考虑中、高非线性复杂结构的参数不确定性,提出基于切比雪夫随机展开的非嵌入式随机有限元法,实现了结构有限元分析和可靠性分析的不耦合。以拉丁超立方随机有限元配点技术产生适量样本,拟合切比雪夫正交多项式随机展开模型,避免法方程在高阶展开时的病态现象,实现复杂结构隐式功能函数的显式化。全面考虑单梁桥机箱型主梁的可靠性因素,建立四种极限工况的有限元模型;利用灵敏度分析筛选随机变量,探索了配点样本数目对计算可靠度的影响,并提出取配点样本数目约为两倍拟合模型待定系数的假定。结果表明3阶LHS-CPSE模型计算可靠度精度稍高于2阶LHS-CPSE模型,且两者均满足要求;文中方法兼顾计算精度和效率,为复杂结构的可靠性分析提供了一条可行思路,具有较好的工程适用性。

针对电机模态不一致问题,进行了接触面积参数不确定电机模态的研究.基于确定性模型建立了接触面积参数不确定电机模态计算的Kriging代理模型,并结合Monte Carlo法进行了电机模态均值对接触面积参数均值的灵敏度分析.研究结果表明,定子铁芯与前端盖接触面积对电机一、二阶椭圆模态、四阶三角形模态的影响最大,对电机三阶三角形模态影响最大的是爪极与线圈接触面积,同时定子铁芯与绕组接触面积对电机一阶椭圆模态、三、四阶三角形模态都有影响.研究结果可为电机模态不一致问题的解决提供依据.

以曲轴磨削砂轮架为研究对象,提出了一种平移-扭转集中参数模型作为基本分析模型。首先基于拉格朗日能量法推导出集中参数模型的控制方程,计算并分析机构的固有频率和模态振型;然后通过直接微分法计算固有频率对设计参数(包括支撑刚度、部件质量和惯性矩)的灵敏度系数;最后在灵敏度分析的基础上,得到了一种优化的参数修正方案。该模型清晰展现了系统的固有特性,优化后砂轮架系统固有频率比优化前平均提高了8%。

在传统等截面双边四梁微加速度计结构上,以变极距式电容传感器为对象,设计一种菱形变截面梁。为增加梁的稳定性,满足加速度计对不同方向刚度要求,并提高灵敏度,建立加速度计数学理论模型,推导出灵敏度与刚度的关系。建立梁的纯弯曲模型,并基于静电驱动原理,推导出静电刚度公式,确定满足静电刚度小于机械刚度的条件下加速度计量程。结果显示,菱形变截面梁减小了梁的应力集中,使梁两方向的刚度最大化,提高了加速度计灵敏度。

将碳纳米管（CNT）均匀分散在环氧树脂（EP）基体中,在一定温度下固化后可制得CNT/EP导电复合材料,其导电率随CNT含量的升高而升高。通过实验研究CNT/EP复合材料拉伸应变与其电阻之间的关系,将CNT/EP复合材料制成片状贴附于有机玻璃板材拉伸试样上,采用CMT-05型万能拉伸试验机对其进行拉伸试验,同时使用LCR测试样品的实时电阻。实验显示,复合材料薄片的电阻随应变的增加而增大,但增大的幅度与CNT含量有关,因此,可以利用CNT/EP复合材料薄片的这种力-电特性制造应变传感器。研究表明,试制的CNT含量为0.2%的复合材料应变传感器灵敏度最好,可比传统箔式应变传感器的灵敏度高5倍以上。

首先介绍了灵敏度分析的基本原理,然后基于一维波动方程,导出了标准梁的扭转振动频率方程,结合列车车体中空薄壁型腔截面的特点,根据不同位置的截面特性,将车体分成多段等截面梁,以获取不同车体分段的截面信息。运用刚度串联原理,引入与车体结构特征密切相关的修正系数,得到车体的一阶扭转振动频率方程。以某型高速列车为例,公式的解析计算结果与有限元结果的误差为-2.036%,在工程误差要求范围内。最后,以该解析公式为依据,选取了车体的8组设计参数对车体进行了灵敏度分析,并得到了对车体扭转振动频率影响较大的4组设计参数,为列车车体设计相关工作提供了设计参考依据。

将稳定性问题引入传统变密度法中,可实现包含稳定性约束的平面模型结构拓扑优化.以单元相对密度为设计变量,结构柔度最小为目标函数,结构体积和失稳载荷因子为约束条件建立优化问题数学模型,提出了一种考虑结构稳定性的变密度拓扑优化方法.通过分析结构柔度、体积、失稳载荷因子对设计变量的灵敏度,并基于拉格朗日乘子法和KuhnGTucker条件,推导了优化问题的迭代准则.同时,利用基于约束条件的泰勒展开式求解优化准则中的拉格朗日乘子.通过推导平面四节点四边形单元几何刚度矩阵的显式表达式,得到了优化准则中的几何应变能.最后,通过算例对提出的方法进行了验证,并与不考虑稳定性的传统变密度拓扑优化方法进行对比,结果表明该方法能显著提高拓扑优化结果的稳定性.研究结果对细长受压结构的优化设计有重要指导意义,对结构的稳定性设...

介绍了基于电感原理的微流体油液检测芯片，研究了油液中铁颗粒通过微流体油液检测芯片检测区的速率对颗粒计数灵敏度的影响。制作了微流体油液检测芯片，搭建了检测系统。实验研究了不同驱动速率与颗粒产生的电感脉冲信号幅值之间的关系。研究结果表明：对于同一铁颗粒，其通过检测芯片时的电感脉冲信号幅值随着速率的增加而线性减小。该研究结果为提高微流体油液检测芯片的检测精度及灵敏度提供了参考。

首先针对广泛采用的循环球式液压助力转向系统建立了数学模型,并提出了液压助力作用在螺杆上的等效作用力矩的概念,以此为工具,对转向系统的刚度和装有此种转向系统的汽车的转向灵敏性进行分析.然后,讨论了几个重要的评价参数随着转向控制阀的压力增益而变化的趋势,得出转向控制阀的压力增益的重要性,使设计者能够定量地分析装有此种转向系统的汽车性能,从而有利于设计工作.

根据液压阀用LVDT性能要求,新型LVDT初级线圈采用两段式分布设计方法,能均匀轴向磁场分布。利用gamultiobj函数的遗传算法对LVDT多结构参数同步优化处理,运用数值仿真软件编写优化程序,求解最优结构参数。设计一种智能LVDT性能测试试验台,以提高LVDT测试精度及效率。通过优化前后仿真结果与实验结果的对比分析,表明初级线圈采用两段式能提高LVDT的线性度与灵敏度。