挠性航天器姿态机动的主动振动控制

研究了挠性航天器姿态机动过程中挠性附件的主动振动控制问题.针对刚性主体上带有挠性梁的航天器,在建立挠性系统动力学模型的基础上,采用滑模变结构控制策略进行挠性航天器的大角度机动控制,为了快速抑制由于刚体运动而激发的弹性振动,在挠性梁上配置压电致动器,并通过速度反馈设计压电致动器的控制律.仿真结果表明,此方法在实现了旋转机动的同时,有效抑制了弹性振动.     

作动器最优配置的柔性结构振动主动控制

柔性结构广泛应用于航空航天等领域,为了获得结构的最佳动力学性能,在主动振动控制中作动器或传感器位置优化成为关键。基于结构有限元动力学方程,在状态空间利用系统可控和可观Gramian矩阵考虑结构剩余模态的影响,推导一种新的作动器/传感器优化准则。根据优化准则结合非线性整数规划遗传算法对作动器的位置进行配置。以悬臂板为研究对象,采用基于状态反馈的线性二次型调节器研究悬臂板的振动控制效果。与其他配置方法进行比较,验证了新方法的优越性。     

DIP引脚应变分析

为了研究双列直插式元件在振动冲击环境下的可靠性,首先通过建立其物理模型,利用莫尔积分方法对引脚的变形进行分析,可以得到引脚任意位置的变形量;而后建立元件的实体模型,利用有限元方法对其应力应变进行仿真分析,结果表明在外载荷作用下,引脚是元件的薄弱环节,尤其在引脚与其他部位连接位置处易出现应力集中使其应变量较大,导致可靠性降低;最后进行振动冲击环境下的应变测量试验,在30 g的冲击载荷下,引脚的最大变形量可达66.47×10-6,在50 g的冲击载荷下,引脚的最大变形量可达173.95×10-6,在扫频过程中,当激振频率为146.48 Hz时,引脚的变形量最大。     

一种钢管焊接结构焊接节点损伤识别的新方法

采用端部半刚性连接梁单元模型进行模拟焊接节点的损伤,并基于应变模态理论,提出了一种焊接节点损伤识别两步法。第一步,先整体测量结构的位移模态并推导出应变模态,然后采用改进后的目标函数,通过信赖域优化算法对损伤节点位置进行准确判定;第二步,采用提出的杆端应变模态变化比指标,实现焊接节点损伤程度的精确识别。经工程实例的数值仿真及试验分析,验证了该方法的有效性及优越性,为解决这类大型焊接结构焊接节点的损伤识别问题提供了新思路。     

【专栏】飞机结构静强度应变现场测试手段展望

目前飞机结构静强度应变现场主要的测试手段为使用电阻应变计测量系统，但电阻应变计测量系统存在抗电磁干扰差、引线过多以及一致性难以保证等问题，测试效果难以保证。近年来，光纤传感以及非接触光学测量手段的迅速发展，为飞机结构静强度应变现场测试提供了多种选择。本文通过分析以数字图像相关法技术为代表的新技术的特点，如通过进行非接触操作消除安装过程中所带来的分散性误差以及不确定性，在应对某些需要定性分析的飞机静强度试验场合时可以实时给出三维应变和位移场数据，使测量技术更加直观，以及可溯源性更好、更容易保证计量特性的稳定等，对未来飞机结构静强度应变现场测试手段进行了展望，以期为相关部门和机构提供参考。     

一种齿轮箱振动控制方法

从机械结构的振动控制理论出发 ,提出了一种齿轮箱振动控制方法 ,研究并讨论几种齿轮箱箱体以及齿轮本体的结构参数对动态特性的影响 ,其结论可以为齿轮箱的振动设计提供参考依据     

小波理论在大型空间智能结构振动控制中的应用

采用最优控制理论设计智能结构主动振动控制器,针对大型空间智能结构的低频和密频的特性,基于小波尺度函数变换,设计了智能结构的传感器、致动器;最后通过针对某大型空间智能桁架结构的仿真,表明该控制方法是行之有效的。     

应变天平测量电路退化及失效检测技术

针对振动、温度应力等引起的风洞应变天平检测电路(惠斯登电桥)的退化或失效,提出一种检测方法。基于不同时刻在电桥不同节点施加激励并测量其响应,通过理论计算实现电桥的参数解析,基于聚类实现失效检测。研制了原理样机,并开展实验研究,实验结果表明该方法有效,可以实现电桥的失效检测,电桥电阻的测量精度可以达到0. 2‰以上。基于该方法设计的样机,可以实现应变天平检测电路的退化及失效的自动检测,节省故障诊断时间,提高风洞试验的可用时间。     

