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具有系统参数的非线性动力系统周期解方法
高建平,
力学学报 , 2000, DOI: 10.6052/0459-1879-2000-4-1998-391
Abstract:
网络化协作任务分解策略与粒度设计
庞辉,
计算机集成制造系统 , 2008,
Abstract: 针对已有任务分解方法所存在的问题,提出了基于项目-任务-活动框架的定性任务分解策略,引用软件工程中软件度量的思想,建立了任务内聚系数的计算公式,从定量角度提出了任务粒度设计的新方法。该方法可以准确评估网络环境中复杂产品协作设计流程不同粒度的任务分解模型,从而实现设计过程的灵活组织和有效管理。最后,给出了应用实例,说明了该方法的有效性和可行性。
图形处理器上免组装有限元屈曲分析
Assembly-Free Buckling Analysis on Graphics Processing Unit

卞翔,
- , 2017, DOI: 10.7652/xjtuxb201705009
Abstract: 为了提高大型三维有限元屈曲分析的速度,克服大规模屈曲拓扑优化的计算速度制约,提出了一种基于免组装有限元的线性屈曲分析算法。针对屈曲分析涉及应力刚度矩阵的特殊性,使用了逆迭代法求解特征值问题;利用体素网格的单元一致性,免组装有限元避免了总体刚度矩阵的组装和存储,减少了计算过程中的内存占用,且有利于并行运算;在图形处理器(GPU)上进行稀疏矩阵与向量乘积的运算,利用并行运算进一步加速了有限元的求解速度。算例结果表明,该算法能有效提高大型三维结构屈曲分析的计算速度,与商用软件Ansys、HyperWorks相比,计算时间可减少60%以上,且随着模型自由度的增加,计算速度提高的程度更加显著。
In order to improve the computational efficiency of large??scale 3D finite element analysis for buckling problem, and to overcome the limitation of computation speed for the large??scale buckling topology optimization, this paper presents a linear buckling analysis algorithm based on the assembly??free finite element method. For the particularity that buckling analysis involves stress stiffness matrix, an inverse iteration method is used to solve eigenvalue problems. In the assembly??free method, the structure is discretized by uniform voxels and there is no need to assemble and store the global stiffness matrix. So the memory footprint is reduced, which is beneficial to parallel computation. The sparse matrix??vector multiplication is performed on GPU (graphics processing unit), so the parallel computation can further accelerate the speed of finite element analysis. Numerical examples demonstrate that this algorithm can improve the speed of large??scale 3D linear buckling analysis. Compared with the commercial software Ansys and HyperWorks, the computing time of this algorithm can be reduced by more than 60%, and the improvement of the computing speed becomes more obvious with the increase of the model’s degree of freedom
复杂机械装配体的响应面优化设计方法
Response Surface Method for Complex Mechanical Assembly

刘超,
- , 2018, DOI: 10.7652/xjtuxb201809004
Abstract: 针对复杂机械装配体优化过程中的隐性目标函数问题,提出了基于统计学理论的响应面优化设计方法,并以齿轮驱动涡扇发动机(GTF)减速器结构系统的优化设计为案例,详细阐述了该方法的主要思想与基本过程。使用Python语言在Abaqus平台上开发了该系统参数化的有限元分析(FEA)程序,以自动实现前、后处理及求解等全过程;采用两水平全因子正交试验设计方法对主要的结构参数进行析因设计,确定了参与优化的设计变量;采用优化的拉丁超立方抽样方法并调用参数化的FEA程序,求得了对应结构系统上的最大von Mises等效应力,并以该应力为目标函数建立了响应面优化模型。优化后的系统满足强度条件,且整体刚度较优化前提高了7.13%,最大von Mises等效应力和最大接触应力分别降低了12.15%和18.99%,有效提高了该结构系统的工作性能。将数值最优解反代入有限元模型中再次建模求解,所得结果验证了该响应面模型的正确性。案例分析及验证结果表明,本文方法在工程应用方面具有一定的普适性及优越性,能为更多的隐性优化问题提供设计参考及解决方案。
Aiming at the problem of implicit objective function in the optimization of complex mechanical assembly, a design method with response surface optimization is proposed based on statistical theory. Taking the optimization design of the structure system in geared turbofan engine (GTF) reducer as the example, the main idea and basic process of the proposed method are explained in detail. A parametric program in Python language is developed on Abaqus platform for the automatic finite element analysis (FEA) of the system. Then the factorial design is conducted for the main structural parameters using two??level orthogonal test design method to determine the design variables. Invoking the developed FEA program, the maximum von Mises stress is obtained by the optimized Latin hypercube sampling method, and the response surface optimization model is established for the Mises function accordingly. The obtained optimal structure system meets the strength requirements. The stiffness is increased by 7.13%, while the von Mises stress and the contact stress are decreased by 12.15% and 18.99%, respectively. The response surface model is validated by the additional FEA results under the optimal geometric parameters. The case analysis and verification results indicate better applicability and superiority of the proposed method in engineering application. This study may provide design reference and solution to other implicit optimization problems
微系统动力学中的若干非线性问题
傅卫平,
力学进展 , 2002, DOI: 10.6052/1000-0992-2002-1-J2000-048
Abstract: 微系统是近十多年迅速发展的新兴交叉学科领域.微系统动力学是微系统科学中的重要组成部分.微系统一般具有固有的非线性.本文从建模、分析、设计、控制、实验、测试、材料及制造等几方面归纳了微系统动力学中的若干非线性问题,并对今后的研究方向进行了展望.
