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本發明提供了一種基于攝動隨機有限元的隨機動載荷識別方法，對含不確定性參數的結構開展同工況下多次模態試驗，計算其不確定性剛度、質量和阻尼矩陣，對不確定性剛度、質量和阻尼矩陣進行展開，計算格林函數矩陣，建立基于攝動隨機有限元的不確定性動力學模型，測量隨機動載荷作用下含不確定性參數結構的隨機位移響應樣本，利用隨機位移響應樣本均值識別結構上所受隨機動載荷的均值，計算僅考慮動載荷隨機性引起的隨機位移響應協方差的近似值，識別獲取隨機動載荷的統計特征。利用本發明方法，可以同時考慮動響應、結構系統和動載荷的不確定性，利用實測動響應樣本識別獲取結構動載荷的統計特征，可以為工程結構提供豐富的動載荷信息，更有利于工程結構的安全評估和優化設計。

強度和韌性的“倒置關系”是材料研究領域長期存在的難題。大量的實驗表明，隨著金屬材料內部晶粒尺寸的降低，在強度獲得提升的同時，韌性將大打折扣。目前，廣泛采用的高強材料韌化策略有：（1）改變組分，通過引入和調整材料的多種主要元素，同時激活多種塑性變形機制，高熵合金材料就是采用這種思路；（2）改變微結構，在材料內部引入一種或多種梯度分布的微結構，避免由于特征長度突變帶來的性能突變，有效克服金屬材料強度和韌性的失配問題，這種材料被稱為梯度納米結構材料。 圖1 梯度結構金屬材料的類型（摘自：李毅，梯度結構金屬材料研究進展，中國材料進展，2016, 35: 658-665）人工制備的梯度納米金屬結構主要包括以下幾種：梯度晶粒，梯度位錯，梯度孿晶，梯度固溶物，梯度相，以及包含兩種以上的梯度混合結構。在已經發展成熟的金屬材料內部引入梯度納米結構，可以進一步提高其強韌性匹配能力。例如，通過表面研磨處理（SMAT）在孿晶誘發塑性（TWIP）鋼表面引入大量的塑性變形，使其表面晶粒細化，隨著深度的增加，晶粒細化的程度逐漸降低，同時塑性變形也會導致位錯演化和孿晶的產生，因此在TWIP鋼內部形成了包含梯度晶粒，梯度位錯和梯度孿晶的梯度混合結構。這種梯度納米結構TWIP鋼的強度可以提升50%，斷裂應變僅從60%下降到52%，具有更高的強韌性匹配能力。目前，關于梯度納米結構TWIP鋼的研究集中于實驗，反映物理機制的本構模型研究還鮮見報道。西南交通大學力學與工程學院張旭教授與德國馬普鋼鐵所、中國鋼鐵研究總院等機構開展合作，指導博士生陸曉翀發展出考慮位錯滑移和變形孿晶等物理機制的微結構尺寸相關晶體塑性本構模型。依托DAMASK平臺將該模型移植有限元，并對梯度納米結構TWIP鋼的單軸拉伸變形行為展開模擬，揭示了其微結構演化與宏觀性能之間的關系，量化了不同梯度結構對材料強韌性的貢獻。相關研究工作已在金屬材料與固體力學交叉領域頂級期刊《International Journal of Plasticity》上在線發表，論文題目為Crystal plasticity finite element analysis of gradient nanostructured TWIP steel。 論文鏈接： https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2020.102703作者首先使用不同晶粒尺寸Fe-15Mn-2Al-2Si-0.7C (wt.%) TWIP鋼的單拉實驗數據驗證該模型的合理性，結果表明該模型對不同尺寸下的應力應變響應和應變強化行為都可以較好地描述，特別是細晶TWIP鋼硬化率曲線中的up-turn效應。通過對內變量演化的分析及對比性模擬，作者發現這種up-turn效應源自于細晶中顯著的背應力。 圖2 對比不同晶粒尺寸TWIP鋼的單拉實驗和模擬結果由于梯度納米結構TWIP鋼的微結構十分復雜，晶粒數目眾多，通過采用三維均勻化方法，建立了宏觀試樣尺寸的有限元模型。通過對每層單元賦予不同的晶粒尺寸，初始位錯密度和孿晶體積分數，離散地描述材料內部微結構的梯度分布，并通過梯度網格劃分方法進一步減少單元數目。對于材料表層微結構變化劇烈的區域，采用密度較高的網格，以保證更加精確地描述微結構的梯度變化。 圖3三維均勻化方法示意圖作者利用發展的晶體塑性模型，對均勻和梯度納米結構的Fe-10Mn-0.5C-3Ni (wt.%) TWIP鋼的單拉變形行為進行模擬。結果表明，在合理描述均勻結構TWIP鋼應力-應變響應的基礎上，通過引入微結構的梯度分布，無需修改任何參數就可以較好地描述梯度納米結構TWIP鋼的單拉力學行為。通過對比變形云圖，作者發現均勻和梯度納米結構TWIP鋼的表面都會變的粗糙不平，但梯度納米結構的表面粗糙度更加明顯，產生的應變局域化形成了兩個凹陷區，且凹陷區在垂直于平面方向也會發生收縮。隨著深度的增加，收縮程度逐漸降低。通過對比性模擬，作者發現表面凹陷區的出現就是梯度納米結構TWIP鋼韌性略微下降的原因。而應變局域化的產生與表面納米層晶粒的應變強化能力有關，提高表面納米晶的硬化能力，就可以抑制表面凹陷區的出現和韌性的下降。此外，作者通過分析不同層位錯密度的演化，進一步證實了上述觀點。作者還通過對比性模擬量化了不同梯度結構對材料強韌性的貢獻。結果表明：強度的提升源于梯度位錯結構，梯度晶粒和梯度孿晶結構有助于保持材料的應變強化能力。 圖4 均勻結構和梯度納米結構TWIP鋼的模擬結果對比分析。

