飞艇-绳索-子弹系留动力学研究

针对高空飞艇投放试验平台,采用多刚体系统Kane法建立了飞艇-绳索-子弹的开链式多刚体动力学模型,针对末修子弹系留试验中的关键动力学问题,分析研究了飞艇-子弹耦合系统的动力学特性.高空投放试验验证了动力学模型的有效性和正确性,该模型也可推广于其他绳索动力学系统.     

多体动力学仿真车辆传动齿轮疲劳寿命灵敏度分析

齿轮是机械传动中重要的传力构件,由于测试手段和试验方法的限制,齿轮设计的时候多采用静强度设计理论,无法准确地反应实际情况下的动态特性,导致齿轮的实际寿命和设计寿命有较大的差距。基于多体动力学仿真分析方法建立履带式车辆传动系统虚拟行驶试验平台,获得齿轮在不同工况下的动载荷谱。基于疲劳分析软件MSC.Fatigue获得了齿轮的疲劳寿命,进而改变齿轮的结构参数分析不同结构齿轮的疲劳寿命,得到其疲劳寿命随不同结构参数变化的规律,进行齿轮疲劳寿命的灵敏度分析,为齿轮的结构优化作了一定的探索。     

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通过求解零初始速度下的无控相对运动距离最小值,分析了圆参考轨道下航天器近距离相对悬停的被动安全特性。航天器相对悬停的被动安全特性可描述为处于受控悬停状态的航天器在控制力消失后的相对运动轨迹与目标禁飞区之间的空交集状态,该问题可转换为求解零初始速度下的相对运动距离最小值。由于初始位置的不同,相对距离最小值点可能位于整数倍周期极小值或非整数倍周期极小值点,通过分析两种类型极小值点的存在条件以及极小值点为最小值点的分界条件得到临界被动安全悬停区域的计算方法。针对典型的相对悬停场景,仿真分析了平面圆和三维球形禁飞区约束下临界安全悬停区域,评估了模型误差和J_2摄动对悬停被动安全特性的影响。该分析方法可为具有被动安全特性的近距离悬停任务设计提供指导。     

子空间预测控制在固体氧化物燃料电池中的应用

为使固体氧化物燃料电池(SOFC)输出满足一定约束的稳定电压、提高其输出功率跟踪性能,采用文献中给出的SOFC动态模型,设计了基于子空间矩阵的预测控制器。将子空间辨识和预测控制算法结合起来,直接从开环输入输出数据获得预测控制器的控制矩阵,而不须经过中间参数模型辨识的步骤。仿真结果验证了所提子空间预测控制算法(SPC)的实用性。     

低雷诺数壁面约束流动皮托管测速误差分析与校正

针对低雷诺数壁面约束流动中皮托管测速误差产生的两大主要影响因素——剪切速度与近壁效应,采用计算流体力学技术分别对其进行数值模拟,并研究各自引起的误差变化规律。数值模拟结果表明:虽然剪切速度引起的流线偏移规律与相关文献结论基本一致,但是数值结果预测的流线偏移量并不是一个渐近函数;近壁距离在5倍管径即出现较为明显的测量误差,并且发现近壁距离在1倍管径处出现误差的非单调性变化。最后通过将数值模拟结果与现有的修正方法进行对比,提出了更为合理的修正方程。     

基于系统动力学的导弹综合防护体系仿真

在未来高技术战争中,弹道导弹武器的作用越来越大,它已成为各国战略威胁手段和对敌实施纵深打击的主要力量之一,也是敌攻击的首选目标,因此对导弹阵地综合防护体系的研究就显得十分重要.在给出导弹阵地综合防护体系的框架后,建立了基于系统动力学的综合防护体系模型,在不同仿真条件下对模型进行仿真并分析了仿真结果,得出了对综合防护体系效能影响大的因素.     

大口径顶置火炮输弹机动力学研究

为解决大口径顶置火炮弹药自动装填系统的关键技术问题,提出了大口径顶置火炮输弹机各工作阶段的力学模型和动力学方程,并通过输弹速度与时间的计算分析,得到了3种输弹方式的输弹速度与时间关系曲线,其结果对大口径顶置火炮供输弹系统的研究具有较大参考价值。     

混凝土板模爆方法数值模拟研究

分析混凝土结构在1/4模型中应变率对于爆炸相似律的影响,并用数值模拟的方法进行混凝土板的模爆方法研究,得出混凝土板在爆炸作用下复印比例定律近似成立的结论。考察数值模拟中产生计算误差的原因,发现混凝土板模型在采用4cm网格时会出现较大的计算偏差,其原因部分是由于网格尺寸引起的,部分是由于计算采用的混凝土局部损伤失效模型引起的。     

考虑黏弹性材料随机性的被动约束层阻尼梁动力学分析

采用传递函数方法研究了阻尼层黏弹性材料随机性对被动约束层阻尼(PCLD)梁动力学特性的影响。由Hamilton原理建立了PCLD梁六阶运动微分方程,通过引入状态向量,建立了系统的状态空间方程,利用传递函数方法得到了梁的固有频率和损耗因子。以黏弹性材料分数导数模型中的参数作为基本的随机变量,并假设其服从正态分布,使用Monte Carlo直接抽样法考察了材料模型参数的随机性对结构固有频率和模态损耗因子的影响。计算结果表明黏弹性材料参数的随机性对梁动力学特性的变异系数影响较大,模态损耗因子的变异系数最大值是材料参数变异系数的4.5倍。     

基于SD的科研项目管理动态仿真初探

为解决管理中的动态、非线性等复杂性问题,将系统动力学方法引进到科研项目管理中,依据系统动力学原理,对科研项目管理系统进行因果关系分析并建立了流图模型.实例仿真结果表明:系统动力学方法为科研项目管理的正确决策提供了科学依据.