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[博士论文] 王奇
防灾减灾工程及防护工程 大连理工大学 2018(学位年度)
摘要:近年来,工程结构不断地创新发展,呈现出超大化、复杂化等特点;与此同时,结构抗震抗风和隔震减振与控制面临新的挑战,并不断向高性能、智能化方向发展。在土木、机械、航空航天等强大的工程需求背景下,智能材料与结构技术的研究和应用也取得了巨大的进步,光纤光栅传感监测系统、形状记忆合金驱动器、电/磁流变液阻尼器、压电陶瓷传感器/驱动器等各类智能材料制成的装置被先后提出和制造出来。智能材料与结构“自感知、自适应、自修复”的特点,展示出其在工程结构中广阔的应用前景。作为最前沿的智能材料之一,磁流变弹性体(Magnetorheological Elastome(t).MRE)因其剪切模量可通过磁场实时可逆调节,有望实现可变刚度的隔震系(7‘调)谐质量阻尼器系统(Tuned Mass Damper,TMD)。本文以此为背景,首先通(’。)备MRE并进行材性试验,研究建立MRE的材料本构模型;然后提出高(d)效MRE变刚度支座的设计原理,并在MRE材料本构模型的基础上,研究建立并验证变刚度支座的力学模型;进一步,针对可变刚度隔震系统和可变刚度TMD两种不同的应用场景,分别提出各自系统的设计方法及控制算法;最后利用仿真和试验,分析MRE可变刚度隔震系统和可变刚度TMD系统的隔震、减振效果,展示了MRE在结构隔震减振领域的应用前景。本文主要研究内容分为以下几个方面:
  (1)利用羰基铁粉、硅橡胶等基本材料,在实验室小规模制备了MRE材料;进行了MRE动态力学性能试验、MRE-硅钢板界面极限抗剪性能实验和MRE磁滞回性能实验;揭示了MRE的动态力学性能同时具有磁流变效应、非线性和粘弹性三大力学特性。
  (2)针对MRE材料本构模型参数与加载应变幅值耦合的问题,提出了基于Bouc-Wen非线性本构模型表征MRE应力-应变关系的建模方法;针对模型待识别参数较多,直接优化效率低、一致性差的问题,提出了基于滞回曲线特征确定本构模型参数的高效优化算法。结果表明,提出的Bouc-Wen非线性本构模型能够充分地反映MRE的力学行为和特性,而基于滞回曲线特征确定模型参数的优化算法能够高效地得到准确、稳定的优化参数。
  (3)针对MRE变刚度支座能耗大以及制作和维护费用高等问题,提出了分置式线圈、锥形支座、减小供磁区域并使用变形替代材料的支座设计原理;在MRE材料本构模型的基础上,结合电磁场理论分析结果,建立了MRE变刚度支座力学模型;通过支座性能试验,验证了MRE变刚度支座力学模型的准确性;最后分析了强磁场下MRE变刚度支座力学模型误差偏大的原因,针对支座变形、磁饱和效应可能导致磁场减弱的现象,进一步进行了三维电磁场有限元分析,修正了MRE变刚度支座的力学模型并预测了额定电压下MRE变刚度支座的变刚度能力。结果表明,本文提出的支座力学模型形式简洁、计算效率高,能够较好地反映支座的力学性能;并且,提出的MRE变刚度在支座刚度提供相同控制力的前提下相比于现有的MRE支座可减少66%的MRE材料、50%的铜及减少75%的能耗。
  (4)提出了MRE可变刚度隔震系统的隔震支座几何参数、力学参数和磁场参数设计方法,提出了隔震系统最大程度实现主动最优控制力的半主动控制算法;根据“文物陈列柜隔震”和“四层商-住砌体结构隔震”等两个不同的具体应用场景,采用提出的设计方法制定了具体的MRE可变刚度隔震系统设计方案,建立了可变刚度隔震结构仿真模型,通过Simulink仿真分析了系统的智能隔震效果,利用MRE可变刚度隔震系统结构振动台试验,验证了系统的智能隔震效果。结果表明,按照MRE可变刚度隔震系统设计方法设计出的可变刚度隔震系统能够实现预期设计减震比;采取半主动控制算法控制的可变刚度隔震系统比被动的隔震系统减小约10%的隔震层变形。
  (5)提出了MRE可变刚度TMD系统及其基本构造和结构,建立了系统MRE可变刚度元件几何参数、磁场参数、可变刚度范围及可调谐周期变化范围等设计方法;根据“施工中的桥塔风振调谐减振”这一具体应用场景,提出了随施工变化桥塔风振控制的MRE可变刚度TMD系统设计方案,在此基础上,利用施工桥塔的动力模型及MRE可变刚度TMD系统的力学模型,建立了结构仿真模型并制定出频率跟踪的控制算法,利用Smilink仿真计算了系统的减振效果,利用MRE变刚度TMD桥塔振动台试验验证了系统的减振效果。结果表明,按照提出设计方法设计的可变刚度TMD系统能够适应结构动力特性变化的最优调谐减振控制;采用变刚度TMD频率跟踪算法进行控制的MRE可变刚度TMD系统能在相同设计的被动TMD系统的基础上提升10%~30%的减振效果。
[硕士论文] 朱伟
环境工程 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:随着人们生活水平的不断提高,居民人均用电量的逐年增加,在城市中心或人口密集区必须新建更多变电站,这不可避免地会对附近环境和居民生活产生影响。近年来,因变电站设备运行噪声而引发的环保问题时有发生,对电网的正常发展造成了较大影响。因此,有必要了解我省目前已建成的城区变电站噪声水平现状,对城区变电站的噪声水平进行有效控制,积极主动应对电力建设中的环保问题,缓解输变电工程建设的环保压力,使得电力建设与环境保护、社会发展相协调。