本發明公開了一種基于譜隨機有限元模型的隨機動載荷識別方法。本發明的方法包括步驟：Ｓ１、對含不確定性參數的結構開展同工況下多次模態試驗，建立不確定性系統的譜隨機有限元模型；Ｓ２、測量隨機動載荷作用下含不確定性參數結構的隨機動響應樣本；Ｓ３、利用隨機動響應樣本均值識別結構上所受隨機動載荷的均值；Ｓ４、利用識別的隨機動載荷均值求解僅考慮系統參數不確定性時的結構隨機動響應協方差；Ｓ５、計算僅考慮動載荷隨機性引起的隨機動響應協方差的近似值；Ｓ６、識別獲取隨機動載荷的統計特征。本發明能夠同時考慮了動載荷和系統參數的不確定性，利用實測結構動響應樣本，識別結構系統上作用隨機動載荷的統計特征。

1. 項目概述有限元法已經成為當今工程問題中應用最廣泛的數值計算方法。ANSYS軟件是經全國鍋爐壓力容器標準化技術委員會推薦的用于壓力容器及管道強度評定分析的集結構、熱、流體、電磁、聲學于一體的大型通用有限元商用分析軟件包。本項目應用ANSYS軟件對各種復雜結構及載荷作用下的壓力容器及管道進行有限元應力分析及強度評定。目前，已擁有下列結構的參數化有限元分析技術：A. 固定管殼式（含膨脹節）換熱器及U形管換熱器分析設計；B. 承受管道附加載荷的設備接管局部應力分析設計；C. 卡箍連接快開門結構應力分析；D. 制冷裝置蒸發器、冷凝器分析設計；E. 考慮地震與風載荷的立式反應器及塔設備支座熱應力分析；F. 滅菌柜設備門封頭組件分析設計；G. 紡絲裝置加熱箱箱體分析設計；H. 刮膜式薄膜蒸發器結構分析設計；另外，在對含缺陷結構進行有限元應力分析的基礎上，對壓力容器及管道進行缺陷評定。2. 技術優勢擁有全國鍋爐壓力容器標準化技術委員會頒發的壓力容器SAD（應力分析設計）審核資格及常規一，二，三類壓力容器審核資格，擁有正版ANSYS結構分析軟件，從技術上為壓力容器及管道強度評定技術提供保障。3. 技術水平傳統的有限元單向建?！：嗽u定過程分析工作量大，設計周期長，參數化有限元分析技術是有限元分析的高級技術，本項目開展的壓力容器及管道參數化有限元技術有效地提高產品設計質量和效率，提高企業開發創新和快速響應市場的能力。

有限元法已經成為當今工程問題中應用最廣泛的數值計算方法。ANSYS軟件是經全國鍋爐壓力容器標準化技術委員會推薦的用于壓力容器及管道強度評定分析的集結構、熱、流體、電磁、聲學于一體的大型通用有限元商用分析軟件包。本項目應用ANSYS軟件對各種復雜結構及載荷作用下的壓力容器及管道進行有限元應力分析及強度評定。目前，已擁有下列結構的參數化有限元分析技術：（1）固定管殼式（含膨脹節）換熱器及U形管換熱器分析設計；（2）承受管道附加載荷的設備接管局部應力分析設計；（3）卡箍連接快開門結構應力分析；（4）制冷裝

