一种求解多维超静定问题的方法

在工程实际中,存在着大量的多维超静定问题。本文对大型刚体被弹性系留的多维超静定系统的求解问题进行了讨论并采用矩阵计算机方法成功地解决了这一问题,并给出了一个通用的FORTRAN程序。     

二维垂向梯度非均匀介质中弹性波传播特性

研究了二维弹性波在宏观非均匀介质中传播的问题。由于介质物理性质的非均匀性,弹性波在该介质中的传播需用包含介质物理性质的空间导数的非均匀介质波动方程来描述。采用有限元法求解波动方程,重点研究和讨论了物理性质垂向梯度渐变的非均匀介质中弹性波的传播特点。结果显示:波速在垂向上的对称的递增或递减引起平面弹性波的会聚或发散;若波速在垂向上满足双曲余割分布,则弹性波可以在对称轴上周期性聚焦。     

一维三体碰撞过程的数值实验研究

力学中常常将物体之间的相互作用描述为碰撞过程,两体碰撞模型广泛地运用于处理各种物理问题,然而现实世界中普遍存在着多体碰撞.文中建立了三体碰撞过程的动力学方程组,对一维完全弹性三体碰撞进行了数值实验研究.研究结果表明,三体碰撞物体的分离速度与物体之间相互作用过程的细节有关,一般情况下不能简化为相继的两次两体碰撞求解.     

船舶水弹性力学分析中的边界条件问题

如何确定边界条件,是水弹性力学的基础问题之一。传统流体力学在确定边界条件时,均将结构视作不可变形的刚体;水弹性力学在确定边界条件时,则还需考虑到结构的弹性动变形影响。本文以船体为研究对象,系统地介绍水弹性力学权威人士在这方面所作的开拓性工作以及最新的研究成果。另外,笔者就某些问题也作了一些探讨。     

鼠夹式平面波发生器α.β角的计算

本文应用一维抛射法、侧向抛射法以及瞬时爆轰计算法三种方法对鼠夹式平面波发生器的α角、β角进行了计算。其中以一维抛射法讨论的最为详细,并且给出了简单的估算公式。刚体的一维抛射方法,在高压物理、爆炸力学等学科的实验研究中,广泛用来进行理论予估。本文以计算α、β角为例,对刚体的一维抛射方法进行了较为详细的讨论。     

建立一类挠性航天器的动力学模型及面向控制的仿真环境

对于一类具有一个中心刚体和两块对称安装的太阳帆板的挠性航天器,针对其帆板较长、弹性位移较大,导致根据文献[2]直接建立的模型不准的问题,提出将弹性帆板分段处理的方法,分别引入浮动坐标系,建立系统的动力学仿真模型。并将针对整体模型设计的控制规律作用于该模型,进行了数值仿真。仿真结果表明,对于大变形情况,分段处理的方法十分有效。     

由刚体定轴转动看“旋度”一词的物理意义

从刚体匀角速转动时体内各点的线速度的旋度与刚体旋转角速度的关系,讨论了“旋度”一词是怎样与旋转相联系的。     

铰接于定轴转动刚体上的线弹性幂强化材料手面杆系弹塑性分析的数值解

将材料的本构关系描述为线弹性幂强化形式,推导出了各杆铰接在一个定轴转动刚体上的平面杆系弹塑性分析的普遍表达式,使问题得到了圆满的解决。     

旋转舱体抛罩对其姿态影响的分析

航天器在外罩分离过程中,外罩与航天器本体之间存在相互作用力,会对航天器本体的运动状态产生影响。为探究外罩弹性分离对航天器本体的的影响规律,基于多体动力学理论使用欧拉参数描述刚体姿态,考虑分离时刚体间的相互作用,引入拉格朗日乘子得到含约束方程的多刚体动力学模型。最后,针对建立的动力学模型,采用广义α算法对方程进行时间积分求解,并针对不同工况给出了相应的计算结果。结果表明,在不同初始条件下分离后舱体后续的旋转状态按一定规律变化。     

