Kane方程在平面机构动力学中的应用

在平面机构动力学的研究过程中,因其含有闭环结构而使得经典动力学的应用遇到许多麻烦。本文采用近几年发展起来的Kane方程对此进行了研究,给出了任意的平面机构的动力学方程和与之对应的数值计算方法,所得结果程序化。为平面机构的动力学控制与仿真提供了有效的方法。同时使Kane方程得以运用到新的领域。     

海上补给高架索多柔体动力学模型

针对现有的高架索多体动力学模型无法模拟高架索在外部扭矩作用下产生的弯曲和扭转变形的力学特性问题,在现有模型的基础上,利用浮动坐标系和平移模态矢量阵理论将绳索单元柔性化,建立了高架索多柔体动力学模型,并用该模型对海上航行横向干货补给装置中的高架索进行了模拟和仿真。仿真结果表明:高架索多柔体动力学模型可以模拟海上补给高架索的横向高频振荡、轴向动张力振动、弹性性能三大动力学特性。     

一个分析与计算曲面结构的有效方法

给出了一种分析计算CAD曲面模型的数值方法。该方法将构成CAD模型的曲面片视作计算单元(面素单元),建立各面素单元的控制方程,再结合CAD曲面模型的流形特征组装各个单元控制方程以求整体解。面素单元的控制方程可根据问题的求解目标分别利用有限元—边界元耦合、有限元—无单元及其他耦合形成。结合线弹性问题的求解,系统地介绍了面素单元法的单元划分与处理、单元控制方程建立等核心环节。还给出了一个分析三倒圆过渡面静载荷变形的实例及其与ANSYS对照的结果。     

边界元角点问题的重节点法分析

应用重节点法处理三维弹性力学角节点问题,采用等参变换插值逼近的方法离散边界积分方程,解决了由于角节点表面力不连续带来的方程求解困难问题。算例分析结果表明,该方法具有操作简单,计算方便,求解结果满足计算精度的要求等优点,尤其在角点存在应力集中场合更具优越性。     

太阳电池阵组合基板模态参数分析的半解析模型

基于分布参数系统传递函数方法的基本理论,针对空间结构太阳电池阵的特殊结构形式,通过将太阳电池阵基板划分为条形单元,将基板间连接铰链副简化为均匀梁单元,并利用条形单元与梁单元公共结点间位移连续与力平衡条件,建立了空间结构太阳电池阵动力学特性分析的半解析计算模型。得到了太阳电池阵单块基板和多块组合基板的模态参数计算值,并将其计算结果与有限元结果进行了比较。     

筒形桅杆有限元计算模型及无刚度奇点的消除方法研究

本文提出了一个用于消除空间杆梁结构有限元模型中的无刚度“奇点”的元素及相应的刚度矩阵计算公式。在无刚度“奇点”出现处以此元素替代拉压杆元,可使空间杆梁结构模型中的无刚度“奇点”消失,能够在不增加整个计算模型自由度的情况下提高计算结果的精度。在微型计算机上运用全部三维12自由度梁单元计算模型、拉压杆元——加弹性支座计算模型和本文提出的计算模型对某型军舰的桅杆结构进行了实例计算比较。计算结果表明:用本文方法得到的应力值、位移值与全部三维12自由度梁单元模型的计算结果符合良好。     

黏弹性基底上阻尼碳纳米管的动力学特性

采用欧拉梁模型建立了有阻尼碳纳米管在黏弹性基底上的动力学问题分析模型。通过引入非局部理论、广义Maxwell黏弹性模型、速度相依的外阻尼模型及黏弹性基底模型推导出碳纳米管动力学分析的欧拉梁振动控制方程。在Kelvin-Voigt黏弹性模型基础上,分别给出无基底和全基底支撑时碳纳米管固有频率的一般解析表达式,并分析讨论全基底时的多种典型情况。然后利用传递函数方法求解出一般边界条件下振动控制方程的封闭解。以某单壁碳纳米管为例,得到不同边界条件下该单壁碳纳米管的前四阶固有频率,并分析了碳纳米管非局部参数、黏弹性参数、基底刚度及长度等影响因素对固有频率和阻尼因子的影响情况。结果表明,文中所建的动力学分析模型及计算方法对解决碳纳米管在黏弹性基底上的动力学问题准确有效。     

磁场环境下黏弹性基体中非局部纳米梁动力学特性分析

根据非局部Euler梁理论建立了外部磁场影响下的黏弹性基体上纳米梁的动力学问题分析模型。通过引入Kelvin黏弹性地基模型和洛伦兹力,得到了纳米梁的振动控制方程。基于Kelvin-Voigt黏弹性模型,给出了黏弹性基体上纳米梁在磁场影响下的固有频率解析解,并就多种典型情况进行了分析。在一般情况下,利用传递函数方法对振动控制方程进行求解,得到了纳米梁固有频率及相应振型的封闭解。以某单壁碳纳米管为例,计算得到了多种边界条件下纳米梁的前三阶固有频率,并详细分析了非局部参数、磁场强度、长细比、阻尼系数及边界条件等因素对纳米梁振动特性的影响情况。结果表明,文中所建的动力学分析模型对研究磁场作用下纳米梁在黏弹性基体上的动力学特性问题准确有效。     

冗余并联机构的PD控制

采用并联机构的简化树动力学模型 (reducedtreemodel) ,给出了冗余并联结构的动力学方程和基于PD控制策略的控制方法。为了消除冗余并联机构固有的内作用力 ,给出了一种基于静态力平衡的控制方法。最后 ,利用一个 2自由度的冗余平面并联机构作为控制实例 ,实验结果表明了控制方法的正确性     

