在綜合分析反演設(shè)計(jì)理論及應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，從設(shè)計(jì)方法學(xué)和反問題研究融合的角度，深入探討了反演設(shè)計(jì)方法中的共性問題；以機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)品質(zhì)為目標(biāo)，系統(tǒng)研究了沖擊機(jī)械系統(tǒng)幾種典型的反演設(shè)計(jì)問題和方法，并將這些方法應(yīng)用到具體的設(shè)計(jì)之中。 針對已知系統(tǒng)響應(yīng)求系統(tǒng)模型參數(shù)問題，以機(jī)械撞擊為研究對象，提出了在給定變截面桿下，沖擊活塞動(dòng)態(tài)反演設(shè)計(jì)方法。研究了活塞與半無限桿撞擊產(chǎn)生應(yīng)力波原理，推導(dǎo)了在給定被撞擊變截面桿條件下的沖擊活塞結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算公式，為新加坡Nanyang Technological Universitv防護(hù)研究中心大直徑SHPB試驗(yàn)機(jī)成功設(shè)計(jì)了沖擊活塞。 針對已知系統(tǒng)響應(yīng)與激勵(lì)的關(guān)系求系統(tǒng)模型參數(shù)問題，以波的傳播部件為研究對象，提出了給定透射率的沖擊部件反演設(shè)計(jì)方法。在頻域內(nèi)，定義了透射率，研究了波在桿形部件中的傳播規(guī)律，導(dǎo)出了應(yīng)力波在變截面桿中的傳播特征矩陣，探討了反演設(shè)計(jì)解的多樣性問題以及求解精度問題。 針對已知系統(tǒng)響應(yīng)求系統(tǒng)沖擊激勵(lì)問題，分別以液壓提升機(jī)繩系和車輛道路線形為研究對象，提出了宜人化的動(dòng)態(tài)反演設(shè)計(jì)方法。研究了液壓提升機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、提升機(jī)繩系和容器的動(dòng)力學(xué)問題，應(yīng)用波動(dòng)離散反演方法，求解了適宜人的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的激勵(lì)函數(shù)；研究了車輛-道路-人體系統(tǒng)的耦合動(dòng)力學(xué)問題，將道路線形作為系統(tǒng)的沖擊激勵(lì)，構(gòu)造了樣條曲線特征多邊形，優(yōu)化求解出以車輛乘員舒適性為目標(biāo)的合理道路緩和豎曲線。 應(yīng)用反演設(shè)計(jì)方法和沖擊動(dòng)力學(xué)理論，研制了氣動(dòng)式QCJ型水平?jīng)_擊綜合試驗(yàn)臺(tái)，構(gòu)建了以O(shè)dyssey波形記錄分析儀為核心的高應(yīng)變率動(dòng)態(tài)測試系統(tǒng)；引入了動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)α和運(yùn)動(dòng)學(xué)特征參數(shù)τ，提出了沖擊鑿巖機(jī)具彈性動(dòng)力學(xué)和剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)融合的概念設(shè)計(jì)方法，基于此成功研制出YST-25型全水壓支腿式鑿巖機(jī)。
【學(xué)位單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2003
【中圖分類】：TH122
【部分圖文】：

稱為正問題(directproblem);由果求因(內(nèi)因與外因)，則稱為反問題(inverseproblem)，求解反問題也稱為反演(inversion)。根據(jù)系統(tǒng)中已知輸入的來源又可對工程反問題進(jìn)行分類，如圖1一2所示。如果己知的參數(shù)是由觀測得到的，則這類問題稱為辨識問題(identificationProblem)，其中，求內(nèi)因即系統(tǒng)模型，稱為系統(tǒng)辨識或模型辨識;而求外因，則稱為系統(tǒng)源的辨識。如果己知的參數(shù)不是實(shí)測出來的，而是人們希望的，那么這類問題稱為設(shè)計(jì)問題(designprob一em)。若在所求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型或輸入中有些部分可以由人們隨時(shí)操縱其變化，則這類設(shè)計(jì)問題稱為控制問題。

擊初始和邊界條件、設(shè)計(jì)約束條件。通過“設(shè)計(jì)約束條件”可以將用戶對產(chǎn)品的要求考慮進(jìn)去，同時(shí)還可以加入沖擊部件導(dǎo)向段等工藝要求。軟件系統(tǒng)流程圖如圖3一5所示:系統(tǒng)主界面如圖3一6。為了證實(shí)上述方法和程序的有效性，通過反演數(shù)值方法設(shè)計(jì)了多種沖錘一桿對，如圖3一7所示。這些沖錘都能產(chǎn)生近似半正弦應(yīng)力波〔川，可從分離式霍布金遜壓桿(sHPB一splitHopkinsonPressBar)試驗(yàn)中驗(yàn)證，相關(guān)試驗(yàn)裝置及研究將在第七章詳細(xì)介紹。圖3一6沖擊部件反演設(shè)計(jì)系統(tǒng)主界面圖3一7反演設(shè)計(jì)的沖錘一桿對3.3大直徑SHpB試驗(yàn)機(jī)沖錘反演設(shè)計(jì)材料動(dòng)態(tài)性能的測試，目前比較流行和理想的方法之一為矩形波加載的SHPB法。對于SHPB裝置的測試和數(shù)據(jù)處理通常依據(jù)一維應(yīng)力波均勻的假設(shè)，即應(yīng)力波在傳播中沒有任何相位的改變和成份的離散，因此，入射和反射應(yīng)力脈沖可以通過安裝在輸入桿中部的應(yīng)變片測得。入射桿的L/2前半部分被認(rèn)為和試件入射端面有同樣的應(yīng)力波，透射波則記錄