  本研究通过现场测量城区变电站设备噪声和环境噪声(工作场所噪声、厂界噪声和背景噪声等),了解和掌握已建成的城区变电站噪声现状水平,尤其是有代表性的小区配电室噪声现状。在此基础上开展城市中心区域变电站综合降噪技术的研究,通过分析城区变电站噪声和振动测试频谱特征及主要声源,综合采取减振、隔声、吸声、消声等措施,从声源和传播途径上从空气传播和结构传播两个方面对变压器产生的噪声进行降低和阻隔。本研究针对变压器震动波结构传播的问题,设计了一种新型的减震降噪平台,该新型减震降噪平台是一种利用高韧性发泡聚氨酯材料与减振弹簧相结合的复合减振器,安装在配电变压器基座下,将母线硬连接改为软连接,从而降低变压器运行产生的结构传播噪声;同时针对变压器空气传播的问题,通过采用全密闭BOX技术,将变压器室的全部通风口和缝隙密封,在变压器室外墙加装自带消声器的通风设施等措施,降低变压器运行产生的空气传播噪声,并兼顾设备运行的通风问题。
  经过噪声计实际监测,降噪改造前变压器排放噪声昼间为52.9-54.5dB(A),夜间噪声为51.7-53.1 dB(A)。降噪改造后,变压器噪声排放昼间为48.5-49 dB(A),夜间噪声为48.1-48.3 dB(A)。从监测数据来看,通过对变压器室采取降噪措施,有效降低了变压器运行产生的空气传播噪声,尤其是屏蔽门对噪声敏感点处声环境质量改善明显,具体监测值基本接近周围环境的噪声背景值。由此可以得出,运用城区变电站综合降噪技术,可以有效控制现有或老旧变电站的噪声排放,为解决电力建设中的环保问题提供一致解决途径和方案,也为解决电网环保纠纷和安全生产提供技术支持。
[博士论文] 韩星程
信息与通信工程 中北大学 2018(学位年度)
摘要:近年来,随着潜艇降噪技术的飞速发展,潜艇辐射的噪声级在以每年0.5-1dB的速度降低,从而使其被探测到的距离在以0.5-2km的速度逐年递减。目前国内外普遍采用拖曳式或吊放式声呐阵列来对其定位,而为了对降噪潜艇进行有效探测,需要不断延长阵列长度,导致搭载声呐阵列的舰艇、飞机等平台的机动性降低,巡检范围逐渐缩小,无法在宽广海域进行大范围搜寻。因此如何有效探测水下潜在的目标成为水声领域研究和关注的重点。
  针对上述问题,本文在分析研究国内外水下目标定位相关技术的基础上,提出了一种基于随机漂浮式阵列的水下目标定位技术。通过在广阔的水域中随机部署大量漂浮式无线节点,在实时获取各节点相对位置和目标信息的前提下,利用波束形成实现目标定位。论文主要工作与创新点如下:
  1.设计了基于随机漂浮式阵列定位系统的总体方案,介绍了系统的工作原理,初步研制了漂浮式节点测试样机,节点样机基本包含了测试所需的各个功能,具有构造简单、易于布设、扩展性强的特点。
  2.针对实际中由于监测水域面积大、节点数量多,节点间因远程通信中断所造成的随机阵列实时定位难的问题,提出了一种同构节点自适应分簇与混沌扩频通信相结合的阵列节点实时定位技术。首先通过FCM自适应分簇方法,将监测水域自动划分成若干个规模相当的小区域同构节点簇群;在各簇群内,提出一种混沌扩频阵列节点实时定位方法,各节点通过提取簇内混沌扩频信号的高精度时差信息,利用TDOA时差定位算法,对簇内节点高精度实时定位。
  3.在分析时-频域滤波的基础上,提出了一种空间-波数滤波技术对水声信号进行处理,该技术能有效克服水声通信中存在的多径干扰,从复杂的背景噪声中提取出目标信号,在提高水下通信稳定可靠性的同时,使通信误码率有效降低;并在此基础上,提出一种自适应空间-波数滤波技术,使水声通信误码率进一步降低。
  4.在完成随机阵列节点定位以及目标信号预处理的前提下,利用波束形成技术进行了目标声源定位仿真验证。在随机阵列下,通过获取各阵元与参考阵元的距离位置信息,将距离信息解算出各阵元节点与与参考阵元的接收信号相位差Δψ,将其他阵元的信号迭加到该参考阵元上,完成相移波束形成,进而实现目标定位,同时利用空间-波数滤波技术对目标信号进行预处理,能够在有效抗干扰的前提下提高目标探测能力。
[硕士论文] 李缙
信息与通信工程 中北大学 2018(学位年度)
摘要:在军事演习或者爆炸试验中,冲击波超压传感器采集的炮弹爆炸冲击波特征与爆炸点到冲击波超压传感器的距离有关,首先获得冲击波超压传感器的位置信息至关重要,因此,陆上局域内的实时声定位系统对冲击波超压传感器位置的实时精确定位具有极大的实用价值。在陆上局域内的的实时声定位系统的研究过程中,为了改进其成果的性能,并使其达到使用水平,还需要做大量实验,而实验存在准备和组织,以及需要较多的人力、物力等难度,鉴于此,建立一种仿真系统是非常有必要的。本文提出一种声定位仿真系统,并重点研究在有限空间中仿真模拟声音传播距离及声源级强度。
  论文中采用TDOA算法搭建实时主动声定位系统模型,其中包括无线监控终端,四个模拟声信号发射基站,一个声信号接收处理装置,无线监控终端发送四种调整幅度和相位的模拟声信号编码到四个模拟声信号发射基站,利用四个模拟声信号发射基站模拟的声源位置到声信号接收处理装置的距离差,建立三个双曲面方程,即可解得出待测目标位置信息。
  论文设计了系统软件架构,包括四种编码模型、声信号发射系统程序设计、声信号接收处理系统对声信号的分离、识别等详细过程,重点研究仿真具体实现方法。由于本系统基于声达时间差定位原理进行定位,因此,通过改变四种编码的相位相应改变四个基站声信号到达声信号处理装置的时间,结合实地环境下的声速可计算出模拟声信号在空气中的传播距离;根据相关声学理论分析得到声信号在空气中的传播规律,通过无线监控终端调节声信号幅度来模拟声信号在空气中的衰减程度。由于声换能器额定功率和声传感器灵敏度等系统性能指标的限制,目前本系统的仿真范围确定在边长为200米的正方形范围内。
  通过大量实验证实,在预设的定位范围中,本仿真系统可实现对声传感器的精确定位,误差范围控制在厘米级。本系统在整个定位过程中声信号处理耗时总时长在5秒左右,具有较高的实时性。由于本系统在室内实验,通过改善回声对实验造成的影响,基本实现实时定位,满足设计需求,具有一定的使用价值。
[硕士论文] 陈娟娟
