独立化过程反复转换的繁琐;②提出的杂交GA-PSO协同算法较GA与PSO算法有更快的收敛速度,当相关系数为0.7时,可使该行星架的总体积减小7.06%;③证实将可靠性灵敏度作为目标函数时所提利用误差的思想与方法的可行性与正确性。

关键词：马尔可夫链杂交遗传粒子群算法相关变量协同优化可靠性灵敏度子集模拟重要抽样

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农业机械曲轴检测系统步进电动机的控制

农业机械学报 2006年第5期37卷 140-143页

作者：权威龚宪生康黎云重庆大学机械传动国家重点实验室

根据农业机械曲轴检测系统的要求,基于VC++软件和PCL 812PG数据采集卡开发了步进电动机控制系统。实际测试表明,该系统具有精确、稳定、通用性强、可参数化控制等特点。利用这种方式进行控制系统设计,可在短期内开发出复杂的控制系统。

关键词：农业机械曲轴检测步进电动机控制

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基于改进免疫遗传算法的机械零件的结构优化

中南大学学报（自然科学版） 2011年第11期42卷 3359-3369页

作者：张干清龚宪生重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 重庆大学机械工程学院重庆400044

鉴于现有免疫遗传算法其收敛差的问题,剖析其理论体系本身存在的6大弊端,提出6条全新的免疫策略,以加快算法的收敛速度并提高其收敛精度。同时,对实码抗体与变量向量之间的关系进行阐述,将复杂的算法机理用图形直观地描述出来,以便于对... 详细信息

鉴于现有免疫遗传算法其收敛差的问题,剖析其理论体系本身存在的6大弊端,提出6条全新的免疫策略,以加快算法的收敛速度并提高其收敛精度。同时,对实码抗体与变量向量之间的关系进行阐述,将复杂的算法机理用图形直观地描述出来,以便于对免疫遗传算法的理解与实际操作;将可靠性分析的随机摄动法与其灵敏度分析相结合,对随机参数的概率分布为任意形状的机械零件计算其可靠度及其灵敏度的函数表达式,并创建可靠度对设计变量的灵敏度最低与体积最小的两目标数学模型;提出实现目标函数值之间保持动态平衡的全新模型,以实现上述两目标函数与像集法的对接;最后,以盾构机三级行星减速器轴为例,按照上述思想建立数学模型,编写改进的免疫遗传算法的MATLAB程序对其进行优化。研究结果表明:该算法的鲁棒性使行星减速器轴的总体积减小13.65%,与改进前相比,所提出的免疫遗传算法具有更快的收敛速度与更高的收敛精度。

关键词：免疫遗传算法可靠性设计灵敏度分析结构优化

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增强泡沫塑料隔振器动态性能的实验研究

复合材料学报 2003年第5期20卷 135-141页

作者：龚宪生唐一科景军平重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

　对一种增强泡沫塑料隔振器动态性能进行实验研究,研究表明:这种隔振器具有强非线性滞后特性,恢复力受频率和振幅影响并与变形历史有关,恢复力滞后回线的形状和大小与隔振器的刚度和阻尼特性有关。针对隔振器的强非线性滞后特性,提出... 详细信息

　对一种增强泡沫塑料隔振器动态性能进行实验研究,研究表明:这种隔振器具有强非线性滞后特性,恢复力受频率和振幅影响并与变形历史有关,恢复力滞后回线的形状和大小与隔振器的刚度和阻尼特性有关。针对隔振器的强非线性滞后特性,提出从能量分析出发,将这一复杂系统中的恢复力分解成保守力与非保守力,即将隔振器恢复力分解成弹性恢复力和阻尼力,由此提出建立能合理描述隔振器动力学特性数学模型的建模方法。实践证明:这是一种巧妙的建模方法,它为这类隔振器数学模型建立及参数辨识提供了有效手段,为隔振器动力学设计及动力优化奠定了良好基础。本文作者提出的研究方法对其它非线性滞后系统的分析有借鉴作用。

关键词：增强泡沫塑料隔振器非线性滞后特性建模