基于承载接触特性的直齿面齿轮滑动摩擦啮合效率研究
董皓,,张君安
摩擦学学报 , 2015, DOI: 10.16078/j.tribology.2015.01.003
Abstract: 为了解决直齿面齿轮滑动摩擦啮合效率的问题,基于弹性流体动力润滑理论,提出了一种计算直齿面齿轮啮合效率的方法.首先,运用轮齿接触分析(TCA)和轮齿承载接触分析技术(LTCA)对直齿面齿轮承载啮合过程进行数值仿真;其次,运用非牛顿准稳态热弹流理论建立滑动摩擦系数的计算模型,从而建立直齿面齿轮啮合效率的计算模型,最后分析了输入扭矩、转速等对啮合效率的影响.结果表明:滑动摩擦系数是影响齿轮啮合效率的重要因素;齿面不同位置滑动摩擦系数也不相同;滑动摩擦系数受输入转速、输入扭矩的影响.该方法为直齿面齿轮的进一步优化计算提供一定的理论依据.
螺旋锥齿轮齿面误差修
苏进展,,谷建功
农业机械学报 , 2010,
Abstract: 研究了基于数控加工螺旋锥齿轮齿面误差修正技术。提出了一种由摇台型机床调整参数向Free-Form机床转换的方法,建立了基于数控加工齿面误差模型;在此基础上,以齿面误差平方和最小为目标函数,优化摇台型机床调整参数,再将其转换为数控加工形式,从而实现数控齿面修正。最后通过算例表明,经过改变加权系数和优化可以达到齿面误差较高精度修正要求。
弧齿锥齿轮齿面闪温分布特性分析
谷建功,,杨小芳
农业机械学报 , 2011,
Abstract: 在Blok闪温公式的基础上,计算混合弹流润滑下的齿面平均摩擦因数,修正了公式中的齿面平均摩擦因数,提高了计算精度。同时,通过计算弧齿锥齿轮沿齿面啮合点的切向速度、赫兹接触带半宽和载荷分配系数,提出了混合弹流润滑下弧齿锥齿轮沿接触轨迹和全齿面的闪温公式。经算例分析表明,非正交弧齿锥齿轮副沿接触轨迹闪温的最大值位于啮出轨迹中部,全齿面闪温的最大值在大轮节锥与齿根之间的齿面中部,这些部位最容易发生胶合。
并行设计中任务调度问题的研究
任东锋,
计算机集成制造系统 , 2005,
Abstract: 为了对产品并行开发过程进行合理规划,针对并行设计中任务调度的特点,综合考虑并行设计所涉及的企业运作的具体因素和约束,以模糊集理论为基础,给出了一种建立并行设计过程模糊设计结构矩阵的方法,提出了基于“任务影响度”的耦合任务集内任务执行调度算法。综合考虑并行设计中子任务和团队内成员的各种动态、模糊和非量化因素,建立了子任务和团队内成员之间的平衡矩阵,并利用匈牙利算法和遗传算法,按不同情况给出了子任务到团队内成员的分配方法。
时间约束工作流模型的简化分析与可调度性验证
庞辉,,赵勇
计算机集成制造系统 , 2008,
Abstract: 为解决复杂工作流的时间建模与可调度性验证问题,提出了将简化规则应用到Petri网工作流模型中的方法。首先,给出了时间约束Petri网的相关定义和基于此的工作流建模方法,实现了工作流模型及其时间信息建模。然后,为了对工作流网的可调度性进行验证和分析,给出了时间约束Petri网时间可调度的概念,并根据时间约束等价变换原则,提出了基于时间约束Petri网的四种基本工作流组件模型的简化规则和压缩推理方法。该方法可以对复杂的工作流模型进行简化,计算模型节点的时间参数,从而完成含有时间信息工作流结构或流程的时间建模和可调度性分析。最后,以保险索赔为例验证了所提方法的可行性。
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