声学 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:随着社会经济的快速发展,公路交通事业也日益发达,在给人们的生活带来便利的同时,也给交通干线周边的居民带来噪声污染的严重困扰。声屏障作为一种比较有效并且经济适用的降噪手段,具有安装运输方便,便于修理维护,使用寿命长以及可以与当地环境相协调的诸多优点,广泛的应用于公路降噪。
  本文从分析声屏障的降噪原理入手,阐述了声屏障的声学特性。对兰州市某城市快速路声屏障进行实地监测,建立声屏障降噪声场模型,计算实际插入损失。通过对插入声屏障后的声场分布进行实地测试与分析,揭示了城市快速路声屏障降噪声场分布特性,为道路声屏障的收敛方法和声学设计提供科学依据。
  基于分子动力学、振动弛豫过程、Navier-Stokes方程、Laplace方程以及声传播理论,计算了复杂大气环境下的吸声系数,并分析了吸声系数随环境参数的变化规律。实地测量了两种不同频率的噪声信号传播不同距离的声强,计算相应的吸声系数,所得结果与理论值很好地吻合。
  建立模型对已有声屏障进行声学设计上的优化,利用有限元软件COMSOLMultiphysics模拟声屏障的降噪特点和优化效果。为兰州市以后道路交通噪声控制声屏障的设置提供了参考依据。
[博士论文] 孟祥夏
信息与通信工程 哈尔滨工程大学 2018(学位年度)
摘要:对水下安静沉底、掩埋目标的主动声探测是目前水声领域具有重要意义的研究课题,由于目标声散射特性随目标几何形状、结构、材质等参数而变化,而且在实际环境中受混响干扰严重,如何检测信号、估计信号参数、进而提取与目标属性相关的信号特征成为亟待解决的问题。本文以自由场目标散射特性为出发点,利用稀疏信号表示理论实现对散射回波信号的参数估计,并且考虑实际探测背景,提出适用于混响等干扰背景下的参数估计方法,为水下目标探测识别提供基础。
  论文以目标声散射理论为基础,首先介绍简单形状壳体目标的声散射特性,建立目标散射信号在时域与频域的基本特性,并以实验研究为基本对象,介绍消声水池目标声散射测量实验,以及湖试目标探测实验。通过对理论与实验中目标声散射信号特点的研究,为信号模型的建立与参数估计算法的研究提供理论基础与数据支撑。
  针对自由场环境中目标声散射信号的参数估计和成分分离问题,论文从频率估计和时延估计两个方面展开研究。为实现这一目的,在发射信号为线性调频信号的情况下,将目标声散射回波信号建模为多分量线性调频信号的线性叠加,各分量由频率参数或者时延参数确定,而信号模型在参数空间上是稀疏的。为估计信号参数,引入稀疏信号表示基本理论,结合声散射信号特点,建立相应的算法。
  针对目标声散射信号的频率估计问题,研究基于稀疏信号表示的多分量恒定幅度线性调频信号频率估计算法,该算法将信号建模为字典元素的稀疏加权组合,通过对权值的稀疏性限制可实现对能量分布在整个观测区间内的多分量信号的参数估计。针对目标声散射回波信号能量随时间的变化特点,为实现对信号能量的定位功能,对信号幅度的时变特性进行建模,提出适用于多分量时变幅度线性调频信号的估计算法,该算法可同时实现信号幅度和频率的估计,获得对目标声散射信号的高分辨时频估计。另外,所提出的算法为一个凸优化问题,文中推导了该算法快速求解的迭代公式,可有效减小计算复杂度,提高计算效率。
  然后研究将稀疏信号表示方法应用于目标声散射回波的时延估计中。针对在时延估计中对弱弹性散射信号成分的估计问题,结合壳体目标声散射信号呈周期性特点的时序结构,提出基于块稀疏信号模型的估计算法,该算法将周期性出现的弹性散射回波视为一个基本信号模态,通过对模态的稀疏性限制提高对弱弹性散射回波的估计能力,该算法可利用基于凸优化推导出的快速迭代公式进行求解;为提高计算效率,防止由于字典失配带来的回波成分的遗漏问题,提出一种积分字典的设计方法,该方法通过对参数空间进行划分,在划分得到的区间上对参考信号进行积分定义,实现对参数空间的连续覆盖,能够在保证估计精度的同时,减小计算量;针对目标声散射回波的成分分离,为解决实际信号成分与字典元素不完全匹配的问题,提出一种基于字典学习的信号分离算法,依据实际信号对字典元素进行更新,实现对散射信号成分的重建。
  另一方面,针对实际探测背景,考虑到混响等干扰的影响,上述基于信号波形匹配的稀疏信号表示算法会存在调节因子的选取问题,对估计结果的稀疏性以及干扰的抑制均有重要影响。为避免这一问题,研究基于协方差拟合的参数估计算法,将信号与字典的匹配建立在协方差矩阵上,推导得到基于稀疏迭代协方差拟合及其推广形式的估计算法,该算法将信号部分与干扰部分在协方差矩阵中进行分离,可有效避免干扰对信号的影响,而且无需选择调节因子,即可获得对目标回波信号的参数估计。
  论文以仿真信号和实验数据处理验证了上述算法的有效性,为自由场中目标声散射信号的分析与参数估计,以及实际环境中的目标回波检测提供新的信号处理途径。
[硕士论文] 陈星昭
机械工程 北京交通大学 2018(学位年度)
摘要:铁磁流体是一种具有磁学特性以及流动特性的新型功能材料,其独特的悬浮特性广泛应用于振动控制领域。相比于传统的动力吸振器,铁磁流体动力吸振器对惯性力敏感,没有金属元件的疲劳,可以更为有效的对航天器中太阳能帆板等长直挠性元件的低频率、小振幅的振动进行控制。因此,本文基于铁磁流体第二类悬浮特性,设计了一种新型的铁磁流体动力吸振器,并研究了该铁磁流体动力吸振器中刚度系数对其减振性能的影响。本文的具体研究工作如下:
  (1)建立了该铁磁流体动力吸振器的二自由度振动模型,并基于磁荷模型,对该铁磁流体动力吸振器内部的磁场分布进行了理论推导;
  (2)提出了该铁磁流体动力吸振器的设计方案。通过理论计算和静磁场仿真两种方式,对比了不同磁极排布方式下空间磁场分布及永磁体之间的磁力,对理论模型的正确性进行了验证,并以此为依据选取了永磁体的磁极排布方式,从而确定了惯性质量块和壳体的结构及尺寸参数;