成果簡介工程車是一個工程建設的主干力量， 由于它們的出現才使工程的進度倍增，大大減少了人力。 混凝土攪拌車與泵車是工程建設中運用最廣泛的工程車。 混凝土攪拌車在使用過程中， 會經歷加速、 減速、 急剎車、 轉彎、 上坡以及行駛在不平路面等各種工況， 這使得混凝土攪拌車在使用過程中會承受各種復雜載荷， 車架及薄弱環節易產生開裂； 混凝土泵車工作環境惡劣， 移動頻繁， 在澆注過程中臂架姿態復雜多變， 易造成各臂架之間聯接件的破壞。 因此對混凝土攪拌車與泵車等工程車整車及關鍵結構件靜動力特性

　　蘇州儀元科技有限公司（SIE）坐落在風景秀麗的蘇州城區。原名蘇州儀表元件廠，始創1958年，國家機械工業部直屬企業。公司注冊資本1522萬元，資本總額6000萬元。 　　根據產品的服務領域，SIE下設6個分廠，1個研究所，2個外企配套加工基地。并同日本松下電器集團，日本沙迪克集團分別成立合資企業。另設深圳分公司及商務所，北京分公司，香港辦事處。 SIE以高品質、高效率、高信譽為經營目標；以人為本、嚴格計劃、精細管理；倡導良好的企業文化，致力于把公司建設成為員工之家、客戶之家，努力推進企業生產經營同國際市場相接軌。 　　歷經40余年市場錘煉，SIE現已發展成為資源有保障，品牌有市場，研發力量雄厚，生產檢測裝備先進，具有多元化產業特色的高新技術企業。我們將繼續遵循"對客戶負責，為社會發展作貢獻"的公司經營方針，竭誠為海內外客戶服務。

Teemo天尚元成立于2019年，是一家專業從事自動駕駛滑板底盤開發的高新技術企業。公司長期專注于車規級線控底盤、底盤域控、自動駕駛等核心技術的開發，賦能場景擁有者定義未來汽車。 公司圍繞核心技術已申請國家專利40余項，推出三款不同尺寸規格的滑板底盤產品，覆蓋無人物流、無人觀光、無人配送、無人巡檢、無人環衛、工程機械、特種車輛等多個低速無人駕駛商業化落地場景。 目前已服務海內外各行業客戶200多家，并與航天科工、三一重工、吉利、奇瑞、大疆、國汽智聯、中汽研等各行業頭部客戶達成長期戰略合作，受到客戶廣泛好評。

北京德元國際科技有限公司是一家集設計、研發、生產、銷售的綜合性企業，以河北、上海、江蘇等地為生產基地，生產經營儀器儀表設備、科研試劑，擁有實驗技術平臺，打造了網絡銷售平臺，在國內外有廣大的客戶群體。 2009年1月20日，北京德元國際科技有限公司成立。 2009年8月，德元國際機電設備部成立，自產產品作為援外產品出口。 2010年初，德元國際儀器產品部成立，研發生產科研設備產品，以電泳產品、超聲波清洗器為主體。 2011年，德元國際試劑技術服務部成立，建立科研實驗室，開展科研試劑及實驗技術服務。 2012年，實施多品牌戰略，儀器、試劑、耗材等 2013年，為滿足客戶需要，試劑產品全面升級。 2014年，機電設備部獨立核算，德元國際以生產研發科研產品及科研試劑為主體。 2015年，以超聲波清洗器為基礎，開發樣品處理設備，超聲細胞粉碎儀，高通量研磨儀，相繼研發成功！ 2016年，通過資本運作，增加科研設備生產品種，冷凍系列產品，箱體系列產品，相繼研發成功！ 2017年，混勻孵育產品相繼開發成功，漩渦混合儀，金屬浴，氮吹儀等產品 2018年，整合銷售體系，統籌生產品種，形成樣品處理家族產品、冷凍家族產品、箱體家族產品、電泳家族產品及相關試劑！ 2019年，基因導入儀，掌上離心機，微孔板離心機等產品問世，其他系列產品不斷完善！ 2020年，樣品前處理，超聲波家族，電泳家族，混勻孵育家族等繼續完善發展，產品多樣化，系列化！ 樣品處理家族：高通量組織研磨儀，核酸提取儀、凍干機、離心濃縮儀 超聲波家族：  超聲波細胞破碎儀，一體式破碎儀，工業級超聲波破碎儀，超聲波分散儀，超聲波反應釜 混勻孵育家族： 金屬浴、氮吹儀、漩渦混勻儀、掌上離心機、多孔板離心機，搖床 電泳家族： 水平電泳系統、垂直電泳系統、毛細管電泳系統、成像系統、酶標洗板、PCR、基因擴增儀、DNA打斷儀 企業目標：成為全面的綜合服務供應商 企業文化：厚德載物 開創新元 北京德元國際科技有限公司愿與世界各地有志于開拓國際市場的朋友攜手共進，公司將永遠遵循國際貿易法律法規和慣例，一如既往地遵循平等互利，重約守信的原則精誠合作，為德元走向世界，成為全面的綜合服務供應商而不懈努力！

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