【摘 要】
：
由外界激励所引起的破坏性振动问题,一直以来都受到汽车、航空和船舶等各类工程相关领域内学者的密切关注。通常,控制结构振动的途径包括改变结构的原有构造和在结构表面附加阻尼层材料的两种方法。考虑到现今工程应用对结构轻量化设计的需求不断提高,本文基于变密度法,结合结构动力学拓扑优化技术,分别进行多尺度栅格结构的动力学拓扑优化设计和附加阻尼层结构的动力学拓扑优化设计。本文的主要工作内容如下:（1）提出一种以
论文部分内容阅读
由外界激励所引起的破坏性振动问题,一直以来都受到汽车、航空和船舶等各类工程相关领域内学者的密切关注。通常,控制结构振动的途径包括改变结构的原有构造和在结构表面附加阻尼层材料的两种方法。考虑到现今工程应用对结构轻量化设计的需求不断提高,本文基于变密度法,结合结构动力学拓扑优化技术,分别进行多尺度栅格结构的动力学拓扑优化设计和附加阻尼层结构的动力学拓扑优化设计。本文的主要工作内容如下:（1）提出一种以多尺度栅格结构固有频率最大化为优化目标的结构动力学拓扑优化设计方法。在进行结构动力学拓扑优化前,预先在微观尺度中设计出一种X型的微观单元结构的基本构型,并以微结构的几何特征尺寸作为后续优化问题中的设计变量。基于均匀化方法计算出微观单元关于在不同特征尺寸下的等效材料特性。通过MATLAB编程实现对多尺度栅格结构的动力学拓扑优化算法,使用MATLAB和多物理场仿真软件COMSOL Multiphysics的接口进行联合拓扑优化。（2）考虑到多尺度栅格结构中存在不同几何特征尺寸的微观单元之间的连接性问题,提出一种几何后处理过滤方法来消除微观单胞之间出现的连接错位性,避免了由此产生的应力性问题,进而保证整体结构在增材制造应用中的可制造性。基于经过几何后处理的优化结果算例的几何结构,结合COMSOL Multiphysics对其进行模态分析,验证了所提方法的有效性及准确性。（3）根据附加阻尼层结构中基层、阻尼层及约束层的本构关系,基于模态应变能法使用MATLAB分别建立了自由层阻尼结构和约束层阻尼结构的有限元模型。通过与实验测试结果相比较,验证了所建立有限元模型的正确性,并以此作为附加阻尼层材料结构的动力学拓扑优化设计的基础。（4）建立了以约束层阻尼结构的模态损耗因子最大化为目标函数的拓扑优化模型,基于Solid Isotropic Material Penalization（SIMP）方法对设计变量进行密度插值,推导了目标函数关于设计变量的灵敏度表达式,采用移动渐近算法the Method of Moving Asymptotes（MMA）对优化模型进行优化求解,对矩形薄板约束层阻尼结构关于附加阻尼层材料敷设位置的布局进行了拓扑优化设计,并对优化结果进行了分析。
其他文献
近些年来在超声换能以及微驱动定位领域中,压电陶瓷材料由于其特殊性能在这些领域发挥着越来越重要的作用。其中广泛用于精密定位控制领域的压电直线电机具有结构简单、步进分辨率高、响应速度快、可迅速切换运动方向等优点,旋转型电机中的行波型超声电机同样具有扭矩大、断电自锁等优点;而超声换能领域基本都采用压电陶瓷材料实现,如超声清洗、超声波焊接等的振子,由于压电电机结构的特殊性,因此压电电机的结构以及其驱动电源
基于视觉的三维重构技术是指利用二维图像信息投影恢复目标的三维立体信息,从而满足特定的作业需求,因其具有高效、无损等优点,在工业、农业和建筑等领域得到广泛的应用。在工程应用领域,对持续负载的承力结构进行及时的监测能有效消除安全隐患,通过视觉三维重构技术持续跟踪目标表面的动态变形及损伤程度,是未来替代人工进行监测的关键。因此,研究基于立体视觉跟踪的动压目标变形及损伤重构算法对各类工程的安全防护具有重要