  (3)通过实验对铁磁流体的磁化特性进行了标定,研究了铁磁流体的粘度随磁场强度的变化规律。利用流场与磁场耦合仿真研究了铁磁流体的粘度和表面张力系数对铁磁流体液面分布的影响规律。研究结果表明,粘度及表面张力系数对稳定状态时铁磁流体液面分布的影响可以忽略不计,并且铁磁流体液面轮廓与磁感应强度的等值线相重合。对不同几何参数下铁磁流体的液面分布情况进行了观察,得到了惯性质量块的三种悬浮状态;
  (4)推导了惯性质量块受到的竖直方向作用力和回复力的计算公式。探讨了几何参数对惯性质量块受到的竖直方向作用力的影响规律,得出了惯性质量块的悬浮高度。根据悬浮高度,对惯性质量块受到的回复力进行了测量,得到了铁磁流体动力吸振器的刚度系数,研究表明随着铁磁流体注入量的减小,端面间隙的增加,铁磁流体动力吸振器的刚度系数减小;
  (5)研究了几何参数和初始振幅对铁磁流体动力吸振器减振性能的影响规律。研究结果表明,在所选取的参数范围内,当端面间隙为38mm、每块永磁体的铁磁流体注入量为5.5g时,铁磁流体动力吸振器减振性能达到最优值,其衰减百分比为93.69%。
[硕士论文] 庞永丽
信息与通信工程 中北大学 2018(学位年度)
摘要:水声定位技术是人类对海洋进行探索和研究过程中的关键技术之一。由于水声信道中,环境噪声十分复杂且存在各种其他干扰,会对定位精度产生影响,本课题利用扩频通信技术较强的抗干扰、抗噪声能力,提出一种基于混沌的扩频信号产生方法,并将其作为水声定位信号,通过相关法,可以得到精确的传播时延,从而能够准确得到各节点间的距离。
  本文在了解了混沌的定义及基本特性的基础上,分别采用三种常用的混沌序列作为扩频序列,调制生成所需的水声定位信号,并对其功率谱密度和相关特性进行了对比分析,为了进一步了解该定位信号的性能,在水声环境下,对其抗干扰能力进行了仿真。结果显示:在频谱特性方面,基于Tent序列生成的定位信号频谱最集中,频带利用率最高;而在相关特性和抗干扰能力方面,基于Logistic序列和Chebyshev序列生成的定位信号性能略优于Tent序列。
  针对采用传统混沌序列进行调制过程中,存在有效频带和信号相关特性无法有效兼顾的问题,提出了一种改进型的Tent映射,该映射既保留了Tent映射分布均匀的优势,又克服了其在复杂性方面的不足,因此,利用改进型的Tent映射进行调制生成水声定位信号,并对其性能进行了仿真,通过仿真结果可以看出,利用改进型Tent映射生成的定位信号,克服了基于Logistic序列的定位信号在频谱利用率方面的不足和基于Tent序列的定位信号在相关特性方面的不足,而且具有很强的抗干扰能力,相比三种传统的混沌映射,更适合用于水声定位信号的生成。
[硕士论文] 刘广祥
环境科学 浙江大学 2018(学位年度)
摘要:针对备受公众关注的变电站噪声问题,为科学地评价和控制变电站噪声影响,本研究对110kV~500kV变电站噪声进行了现场采样及特性分析,选取主观烦恼作为声品质评价量,对变电站噪声进行了主观评价实验,明确了影响变电站噪声声品质的主要声学因子,建立了变电站噪声声品质评价方法及相应的主观烦恼预测模型。采用LMS Virtual.Lab软件预测了变电站典型噪声控制措施(以不同类型的声屏障为例)的降噪效果,根据各频带降噪量对原始声样本滤波获得模拟降噪后的声样本,分别采用主观评价实验和主观烦恼预测模型,定量分析不同类型声屏障对声品质的改善效果,提出了一种变电站噪声控制措施对声品质改善效果的评价方法。
  结果表明A声级(LAeq)、响度级(LN)和响度(N)共3个声学参量与变电站噪声主观烦恼拟合效果较好(R2>0.9),可较好地表征变电站噪声主观烦恼大小。基于Zwicker心理声学烦恼度建立的变电站噪声主观烦恼预测模型不仅决定系数较高(R2>0.9),而且预测精度也较高(模型预测值与实验值之间的线性回归斜率接近1),可作为变电站噪声主观烦恼预测的最优模型。此外,同一声屏障对不同位置处噪声声品质改善效果不同,降噪效果较好的声屏障对声品质改善效果可能反而较差,应根据声品质改善程度优选噪声控制措施。采用主观评价实验和主观烦恼预测模型计算得到的声屏障实施前后关心点处噪声烦恼度相对大小较为一致,两种方法均适用于评估变电站典型噪声控制措施对声品质的改善效果。
  研究成果对评价变电站噪声影响和优化噪声控制措施具有重要意义,可从环保角度为我国变电站工程建设提供有力技术支持。
[硕士论文] 李一德
动力工程 大连海事大学 2018(学位年度)
摘要:挤压油膜阻尼器(SFD)是一种被动减振元件,主要作用在于减小转子通过临界转速时由于共振产生的较大的振幅和支承外传力,由于SFD构型简单且具有明显的减振效果,因此被广泛应用于航空、船舶燃气轮机等相关领域。研究挤压油膜阻尼器的重点在于研究SFD的动力特性系数,早期针对SFD动力特性系数的理论研究大多致力于先求解雷诺方程中油膜压力的分布规律,进而识别SFD的动力特性系数,这种方法适用范围较窄且准确性较低。本文基于CFD两相流理论,针对某动力特性试验中挤压油膜阻尼器实际结构开展挤压油膜阻尼器动力特性研究。主要内容如下:
  首先,根据挤压油膜阻尼器试验器的实际结构,建立物理模型,基于Mixture模型和Z-G-B空化模型,采用FLUENT软件内置的UDF预设网格边界运动轨迹,利用动网格技术建立挤压油膜阻尼器的三维非定常流场求解模型。通过FLUENT软件求出SFD各个时刻的油膜力,采用时域与频域相结合的方法研究SFD油膜力的动态特性。
  之后,以试验结果为参照,通过短轴承假设公式法、基于CFD技术的同幅异频法和正反圆进动识别法对SFD的阻尼系数进行识别并分析了上述方法在识别结果上的差异性,结果表明:对于直接阻尼系数Cxx、Cyy,短轴承假设识别结果误差较大,对于交叉阻尼系数Cxy、Cyx,正反圆进动激励法识别结果不够准确,采用同幅异频法识别SFD的阻尼系数与试验结果误差较小,更为可靠。
