考虑阻尼的无限长小垂度缆索弹性波的传播

缆索结构被广泛应用于电气、土木、海洋和航空工程等领域,随着缆索在工程中的应用长度越来越长,高阶振动越来越明显,研究时应该考虑扰动沿着缆索的传播.现有对缆索弹性波传播的研究中,通常不考虑阻尼项,然而阻尼对于波的传播有着重要影响.文章考虑阻尼的影响,发展了包含阻尼项的三维弹性缆索运动方程.通过求解上述含阻尼项的运动方程,分别考察了面内面外弹性波的频率关系、相速度和群速度等自由传播特性,进而通过计算无限长弹性缆索在初始余弦型脉冲作用下的位移响应,分析扰动沿着该缆索的传播规律,考察波的色散现象以及阻尼对于缆索弹性波传播的影响.结果表明,考虑阻尼后,面内波和面外波均为色散波,面内波在曲率的作用下,为高度色散波.此外,在阻尼的影响下,波的峰值在传播过程不断减小,且波的后缘端点响应总是高于前缘端点响应

带有任意弹性支撑的大型有面外支撑杆X撑结构屈曲分析

X型支撑结构已成为许多超大型建筑主要承载部件,如设计使用不当,将有可能发生由支撑杆的屈曲失稳而引发的结构坍塌变形。在极限荷载下,X撑杆的屈曲失稳本质上属于典型的多跨压杆稳定问题,其极限承载力与撑杆的结构组成、几何参数以及端部约束密切相关。本文主要研究有(无)面外支撑的非对称交叉支撑体系在任意弹性支撑下X撑结构屈曲特性,侧重于考察端部约束、受力形式、面外支撑刚度等因素的影响。首先基于线弹性理论框架,建立了双跨受压杆件平衡方程,利用牛顿迭代算法进行屈曲载荷计算。此外,基于欧拉临界应力假设,推导了两端固支的双跨受拉(压)杆件在跨中任意位置处的转角刚度计算公式,从而得到跨中连续的非对称交叉支撑杆的有效长度因子数值解,并对端点支撑刚度和跨中支撑刚度进行了敏感性分析。结合工程实践,给出了杆件屈曲长度系数和临界屈曲载荷等关键设计参数

基于正交试验方法的大型有面外支撑杆X撑结构的屈曲分析和优化设计

基于非线性屈曲有限元模型，该文结合正交试验和多因素方差分析方法研究了大型有面外支撑杆X撑结构的稳定性，并采用非线性曲面回归和BP神经网络机器学习对结构进行了优化设计，获得了临界屈曲系数预测模型，为复杂的高度非线性问题提供了一种解决思路。具体而言，搭建了支持表格形式自动化模拟的ANSYS和SOLIDWORKS联合仿真有限元模型，在充分考虑几何设计参数和边界条件的基础上进行了显著性正交试验和多因素方差分析，从中筛选出了主要影响因素并确定了优化设计自变量。然后，以显著性分析为指导进行了优化设计正交试验，利用非线性曲面回归方法和BP神经网络机器学习方法完成了结构优化设计。研究发现：面内支撑几何参数对结构稳定性的影响更为显著，其中临界屈曲载荷对面内支撑管径的变化最为敏感；另外，面外支撑会增加面内支撑的刚度，且节点位置会显著影响整体结构的稳定性；同时，载荷比的影响也很大，拉力会改善结构稳定性。针对新型复杂结构和初期优化设计，该文提供了一种基于数据驱动的高效优化设计方法

含间隙铰曲柄滑块机构中接触力计算方法对比研究

为了在开展含间隙铰多体系统动力学性能分析时选择最佳的接触力计算方法，以含间隙铰曲柄滑块机构为对象，建立了含间隙铰曲柄滑块机构多体动力学模型，针对几种接触力计算方法进行系统的对比分析。研究了不同间隙、曲柄转速和恢复系数下，接触力计算方法对曲柄滑块机构动力学性能分析的影响。结果表明，在研究径向间隙、驱动载荷和恢复系数变化对多体系统动力学影响时，选择Lankarani-Nikravesh接触力模型和Zhiying-Qishao接触力模型都相对可靠，且Zhiying-Qishao接触力模型对恢复系数敏感程度最低

耦合铰间隙和柔性作用的曲柄连杆机构动力学分析

铰间隙和连杆柔性是影响机构动力学性能的主要因素，其决定了机构运行的可靠性。以曲柄连杆机构为对象，采用Lagrange乘子法建立了耦合连杆铰间隙和连杆柔性作用的动力学模型。在此基础上，系统研究了间隙大小、连杆柔性及其耦合作用对机构动力学输出响应的影响。结果表明，同一运转周期内，碰撞主要集中在运动前期靠近曲柄或连杆的两侧；间隙增大，加剧铰接构件间的碰撞，碰撞力和相互嵌入深度的振荡幅值明显增大，会降低轴心轨迹的稳定性；适当的构件柔性处理可以缓和间隙引起的碰撞冲击

基于正交试验方法的大型有面外支撑杆X撑结构的屈曲分析和优化设计

本文从数理统计和有限元模拟的角度研究了有面外支撑杆X撑结构的稳定性问题并提出了基于优化设计的临界载荷经验公式,为高度非线性问题提供了一种新型解决思路。具体而言,充分考虑了面内支撑和面外支撑几何设计参数和边界条件,以正交设计为指导思想,进行了非对称结构的弹性屈曲现象的数值模拟和显著性试验,并借助多因素方差分析筛选出了各种受力环境下的显著影响因素。最后,在上述基础上提出了优化设计解决方案,以临界屈曲载荷为目标函数,显著性因子为设计变量,利用非线性曲面回归得到了显著影响因素和临界屈曲载荷的经验公式,即优化设计数学模型。研究发现,无论系统处于何种受力条件,面内支撑几何设计参数对结构稳定性的影响远高于面外支撑几何设计参数,其中X撑外径的作用作为显著。但系统双杆受力时,面外支撑位置,即面内支撑结点位置会显著影响结构的稳定性。此外,X撑两杆所受载荷的比率会显著影响系统的承载性能,具体表现为非屈曲杆受拉力时,结构稳定性会有所改善,且比率为4.85倍时,本系统的稳定性最好。本文为基于正交试验的优化设计方法于实际工程中的应用提供了案例参考,针对新型复杂结构设计和初期优化设计提供了一种高效的解决方案

隔板式内循环流化床气化炉关键尺寸的设计和炉内温度特性

介绍了一套新型的隔板式内循环气化炉的设计和运行情况。详尽说明了内循环气化炉中几个特征尺寸，如布风板的面积、隔板的高度和自由层高度的确定方法。针对2种不同原料(木屑和稻壳)的运行风量和床内温度调节特性，结合生物质灰的熔融特性，经过大量试验，得到如下结论：燃用木粉时，控制砂床温度低于950℃，可以有效防止炉内结焦；燃用稻壳时，控制砂床温度在1000℃下，可以有效防止炉内结焦