【摘 要】
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考虑到多种不确定性因素对汽车乘员约束系统带来的影响,提出了一种基于概率-区间混合模型的汽车乘员约束系统可靠性优化设计方法.针对某型汽车的乘员约束系统建立其数值模型,并通过实车碰撞实验以检验数值模型的有效性;通过概率模型和区间模型来描述不确定性变量,并建立了基于概率-区间混合模型的乘员约束系统可靠性优化设计问题;利用karush-kuhn-tucker(KKT)最优化条件和基于最大熵原理的二次四阶矩方法对可靠性优化问题进行解耦,将原始的三层嵌套优化问题转化为单层优化问题,实现高效求解;为了进一步提升计算效率
【机 构】
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长沙理工大学道路灾变防治及交通安全教育部工程研究中心,长沙410114;长沙理工大学工程车辆安全性设计与可靠性技术湖南省重点实验室,长沙410114;长沙理工大学工程车辆安全性设计与可靠性技术湖南省重
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考虑到多种不确定性因素对汽车乘员约束系统带来的影响,提出了一种基于概率-区间混合模型的汽车乘员约束系统可靠性优化设计方法.针对某型汽车的乘员约束系统建立其数值模型,并通过实车碰撞实验以检验数值模型的有效性;通过概率模型和区间模型来描述不确定性变量,并建立了基于概率-区间混合模型的乘员约束系统可靠性优化设计问题;利用karush-kuhn-tucker(KKT)最优化条件和基于最大熵原理的二次四阶矩方法对可靠性优化问题进行解耦,将原始的三层嵌套优化问题转化为单层优化问题,实现高效求解;为了进一步提升计算效率,基于径向基函数建立了乘员约束系统的近似模型,构建了近似可靠性优化设计问题,并使用遗传算法进行求解.结果 表明:该方法既能高效准确地为汽车乘员约束系统匹配最佳的设计参数,又提高了汽车的被动安全性,在汽车碰撞安全领域具有广泛的工程领域应用前景.
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损伤模式作为损伤演化状态的最直观表征方式之一,应用时频分析技术可以描述损伤模式在时频域上的变化规律,从而明确不同阶段的损伤演化状态.但交叉项的存在严重干扰了时频分析中各类损伤模式所传递的时频特征信息.为解决上述问题,提出一种基于改进的自适应变分模态分解(adaptive variational mode decomposition,AVMD)和Wigner-Ville分布的多分量信号交叉项抑制时频分析方法,该方法预先使用短时傅里叶变换预估声发射信号中损伤模式种类及中心频谱,通过VMD模态分量频谱与原信号中
位于水中的大桥桥墩基础会受到水流冲刷等不同形式的侵害,桥墩基础冲刷状态和加固效果评估需要快速有效的水下探测技术.水下声波映像法利用声发射激励震源,多点水声检波器同时采集弹性波信号,实现水域复杂环境快速探测.基于弹性波在复杂介质中的传播特性,提取采集剖面的弹性波波形数据,利用映像识别方法判断弹性波反射强度变化.采用数值模拟的手段模拟复杂介质中的弹性波传播特性,基于弹性波反射强弱和波形走时等映像特征识别抛石位置范围等信息.在此基础上,开展了桥梁基础抛石防护现场测试,结合多波束扫测及三维可视化方法得到了水下抛石
基于四步半隐式特征线分裂算子有限元方法,对低雷诺数工况下串列布置三圆柱体结构的单自由度流致振动问题进行了数值模拟,并重点分析了雷诺数、剪切率以及折减速度这三个关键参数对三圆柱体横流向动力响应、流体力、相位、频谱特性以及尾流模态的影响.计算结果表明,随雷诺数的增加,三圆柱体结构的最大振幅值增大,且超过共振区间后中下游两圆柱体振幅值在不同剪切率工况下的差异明显增大.不同雷诺数工况下,三圆柱体结构的振幅曲线随剪切率呈现出阶段性变化.雷诺数的增加对下游圆柱体升阻力系数最大值的影响较大,而剪切率对结构表面受力的影响
旋转机械振源分离中一直存在振源信号统计特征和源个数难以确定的问题,提出了一种基于同源响应的振源分离策略.该策略根据旋转机械设备的重复性特点建立了目标对象的描述,将同振源(同源)的多次响应波形性质归纳为三点:响应片段化、模式相似、确定的分布规律.并将同源响应的三个性质作为振源信号的分离准则,对于旋转机械振源信号更具有通用性,从而克服了振源信号统计特征和源个数难以确定的问题.引入同源的概念,对混合信号中的振源依次分离,为旋转机械的振动源分离提供新的参考.基于此策略给出一种振源信号的分离方法,但不局限于给出的方
声学超材料以其亚波长优势在工程中取得广泛应用,其中结构型声学超材料能够根据几何特性来调整物理行为,从而实现声波调控.随着3D打印和各种加工技术的不断进步,设计出了各种结构复杂,传统工艺无法加工的声学超材料,从结构上可分为亥姆霍兹型、超原子型、混合盘绕型、迷宫型、平板型等.目前,结构型声学超材料面向实际需求衍生出各种特定功能,如吸(隔)声、通风、可调谐、声成像等,但低频宽带消声仍然是一个挑战.如何设计具有双负性、适应多种应用场景、结构稳定的声学超材料有广阔的发展前景.
使用数值模拟方法,研究了表面粗糙度对近壁圆柱体涡激振动响应的影响,对不同粗糙度下近壁圆柱体的振动幅值、振动频率、锁定区间、升力系数、拖曳力系数、斯脱哈尔数以及振动轨迹等参数进行了对比分析.分析结果显示:基于近壁圆柱体振动幅值以及振动频率变化趋势,可以将整个折合速度区间依次划分为三个区间:初始分支、锁定区间以及解锁区间.随着粗糙度的上升,近壁圆柱体横向振幅最大值呈上升趋势,锁定区间宽度逐渐变窄,拖曳力系数均值呈下降趋势.锁定区间里,较大的横向振幅使得壁面效应大幅增加,进一步导致升力系数均值明显大于0.
近年来,高空抛物造成人员伤亡和财产损失事件频频出现,严重影响了居民的生活环境及生命财产安全。为有效制止高空抛物违法行为并对责任人施加惩罚,我国陆续出台了关于高空抛物责任分担的条款,并依据情节轻重对行为责任人加以判刑。高空抛物监控设备对事件取证发挥着极其重要的作用。本文立足安全防范监控基本要求,重点分析了高空抛物智能识别监控设备的关键技术指标。
滚动轴承是旋转机械设备中极其重要的基础件.高速运转情况下,滚动轴承-转子系统振动噪声问题突出的主要根源在于轴承支承力以及转子动不平衡力的强非线性特征.提出滚动轴承平均刚度和局部刚度的定义和计算方法,分析轴承的支承特性以及扰动特性.考虑轴承刚度的时变性和载荷非线性以及转子动态偏心位移导致的不平衡力激励,提出一种改进的轴承-转子系统一体化动力学模型.以两种不同类型的轴承为例,通过有限元/接触力学半解析法(finite element/contact mechanics mixed method,FE/CM)得
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