  最后,在上述分析的基础上分别建立不同润滑油粘度、进油压力及半径间隙的挤压油膜阻尼器物理模型,分析润滑油粘度、进油压力及半径间隙对SFD油膜力及阻尼系数的影响。结果表明:减小半径间隙,增大滑油动力粘度能有效提高SFD挤压油膜力及阻尼系数,进油压力对阻尼器的性能影响甚微。
[硕士论文] 张亚鹏
机械工程 哈尔滨工程大学 2018(学位年度)
摘要:在实际工作中,船舶仪器设备的失效大部分是由振动造成的,随着船舶主机功率不断增大,对船舶的隔振装置也提出了新的要求。原有的被动隔振已不再适应随机的宽频振动。磁悬浮主动隔振装置拥有输出力大,适应性强等优点,作为主动隔振中最有效的隔振装置之一,近年来得到了人们的广泛关注。准零刚度隔振器高静态刚度,低动态刚度的特点使其系统拥有较高的承载能力和较低的固有频率。本文结合磁悬浮隔振和准零刚度隔振的优点设计了一款准零刚度控制策略的磁悬浮隔振器并且对其性能进行了研究。
  主要工作内容分为以下几个方面:
  首先,对磁悬浮隔振器的结构进行设计。针对传统隔振器存在的问题,基于线圈电流,磁流变弹性体特性,负载大小,结构尺寸等参数设计隔振器磁路。利用JMAG电磁有限元软件对所设计的隔振器进行磁路仿真,仿真结果表明磁悬浮隔振器中的磁感应强度大于0.6T,隔振器结构与磁路设计合理。
  其次,对磁悬浮隔振器的控制系统进行设计。根据准零刚度的控制要求确定了控制系统的整体设计方案和系统硬件组成。基于BUCK电路原理设计了励磁线圈驱动器并对其进行了静态性能和动态性能测试,结果表明所设计的系统电流最大输出误差为3.8%,动态响应时间小于5ms,满足磁悬浮隔振器的使用要求。
  然后,通过电液伺服疲劳试验机对隔振器进行了电流-气隙-输出力关系的实验,基于实验数据,利用最小二乘法对磁悬浮隔振器的输出力进行了参数辨识,建立了隔振器输出力模型。在磁悬浮隔振器可以实现高静态,低动态控制的基础上,运用非线性振动理论对隔振器的的稳定性和力传递率进行了分析,得出了增大阻尼比可以提高系统稳定性的结论。
  最后,搭建了磁悬浮隔振器与压缩弹簧并联的隔振平台,分别对磁悬浮隔振器和线性隔振器的加速度传递率进行了实验,实验发现从5.5Hz开始,磁悬浮准零刚度系统的加速度传递率开始小于1,而正弹簧线性系统在10Hz左右才开始起到隔振效果,表明相对于正弹簧系统,磁悬浮准零刚度系统拥有更小的隔振起始频率,还可以有效可扩展低频隔振频带,证明了该磁悬浮隔振器能有效地改善隔振平台的隔振性能。
[硕士论文] 程海涛
控制工程 哈尔滨工程大学 2018(学位年度)
摘要:在已知的所有能量形式中,声波是在水下传播效率最好的能量形式,人们的很多海洋活动都要依赖声波进行,例如水下通讯、水下目标探测等,在民用和军用领域都有着重要的作用。声波在海洋环境中的响应形成了水声场,海洋环境的不同,形成的水声场的分布形态也就不同,因此,对所测量海域的水声场进行直观的呈现就显得尤为重要,这种呈现行为即为水声场三维可视化。
  本课题对海洋水声场的三维可视化技术进行研究,并结合海洋水声场数据及模型的特点,设计了基于光线投射算法的海洋水声场三维可视化方法;针对该方法在绘制速率方面的不足,对其进行改进,仿真结果表明改进方法有效提升了海洋水声场三维可视化的性能;在此基础上,完成了海洋水声场三维可视化软件的设计与开发,为用户直观感知水声场的形态结构、定性地分析水声场的分布规律提供帮助。
  首先,对三维可视化相关的算法进行深入的研究,总结分析了它们的优点与不足。在此基础上,选择光线投射算法作为本课题的核心算法,并对该算法的基本原理和关键技术进行了深入研究。
  其次,结合海洋水声场数据的特点,设计了基于光线投射算法的海洋水声场三维可视化方法,实现了海洋水声场的4种三维可视化效果。结果表明,本文设计的基于光线投射算法的海洋水声场三维可视化方法执行时间较长,但可以较好的实现海洋水声场的三维可视化,图像质量满足用户需求。
  再次,针对光线投射算法存在的不足,基于海洋水声场数据的特点对该算法进行改进,提出了一种基于改进光线投射算法的海洋水声场三维可视化方法,对该改进方法进行了仿真实验。实验结果表明,与基于传统光线投射算法的海洋水声场三维可视化方法相比,改进的方法执行时间大大缩短,且图像质量依然满足用户需求。
  最后,在前述工作的基础上,对海洋水声场三维可视化软件进行了分析设计,并基于Visual Studio2010开发环境和跨平台UI设计工具Qt完成了软件的开发。
[硕士论文] 陈志飞
电路与系统 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:超声相控阵作为无损检测技术之一,广泛应用于航空、交通、军事、医疗等工业领域。超声相控阵检测技术具有检测效率高、可靠性强、检测结果可视化、实时性好以及操作方便等众多优点,逐渐发展为国内外无损检测领域研究的热点技术。
  本文针对基于FPGA的超声相控阵控制系统进行相关的研究。首先,阐述超声波的物理和传播特性,探讨超声声场的基本性质,分析阵元间距和延时精度对超声检测分辨率的影响。随后,详细介绍超声相控阵控制系统的硬件设计方案,具体包括核心器件FPGA、激励发射、隔离限幅、采集接收、回波缓存、电源系统以及FPGA配置等相关电路设计,并完成系统硬件设计。同时,设计基于FPGA的粗细延时发射模块、LVDS信号接口、LVDS信号数据串转并模块、数据存储模块、波束合成模块以及SPI通信模块等功能模块,并分别对各个模块的功能和时序进行仿真和验证。