论防护结构设计中材料应变速率效应的考虑

在防护结构设计中,通常是采用材料的动力强度和动力弹性模量以考虑应变速率效应问题。本文民提出的应变速率相关材料模型,对核武器及常规武器爆炸作用下的钢筋混凝土结构进行速率相关分析,并与考虑材料强度提高的速率无关分析对比。两种分析结果表明,对于钢筋混凝土结构,两种计算结果相差较大,而且目前防护结构设计方法偏于保守。     

应变空间中混凝土的本构关系

本文基于ИЛЪЮШИН公设,在应变空间中建立了混凝土的本构模型,使材料的应硬化和应变软化特性可以因统一的塑怀条件表达,通过引进稳定参数,提出了求解非线性问题的改进的弧长法,避免了非线性问题在迭代求解过程中遇到的因局部材料屈服,破坏造成的平衡分叉问题,以得到结构软化阶段的数值解,算例结果与试验结果吻合良好。     

拉压性能不同非线弹性材料空间汇交杆系应力应变分析的数值解

以两个指数函数近似表示拉压异性非线弹性材料的应力一应变关系,分析了拉压性能不同非线弹性材料空间汇交杆系,用位移法推导出了应力应变计算的普遍表达式,给出了计算汇交点位移的非线性方程组,编制了通用的数值计算程序,计算准确方便,使这一问题得到了圆满的解决。     

大型柔性空间结构的多级分散化振动控制

文中直接以结构的动力学变量作为系统状态,从理论上推导出了反馈和状态变量的解析表达式。基于该表达式,对一空间站模型进行了仿真。结果表明,该方法具有计算量小、稳定性好的优点,便于在线控制。     

含压电片梁的振动控制

借助阶梯函数，建立了含有任意分布的用作执行器的压电片的梁横向振动方程，并利用模态法，进行了梁的振动控制研究。仿真结果表明，无论对自由振动还是受迫振动，控制效果都十分明显。     

舰船单元结构模型水下接触爆炸破口试验研究

以 3种舰船单元结构模型水下接触爆炸试验为基础 ,对结构模型所产生的变形、破口尺寸、破口形状进行了观测与分析 ,查找并发现结构中的薄弱环节 .提出了板架结构加强筋相对刚度概念 ,确定了破口长度的估算系数 ,同时为舰船结构在水下爆炸作用下的破口数值计算提供了试验数据 ,如材料断裂极限应变等     

压电陶瓷控制元件的机电特性研究

分析了压电陶瓷的机电特性 ,建立了压电方程 ,并在此基础上研究了压电陶瓷的驱动技术。揭示了压电陶瓷作控制元件在智能结构中的工作原理     

基于阶次小波包与粗糙集的轴承故障诊断

针对齿轮箱启动过程中振动信号表现为非平稳、非高斯特征及传统诊断方法诊断精度不高的现状,将阶次小波包和粗糙集理论引入轴承的故障诊断中,提出了一种新的故障诊断方法。首先利用阶次跟踪算法对瞬态振动信号进行重采样,得到等角度分布振动信号,其次采用小波包对该信号分解—重构,并对每个频段的能量进行归一化,构成特征向量,通过粗糙集理论得到清晰、简明的决策规则,最后通过故障实例验证该方法的有效性。     

点火瞬态过程对复合固体推进剂力学响应特性的影响

根据一个有效的非线性粘弹模型,导出复合固体推进剂微分形式本构方程和应变速率关系式。分析表明点火瞬态过程中压强与推进剂应变、升压速率与推进剂应变速率之间呈线性关系,线性系数均为推进剂初始模量。     

大型挠性空间机械臂动力学与减速比对振动抑制影响

大型空间机械臂在操作过程中,一个突出的问题是超低频挠性,不仅存在机械臂的弯曲振动,而且还存在关节的扭转变形振动,关节控制中,一个重要问题是在实现关节位置控制的同时如何稳定和衰减机械臂及其关节的低频挠性振动.与关节驱动结构相关的减速比参数如何影响振动抑制的效果是空间机械臂关节设计中需要分析的问题,这关系到如何合理选择减速比参数.运用集中参数法对空间机械臂的关节驱动及其挠性组合动力学进行建模,研究了同时抑制关节振动和机械臂振动的一种稳定性策略,通过数值仿真分析了减速比参数对振动抑制的影响,提出了选择减速比参数的方法.这对未来空间站工程的大型挠性空间机械臂设计、动力学与控制研究中具有可应用的参考价值.     

弹性地基上的矩形薄板自由振动的一般解

求得了弹性地基上矩形薄板横向自由振动位移函数微分方程的一般解。可以求解任意边界矩形板的振动问题。以两相邻边固定另两边自由的正方形板为例进行了计算