92議抒日議L(54())圖3一10反演設(shè)計(jì)的沖錘為了驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果是否能滿足要求，在大直徑的SHPB試驗(yàn)機(jī)(圖3一11)上用同樣直徑(與沖錘大徑75mm同)和同樣材料的彈性桿作為輸入桿和輸出桿進(jìn)行了試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果與理論結(jié)果的比較如圖3一12所示，得到了所需要的半正弦波曲線。圖3一13(a)是在傳統(tǒng)SHPB上測試得到的應(yīng)力波(輸入、輸出桿為75mm，鋁試件)，圖3一14(b)是在1.sm長的彈性桿中間測試的入射加載應(yīng)力波有5次反射后的波形曲線，顯然，二者都存在大的振蕩。圖3一11新加坡NanyangTeehnologiealuniversity大直徑sHPB試驗(yàn)機(jī)0.4時(shí)。門乙4-0-0一‘一8_____._一~_歇_一‘{一~「丫靡薪t一~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~————實(shí)驗(yàn)曲線線線理理理理論曲線線線\\\\\夕一一問問問卜卜卜卜-~一一~一l一~，-.一一4_________{{{{{{{;···11111111;;;;;}}}}}}}-一一i一---
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 高麗穩(wěn),周志鴻;沖擊機(jī)械活塞強(qiáng)度研究的現(xiàn)狀[J];工程機(jī)械;2005年01期

2 趙新合;鋼價(jià)猛漲沖擊機(jī)械行業(yè)[J];工程機(jī)械與維修;2003年06期

3 辛勇,何成宏,楊國泰;沖擊機(jī)械隔振中阻尼的應(yīng)用研究[J];振動(dòng)與沖擊;1999年02期

4 劉德順,彭佑多,李學(xué)軍,李夕兵,周燦豐,陳慶壽;沖擊活塞的動(dòng)態(tài)反演設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);1998年04期

5 李夕兵,劉德順,劉愛華;沖擊機(jī)械合理加載波形的形究[J];中南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1998年02期

6 許絳垣;;氣動(dòng)沖擊機(jī)械氣流通道中的氣體動(dòng)力學(xué)效應(yīng)[J];鑿巖機(jī)械氣動(dòng)工具;1989年03期

7 ;水平·動(dòng)態(tài)·趨勢[J];工程機(jī)械文摘;2005年04期

8 張和平;矩陣力學(xué)與波動(dòng)力學(xué)的建立及其啟示[J];合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1987年03期

9 譚力;毛莉君;田佳弋;袁祖江;田應(yīng)朝;;沖擊機(jī)械能量傳遞研究[J];機(jī)械;2009年08期

10 岳文輝;劉德順;伍先明;朱萍玉;李夕兵;;環(huán)境友好型全水壓沖擊鑿巖機(jī)動(dòng)力學(xué)建模與數(shù)值仿真[J];中國工程科學(xué);2007年08期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前6條

1 朱萍玉;沖擊機(jī)械動(dòng)態(tài)反演設(shè)計(jì)方法研究[D];中南大學(xué);2003年

2 殷澄;分析轉(zhuǎn)移矩陣?yán)碚撛谝痪S波動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用[D];上海交通大學(xué);2011年

3 符朝興;車輛彈性元件振動(dòng)沖擊波動(dòng)機(jī)理及其應(yīng)用研究[D];大連交通大學(xué);2005年

4 許勤;液壓沖擊器系統(tǒng)性能的測試與分析[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2009年

5 薄守石;溴化鋰溶液降膜流動(dòng)及傳熱傳質(zhì)的數(shù)值研究[D];大連理工大學(xué);2011年

6 姜小慧;科學(xué)哲學(xué)視角下的EPR悖論研究[D];華中科技大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉麗曼;矩陣力學(xué)和波動(dòng)力學(xué)的創(chuàng)立及其思想比較[D];上海師范大學(xué);2007年

2 王為;光纖Bragg光柵在動(dòng)態(tài)應(yīng)變信號檢測中的應(yīng)用研究[D];天津大學(xué);2006年

3 孫要兵;液壓動(dòng)力沉樁機(jī)沖擊機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模與分析[D];湖南科技大學(xué);2012年

4 李候清;重型液壓鑿巖機(jī)沖擊機(jī)構(gòu)及其液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究[D];中南大學(xué);2010年

5 何先可;沖擊破巖信號處理與鉆頭波阻特性反演辨識[D];湖南科技大學(xué);2010年

6 尚勇智;基于ANSYS的氣動(dòng)釘槍槍針組件失效分析[D];浙江工業(yè)大學(xué);2009年

7 劉軍;平衡沖擊壓路機(jī)節(jié)能機(jī)理分析與研究[D];長安大學(xué);2009年

8 王長春;鑿巖系統(tǒng)釬桿接頭能量傳遞特性研究[D];中南大學(xué);2008年

9 趙興東;光晶格中超冷原子系綜的自旋波動(dòng)力學(xué)[D];華東師范大學(xué);2007年

10 鄒艷波;經(jīng)典力學(xué)與量子力學(xué)對應(yīng)關(guān)系研究[D];新疆師范大學(xué);2008年

本文編號：2866955