口径型单元相控阵天线的分析计算方法介绍

一、引言这里所谓相控阵天线的分析计算方法,确切地说是指阵中辐射单元的分析计算方法。我们知道相控阵天线的三大组成部分包括辐射单元移相器和馈电网络。其中移相器和馈电网络都可作为独立部件来进行设计,设计好后置于阵中其性能变化不大。而辐射单元则不同,由于大量辐射单元同处于一个孔径面内,各单元之间存在互耦效应,使辐射元在阵中的性能与孤立单元的性能完全不同,因此辐射单元必须在阵环境中设计。当     

UDP协议的海量信息快速传输解决方案

提出了一种在网络上提高大容量信息传输速度的实现方案和算法。它对传统的文件传输方式进行了改进,将点对点的传输转换成多点对一点的传输。对数据源的识别、缓冲区的管理、负载的分配、流量的控制等问题进行了说明。该算法简洁、灵活、高效,具有很强的实用性。最后对实验结果进行了讨论和分析。     

一种精确积分的四边形四结点等参单元

针对平面问题四边形四结点单元，提出一种新的等参变换方法。采用平行四边形母单元和相应的形函数，推导出四边形四结点等参单元刚度矩阵的精确积分解。理论和数值分析表明，该方法从根本上克服了数值积分带来的误差，计算单元刚度矩阵的速度比传统的高斯两点积分方法快近三倍。     

飞船再入制导最佳反馈增益系数规律

为了获取基于标准轨道返回舱再入纵向制导的最佳反馈增益系数 ,建立了纵平面运动方程 ,推导了对应于纵向制导规律的摄动微分方程。根据Pontryagin极小值原理 ,给出了最优反馈控制律 ,求解Riccati方程 ,即可得到最佳反馈增益系数。考虑到实现的可行性 ,将时变的增益系数逼近成常数或分段常数 ,得到次优反馈增益系数 ,取得了满意的制导效果。     

An efficient and modular modeling for launch dynamics of tubed rockets on a moving launcher

This paper develops a modular modeling and efficient formulation of launch dynamics with marching fire (LDMF) using a mixed formulation of the transfer matrix method for multibody systems (MSTMM) and Newton-Euler formulation. Taking a ground-borne multiple launch rocket systems (MLRS), the focus is on the launching subsystem comprising the rocket, flexible tube, and tube tail. The launching subsystem is treated as a coupled rigid-flexible multibody system, where the rocket and tube tail are treated as rigid bodies while the flexible tube as a beam with large motion. Firstly, the tube and tube tail can be elegantly handled by the MSTMM, a computationally efficient order-N formulation. Then, the equation of motion of the in-bore rocket with relative kinematics w.r.t. the tube using the Newton-Euler method is derived. Finally, the rocket, tube, and tube tail dynamics are coupled, yielding the equation of motion of the launching subsystem that can be regarded as a building block and further integrated with other subsystems. The deduced dynamics equation of the launching subsystem is not limited to ground-borne MLRS but also fits for tanks, self-propelled artilleries, and other air-borne and naval-borne weapons undergoing large motion. Numerical simulation results of LDMF are given and partially verified by the experiment.     

考虑摩擦时环状流的空泡份额求解

在熵增模型的基础上,考虑壁面摩擦对空泡份额的影响,推导出了空泡份额应满足的方程,求得其解析解和数值解,并进行了讨论.分析表明,其结果包含了有关文献的结果,具有更大的适用范围.     

圆锥壳方程的二次渐近解

本文由旋转壳的一对二阶常微分方程得出圆锥壳的复变量方程,利用渐近积分法推导出方程的一次近似解和二次近似解。二次近似解达到薄壳理论所具有的精度,一次近似解也具有足够精度。对于所取算例,本文解的计算结果与已有的Kelvin函数解的结果符合良好。但本文解为有限形式的简单表达式,便于计算应用。     

一种工业机器人柔性手腕的设计与分析

本文提出了由双重系杆平面差动轮系机构组成的工业机器人柔性手腕。计算机运动轨迹的仿真结果以及实模型表明,该柔性手腕具有结构简单、紧凑和运动范围大等优点,可以装备于喷漆和焊接工业机器人上。     

摆动滚子从动件圆柱凸轮的解析设计

本文根据微分几何的包络原理,导出了摆动滚子从动件圆柱凸轮的轮廓曲面方程;在此基础上,讨论了凸轮轮廓的根切条件、滚子与凸轮的接触区域、接触线方向以及凸轮任一圆柱面上实际轮廓曲线的确定;得到了滚子与凸轮任一接触点处的压力角计算公式,并给出了按许用压力角设计的滚子最小接触高度,从而较完整地解决了摆动滚子从动件圆柱凸轮的几何设计问题。     

矩形波导结构潘尼管工作特性的分析

本文导出了一般TE_(no)模矩形波导结构潘尼管的色散方程,对潘尼管作了更明确的解释,并详细计算了TE_(20)模潘尼管的色散方程,得到其基波和第三次谐波同步谐振的色散曲线。该曲线表明,潘尼管在基波谐振上有1.5%的增长率,而在第三次谐波上有0.8%的平均增长率。此外,用非线性理论分析基波和第三次谐波同步谐振时的工作情况,给出了电子饱和时的电子分布图。在常直流磁场下优化结果表明,潘尼管在其次谐振时有51%的高效率和QP_w=9949.9MW 的输出功率,而在第三次谐振时有11%的效率和QP_w=1741.8MW 的输出功率。     

加农炮身管纵向振动的固有特征分析

建立了加农炮身管纵向振动的力学模型,推导出了频率方程,给出了固有频率的数值计算结果,描绘了加农炮身管纵向振动的固有振型,对影响加农炮身管纵向振动固有特征的各种因素进行了分析。