  然后,搭建超声相控阵硬件系统,并对供电系统电路、发射电路、限幅隔离以及接收电路进行调试。进而,对超声相控阵系统进行实际探伤测试,得到与检测缺陷接近的结果图像。
  最后,通过对探伤实验结果成像的分析,表明本文基于FPGA的超声相控阵控制系统技术的研究与硬件电路的建立,不仅能够达到超声相控阵探伤检测基本要求,而且使超声系统检测的准确性得到了提高。
[硕士论文] 刘玉石
动力工程 哈尔滨工程大学 2018(学位年度)
摘要:随着现代科学技术的发展,传统的结构分析方法—安全系数法已经不能满足工程实际要求,取而代之的是基于概率论与数理统计理论的现代可靠性分析方法。这种可靠性分析理论考虑了结构分析中各项参数的不确定性,因而更加符合工程实际情况。
  本文的研究对象是一种通海阀箱消声器,通过分析消声器的工作环境、结构特征和材料属性,对该型通海阀箱消声器进行APDL参数化编程建模,在ANSYS中计算其在一定冲击载荷作用下的响应问题。然后利用ANSYS自带的概率有限元分析模块(PDS)开展结构可靠性分析,基于随机有限元理论,采用蒙特卡洛法和响应面法分别对消声器结构可靠性进行仿真计算。
  本文还依据GJB150A等相关标准,针对通海阀箱消声器进行了冲击试验、倾斜试验、振动试验、摇摆试验、霉菌试验、盐雾试验等环境试验的策划,通过试验的手段验证消声器在特定环境条件下的可靠性,并对环境试验前后消声器的声学性能进行了试验对比。本文工作为船舶装备可靠性分析与试验提供了可供参考的方法。
[硕士论文] 于十佳
机械工程 北京交通大学 2018(学位年度)
摘要:精密仪器在运输或者转场过程中不可避免地会受到路面或适应环境带来的不同方向的干扰和振动,这些振动不同程度地影响了它们的使用精度和寿命。因此,有必要开展多维隔振方面的研究,以保证精密仪器有一个稳定的工作环境。
  本文以多维隔振平台为主要研究内容,分析了其运动学、动力学和工作空间等性能指标,进行了被动隔振和主动隔振的研究,并从理论、仿真和实验多个层面验证了其隔振效果。具体工作内容包括:
  1、根据多维隔振平台的技术要求,基于GF集理论,进行了机构的型综合,确定了以4-UPU并联机构为主体的隔振平台方案。
  2、对以4-UPU并联机构为主体的多维隔振平台进行性能分析,包括:运动学、动力学、工作空间等;以工作空间、静刚度和灵巧度为目标函数,对多维隔振平台的基本尺寸进行优化设计,并基于灵巧度指标,确定了隔振平台的最优工作范围。
  3、建立多维隔振平台的振动响应模型,采用谐波叠加法将路面振动激励等效为多个正弦激励的叠加,研究了有阻尼受迫振动情况下多维隔振平台的振动响应,从理论上验证了平台的隔振效果。
  4、进行了多维隔振平台主、被动隔振方案的仿真分析。在ADMAS中建立了多维隔振平台被动隔振仿真模型,进行了隔振效果的仿真验证和分析;在主动隔振的仿真研究中,采用了预测控制算法,结果体现了主动隔振方法的优越性。
  5、完成了多维隔振平台实验样机的设计、制作和实验研究。包括:样机的结构设计、样机制作和实验研究,包括实验系统设计、实验平台的搭建结果验证了本文所提出的隔振平台在隔振方面的有效性。
  本文从理论、仿真和实验三个层面进行了多维隔振平台的隔振性能研究,取得的成果,为后续多维隔振平台的推广和成果转化提供了理论和实践基础。
[硕士论文] 郭咏雪
动力工程及工程热物理 北京化工大学 2018(学位年度)
摘要:旋转机械在运行的过程中,会由于各种原因产生振动故障,而振动故障的发生会引起停机、爆炸等事故,严重时造成较大的经济损失以及人员伤亡。因此,研究有效的减振技术,控制此类机械在运行过程中的振动,对生产过程的稳定性和安全性有极大的重要性。本文主要研究了透平机械的密封间隙流体激振及铣床和车床加工过程中的振动控制方法。采用磁流变阻尼器这一新型阻尼器,利用LabVIEW软件编写PID控制程序,实现对密封间隙流体激振的半主动控制;监测铣床和车床实际加工过程中的振动数据,并采用正交实验法研究三个加工参数对机床振动影响的强弱;采用主动阻尼装置(Active Damper Device,简称ADD)对铣床的主轴和车床的刀架进行振动主动控制,并对比施加控制前后铣床主轴和车床刀架的振动峰值和加工工件的表面质量,分析主动阻尼装置对铣床和车床振动的控制效果以及对加工精度的提高作用。
  所做主要工作总结如下:
  (1)使用Dyrobes软件建立转子-密封系统的模型,理论计算该系统的临界转速及振型,对比有无阻尼情况下系统转子的轴心轨迹,从理论上证明施加阻尼可以降低转子-密封系统的振动。在此基础上搭建了振动控制实验台,在合适的位置安装磁流变阻尼器,并结合PID控制方法,对密封间隙流体激振进行半主动控制,得到了良好的控制效果。
  (2)搭建铣床振动控制实验台,在27个工况下进行加工实验,监测铣床在加工工件过程中的振动数据,采用正交实验法,设计合适的正交表并选取其中的9组实验,分析主轴转速、横向进给量、纵向加工深度三个加工参数对铣床主轴振动的影响及作用大小。
  (3)采用主动阻尼装置对铣床加工过程中主轴的振动进行主动控制,同样在27种工况下进行加工实验,并在加工的前半程不施加控制,在加工的后半程施加控制,对比前、后两个半程的振动数据,分析装置对不同主轴转速、横向进给量、纵向加工深度下的振动控制规律。实验证明,该方法可以对铣床主轴振动起到显著的抑制作用和主动控制效果,振动降幅最高可达28.7%。
  (4)进行9组正交实验,测量加工工件的表面粗糙度,对比控制前后的加工精度,分析铣床振动的主动控制方法对加工精度的影响。结果表明,控制铣床主轴的振动,能够降低工件的表面粗糙度,提高精度。
  (5)搭建车床振动控制实验台,监测车床在加工工件过程中的振动数据,采用正交实验法,设计合适的正交表并选取9组实验,分析主轴转速、横向进给量、径向加工深度三个加工参数对车床刀架振动的影响及作用大小。