柑橘是我国南方地区最重要的果树之一,柑橘产业已成为南方农业经济中不可或缺的一部分。而黄龙病（Huanglongbing,HLB）被认为是柑橘的癌症,蔓延速度快、危害大。感染黄龙病的柑橘树,产量和质量会受到严重的影响、甚至死亡,给果农及相关产业造成巨大的经济损失。目前还没有药物可以治愈柑橘黄龙病,对于黄龙病的预防,常用的诊断方法,如PCR（Polymerase Chain Reaction）检测、D
中国是水稻种植大国,种植面积占全球水稻种植面积的18.4%左右,年产量占全球水稻产量27.6%,在全球水稻产量中居于首位。在水稻生产中,由于水田泥土松软、质地不均匀、插秧机驾驶员调控不恰当等原因,导致秧苗的田间分布不规整,使田间管理机械在后续的作业过程中不可避免地压苗、伤苗,限制了田间管理机械的发展和应用。因此,本研究提出基于深度神经网络模型的秧苗行线提取算法,并搭建了嵌入式平台,以期为插秧机提供
我国是世界上温室面积最大的国家。随着中国农业经济的不断发展,用于栽培农作物温室面积的不断扩大的情况下,改进温室控制算法的重要性已经凸显。国外发展控制温室环境技术的时间相对更早,有更先进的温室硬件基础、一体化控制系统和控制算法,使得国外温室的种植效率非常高。与国外的控制技术相比,国内开始研究的时间点较晚,达到的技术水平也不够高,其中未能提高控制性能的一个原因是缺少智能算法与控制方法的结合。PID控制
智能化设计是当前机械装备设计的发展方向。结合智能化设计方法,实现农机装备的快速、高效设计,已成为国内外农业工程领域的研究热点。在大型拖拉机中,传动系统是保证工作性能的关键,实现大型拖拉机传动系统的智能化设计是完善整机装备智能化设计的关键一步。以大型拖拉机传动系统为研究对象,结合多目标优化设计、多属性融合决策以及设计重用技术等智能化设计方法,实现传动系统智能化设计。本文在充分分析大型拖拉机传动系统的
银杏（Ginkgo biloba L.）,是银杏科、银杏属的落叶大乔木,因其叶制剂与果制剂系列产品的药效与保健功能被人们广泛关注。由于外种皮用银杏施肥管理比较粗放,施用方式不当,导致外种皮质量不稳定且产量低。因此,以外种皮用银杏为研究对象,开展外种皮用银杏林施肥管理技术等方面研究,有利于研制银杏专用肥配方,促进外种皮用银杏生产。本文定点广东梅州梅西镇一银杏果园开展研究,在调查分析银杏园本底条件（包
随着农机作业质量要求的提高,GPS系统被广泛应用在农机导航上,用来获得农机的准确定位以满足精准农业的需求。得到的GPS位置信息需要经过坐标转换以适应不同的需要。在进行农机导航的路径规划、数据分析及观测作业质量时,GPS数据常转换至高斯投影平面,但高斯投影存在坐标数值大且不灵活等特点。在位置测量时,如田间采样及测绘,GPS常与全站仪进行组合测量,通过控制点求解坐标转换模型,得到目标点的大地坐标,由于
随着互联网技术的发展,文本数据呈现爆炸式增长趋势。自然语言是当今最亟待开发的数据形式之一。通过自然语言处理技术,可以让计算机理解人类的语言,在海量文本数据中找到对用户有用的数据。人类的语言非常丰富,文本数据转化为数学向量之后往往是高维且稀疏的,这加大了文本特征选择的难度,因此如何设计文本特征选择算法显得非常重要。文本分类和聚类都是根据文本语义的不同,将不同的文本划分到不同的类别。但是,分类是一种有
3D打印方法是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体。3D打印的应用范围很广,如打印机械零件、模型、人体器官、食品、服装等。而水果的3D打印也有重要的用途。比如在水果销售中或者在教学娱乐和博物馆中的果品展示。甚至可以在太空中打印可食用的水果,以满足航天员的心理需求。这些应用急需要有关于水果的建模及3D打印的软件。本文的研究工作主要如下:为建立水果的