平流层飞艇气动特性相似缩比分析与风洞试验

阐述了平流层飞艇气动特性天地相似缩比分析设计方法,给出了刚体模型与柔性体模型完成风洞试验需满足的相似准则数,并指导完成两类缩比模型研制及风洞试验。通过对两类缩比模型风洞试验数据的分析,发现平流层飞艇不同充气内压下气动特性规律基本一致,但较刚体模型有明显的差异;柔性特征下的气动阻力系数明显高于刚体,在零攻角状态下甚至高出一倍,引发滚转气动力矩特性出现稳定与发散的本质变化。这对平流层飞艇特别是低压保形下的柔性气动特性评估,克服现有采用刚体气动特性数据或工程估算方法进行“动阻平衡”飞艇总体设计存在较大偏差的弊端,具有重要工程应用价值。     

用弹性动力学基本分析方法求解导弹 折叠翼展开的动响应

用机构弹性动力学的基本方法分析了一种导弹折叠翼展开的动力学问题,详细介绍了运动微分方程的解法,并将计算结果曲线与刚体动力学计算曲线、试验测得的曲线进行比较和分析,证明了该算法的可靠性和可行性。     

弹性地基上椭圆薄板自由振动的一个解析解

借助椭圆坐标变换,并利用微分算子分解给出了弹性地基上椭圆薄板的自由振动解.根据马休函数特性,并考虑模态的正交性,针对周边固定和周边滑动固定2种边界条件,求得了弹性地基上椭圆薄板固有频率和相应振型的解析表达式.     

无安定器航弹刚体弹道模型的建立

通过对无安定器航弹的运动特点分析,建立了刚体弹道模型。     

一种优选探空火箭总体设计方案的方法

本文叙述了一种能自动求解弹性探空火箭在大气干扰下之飞行品质,并进而鉴别其总体设计方案优劣的方法。本方法的特点是把弹性探空火箭与飞行环境结合起来进行综合计算与分析。只要输入发射瞬间视箭体为刚体之参数,本文程序即可连续打印出弹性火箭之大量信息数据:弹道参数、空气动力系数、气动静稳定距、箭体变形、飞行姿态、顶点高度等。据此,即可评判各方案之优劣,提出改进之意见。     

球面冲击波作用下船体梁运动响应特性

将船舶结构简化为刚塑性等截面船体梁,以炸药在船体梁中部正下方爆炸工况为研究对象,提出了一种计算船体梁在近场爆炸冲击波作用下发生整体运动响应的理论方法。根据冲击强度的不同,将整体运动划分为刚体运动和塑性运动,分别建立了相应的运动理论模型,并进一步分析了两种运动形式的一般特性。结果表明:船体梁发生刚体运动时,结构的整体运动速度和位移随着时间的增加而非线性增大,但运动幅值较小;船体梁进入塑性运动后,其运动过程可看作是正向刚体上升过程中叠加了一个反向塑性变形过程,且梁中部以反向变形损伤为主。     

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.     

多刚体系统计算机代数动力学建模研究

本文研究了复杂多刚体系统的Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ建模方法，以Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａ数学软件为基础，完成了多刚体动力学系统的计算机建模、推导与仿真。     

布雷车布雷时的Kane方法分析

本文应用多刚体系统动力学中的Ｋａｎｅ方程建立了１９自由度的动力学模型,该模型充分考虑了各部件间的间隙,部件之间的弹性铰联结以及对地面的弹塑性处理,计算了布雷弹的速度和加速度以及发射后的车体的位移,因考虑的因素较为全面,计算结果表明,对系统的分析是成功的。     

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。     

B4C/Al复合板中应力波行为分析（Ⅰ）

依据7.62mm穿甲燃烧弹与B4C,Al板的物理和力学特性,提出弹、板的力学模型;在此基础上,给出弹板碰撞后B4C/Al复合板的弹性动力学方程,建立应力波的传播模型,讨论了应力波传播时复合板的力学行为,最后确定了复合板承受的初始冲击应力。理论分析表明：一维应变条件的B4C和Al板的弹性极限高于一维应力条件下的值;弹、板间的作用力服从指数衰减规律;B4C板的初始应力高于430MPa时,应力波的作用使Al板在卸载过程中发生反向屈服。