  (6)采用主动阻尼装置对车床加工过程中刀架的振动进行主动控制,提高加工精度。对比前、后两个半程的振动数据,分析主动阻尼装置装置不同安装方向下的振动控制规律。对比控制前后刀架的振动加速度值和加工工件表面的粗糙度,分析车床振动和加工精度之间的关系。试验结果表明,主动阻尼装置能够对车床刀架振动进行有效的控制,并且能够降低工件的表面粗糙度,提高加工精度。
[硕士论文] 仇锦
结构工程 山东大学 2018(学位年度)
摘要:本文提出了一种含可更换U形钢板阻尼器,由耗能单元、传力单元以及约束单元三部分组成。该阻尼器借鉴和改进了现有屈曲约束支撑的构造原理,并充分利用了U形阻尼器稳定、优异的耗能性能。相比于现有的阻尼器,该阻尼器能够在低成本下的前提下实现震后快速的检测、修复与更换。为了研究该阻尼器的抗震性能,本文针对阻尼器开展了拟静力低周往复加载试验、理论分析,并采用OpenSees有限元分析软件进行了相应的数值模拟。
  通过七组足尺含可更换的单层U形钢板阻尼器低周往复加载试验,研究了阻尼器的滞回行为、耗能性能、破坏形态等,探究了单层U形钢板厚度、平台段长度、加载制度等参数对阻尼器性能的影响。试验结果表明:(1)阻尼器均能够得到饱满的滞回曲线,具有优异、稳定的耗能性能,耗能系数均达到3.0左右;(2)阻尼器在低周往复加载过程中表现出较为明显的循环硬化效应;(3)阻尼器塑性损伤集中在U形钢板上,能够实现震后的快速修复与更换;(4)增加U形钢板厚度可以显著提高阻尼器强度;(5)U形钢板平台段长度过短会造成屈服区域集中。
  通过理论分析,推导了含可更换的单层U形钢板阻尼器的强度计算公式,主要包括屈服强度以及极限强度理论公式。计算公式结果与试验数据的对比分析表明,理论公式计算结果与试验具有具有较高的吻合度,验证了推导的强度计算公式具有一定的可靠性。
  从U形钢板冷弯成型后残余的塑性应变出发,通过理论分析发现将U形钢板分层可以有效减小加工导致的初始残余应变,提高阻尼器的延性,从而提出了含可更换的多层U形钢板阻尼器,并对3组足尺试件进行了拟静力低周往复加载试验,探讨多层U形钢板对阻尼器抗震性能的影响。试验结果表明:(1)所有试件均能得到饱满的滞回曲线,耗能系数能够达到3.0左右,表明U形钢板层数、内层U形钢板翼缘部分有无约束不会影响阻尼器的滞回耗能性能;(2)在低周往复荷载作用下,内层U形钢板最易出现裂纹;(3)U形钢板厚度相同的前提下,U形钢板层数对阻尼器强度、刚度影响较大,U形钢板分层越多,其强度、刚度越小;(4)含可更换的多层U形钢板阻尼器依然适用含单层U形钢板阻尼器的屈服强度、极限强度理论公式。
  利用OpenSees有限元分析软件对含可更换U形钢板阻尼器进行了数值模拟。模拟结果与试验数据的对比表明模型可以很好的拟合阻尼器的滞回行为,验证了将阻尼器等效为一个杆件,其本构模型中的参数均采用等效参数这一思路的正确性,该模型可以用于对该阻尼器进一步的研究和开发。
[硕士论文] 张强
电子科学与技术;电路与系统 南京师范大学 2018(学位年度)
摘要:地理位置是人类行为活动的重要基础之一,而室内又是人类每天活动时间最长的场所。因此,将室内位置与用户数据或用户感兴趣的信息结合起来是值得深入研究的一个重要课题。室内定位必将成为移动互联时代的最为重要的应用之一。
  超声波室内定位具有定位精度高、布局简单、抗干扰强、成本低等诸多优势,但同时也存在高精度同步计时困难等难点。另外,传统的超声波定位系统一般将若干固定节点作为发射超声波节点,而被定位目标(未知节点)作为信号接收节点。为了避免定位目标节点接收到的多路信号之间出现串扰,还需要一定的协调算法。本文在国内外有关超声波室内定位的研究基础上,提出了一种超声波定位新方案:首先,被定位的目标节点同时单向发送红外信号及超声波信号给多个固定节点(论文中称为“双”单向法),利用红外信号作为超声波信号的同步计时时标,这样不会出现多路信号串扰;其次,多个固定节点接收端信号检测部分集中在一片FPGA来实现对超声波高精度同步计时,多路信号易于处理且结构简洁明了。最后,在原有传统定位算法的基础上利用最小二乘与泰勒级数展开相结合的方式使定位精度得到进一步提高。通过上述多项措施,本论文研究设计的超声波室内定位算法,精度可以达到厘米级,在实际应用中具有较高的参考价值。
  论文的主要工作及创新点为:
  1)设计了“双”单向法测距的发送端超声波和红外驱动电路以及接收端的信号处理电路,以及基于FPGA的高精度同步计时处理模块以及FPGA与STM32之间的通信模块。
  2)分析了在超波声测距过程中超声波/红外在信号处理电路中的响应及延时问题,修正了由于器件本身的延时而引入的误差,提高了定位的精度,为精确超声波定位奠定了基础。
  3)分析了几种常用的定位算法:基于绝对时间方法(TOA)、基于时间差方法(TDOA)、基于到达角度方法(AOA)、基于接收信号强度(RS SI)等的优缺点,在此基础上提出了优化算法,即采用最小二乘方法与泰勒级数展开定位算法相结合,使得目标的定位精度得到进一步提高。
  4)设计将定位目标点发送的红外同步信号加入编码信息,并对红外信息发送间隔加入随机延时,实现了多目标的无干扰定位。
[硕士论文] 吴明旭
电子科学与技术 郑州大学 2018(学位年度)
摘要:激光自混合干涉效应自上世纪八十年代被发现以来,作为一种新型传感原理,逐渐被应用于机械量、几何量、材料参数、激光器参数等物理量的测量。尤其近几年,国内外越来越多的科研投入到激光自混合干涉传感测量系统的研究中,在测量算法设计、测量系统硬件结构设计以及应用等方面都取得了丰硕的研究成果。
  振动和位移测量是激光自混合干涉测量系统的经典应用,目前已有大量的研究成果,也出现了一些被普遍认可的测量算法,但这些算法在理论模型、分辨力、精度等方面都还存在很多改进空间。本文针对激光自混合干涉微振动测量系统中自混合干涉信号的滤波算法、振动频率的测量算法以及振动轨迹重构的测量算法进行了研究,主要工作包括以下三个方面:
  在激光自混合干涉测量系统中,由于测量对象的变化、被测参数的变化以及测量环境的不同,使得自混合干涉信号呈现不同特性,这就要求滤波器在信号变化时能自动调整滤波参数以达到最佳滤波效果。本文首先针对自混合干涉信号这一特点,并考虑易于硬件实现,设计了一种自适应滤波器。
  其次,对于振动频率的测量算法进行了研究,设计了两种算法简单、实时性好、易硬件实现的频率测量算法。第一种方法本文称之为特征点法,通过对自混合干涉信号进行自适应滤波、微分、整形、特征点提取进而计算得出振动频率。第二种方法为抗干扰能力强的自相关函数法,该方法基于自混合干涉信号的自相关函数基频与振动频率之间关系,通过对干涉信号进行数据采集、自相关函数计算、峰值点检测,确定自相关函数的周期,进而得出振动频率。
  最后,为得到被测物体更全面的振动参数,本文基于适度光反馈水平条件下自混合干涉信号具有的特征,设计了被测物体振动轨迹的重构算法。基于自混合干涉振动测量系统的数学模型,设计数据字典表;构造被测物体的振动方向函数;并根据物体位移量与干涉信号初始相位之间的线性关系,对采集的干涉信号初始相位等间隔提取,从而实时得到位移量,重构振动轨迹。
  论文对算法的有效性进行了仿真及实验验证,结果验证了算法的有效性。
[博士论文] 翟景娟
工程力学 大连理工大学 2018(学位年度)
摘要:曲壳结构已广泛应用于航空航天、交通、机械等领域,它们都具有薄壁、低阻尼的特点,抑制曲壳结构的振动及随之而来的噪声问题就具有重要的工程意义。压电智能材料因其质量轻、灵敏度高、精确度高、应用方便而被广泛应用于结构振动和噪声控制领域,基于压电材料的主动控制技术也受到越来越多的重视。结构中铺设的压电传感器/作动器的结构参数(位置、尺寸和个数等)和控制参数(控制电压或控制增益)是影响控制效果的重要因素。为了获得最佳的控制效果并满足经济效益的需求,对压电传感器/作动器结构参数及其控制参数的一体化设计进行研究就显得至关重要。
  本文基于压电曲壳作动器,针对不同类型激励载荷作用下的曲壳结构进行了振动和辐射噪声的主动控制研究;建立了压电曲壳结构和控制系统的一体化设计优化模型;研究了压电曲壳结构表面电极层的最优布局问题。主要研究工作如下:
  (1)压电曲壳结构振动的时域最优控制。推导了压电曲壳耦合单元,以此构建了压电曲壳结构有限元模型。由于利用位移约束方程耦合基壳结构和压电片,减少了自由度,缩减了计算规模。然后建立了系统空间状态方程,利用线性二次型最优控制器,通过使二次型性能指标最小求得最优控制。数值算例表明:对曲壳结构进行振动控制时,在达到同样控制效果的情况下,与平壳作动器相比,曲壳作动器所需数目要少得多。
  (2)振动最优控制中压电作动器布局、尺寸和控制电压的一体化设计问题。考虑到作动器个数、分布位置、几何尺寸和控制电压等都是影响控制效果的重要因素,本文将压电作动器的位置、尺寸和控制电压同时作为设计变量,并综合考虑了控制效果,压电作动器个数,压电材料的用量和安全工作电压等设计指标,建立了基于振动最优控制的作动器位置、尺寸和控制电压的一体化设计模型。根据优化模型中连续变量和离散变量共存的特点,提出了基于模拟退火算法的双层优化求解策略。数值算例显示本文方法实现了允许数量的作动器在满足安全工作电压条件下的优化设计,在降低控制成本和控制系统复杂性的同时,获得了最优振动控制效果。
  (3)简谐激励下压电曲壳结构振动声辐射问题的控制和优化。在用有限元法求解简谐响应的基础上,考虑声学Helmholtz方程,结合边界元法,数值求解了结构振动声辐射问题。把具有相同配置的压电传感器和作动器布置在曲壳结构的上下两侧,采用负速度反馈策略,得到了压电作动器的控制电压,实现了压电曲壳结构振动声辐射问题的主动控制。然后建立了以减小结构声辐射为目标的结构和控制的一体化设计优化模型,设计变量中既有压电传感器/作动器位置及控制增益,又包含基结构厚度,优化模型中定义了两种目标函数,分别为指定频率或频段下的结构声功率和指定声场点的声压,并考虑将基体结构质量和传感器/作动器个数作为约束条件。采用模拟退火算法对优化模型进行了求解,数值算例讨论了激励频率、结构阻尼以及自振频率对优化结果的影响。
  (4)随机激励下压电曲壳结构振动声辐射的主动控制和优化。基于随机振动虚拟激励法的理论基础,将虚拟激励法引入到压电耦合系统的振动声辐射主动控制中,推导了边界元法与虚拟激励法相结合的随机声辐射计算公式。然后建立了随机激励下基于结构声主动控制的压电结构优化设计模型。优化模型中以参考点或参考面上的声压功率谱密度作为目标函数,压电作动器/传感器的位置和控制增益同时作为设计变量,并考虑作动器/传感器个数和能量约束,实现了一定成本下的最佳控制效果,同时简化了控制系统电路。数值算例表明作动器/传感器的合理布置可以更有效地控制随机振动辐射噪声。
  (5)随机激励下基于主动振动控制的压电曲壳结构表面电极层的拓扑优化设计及灵敏度分析。在引入虚拟激励法对曲壳结构随机振动进行分析的基础上,采用了压电传感器/作动器和负速度反馈方式对结构随机振动响应进行主动控制。在此基础上,引入了单元伪密度变量来表征压电单元电极层的有无,频率带的平均位移功率谱密度为目标函数,定义了压电曲壳结构表面电极层的拓扑优化模型。为了在优化中得到更清晰的拓扑构型,提出了带惩罚的主动阻尼模型。基于伴随法和虚拟激励法,推导了随机激励下位移功率谱密度关于拓扑变量的灵敏度,并采用了GCMMA算法进行了优化求解。数值算例验证了灵敏度分析的准确性和优化方法的有效性。
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