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  • 简介:电动太阳风帆(简称电动帆)是一种利用太阳风动能冲力飞行新兴无质损飞行器.针对电动帆传统推力模型中忽略了姿态对推力幅值影响问题,本文推导得出了一种解析形式改进推力模型,并与最新多项式拟合改进推力模型进行了对比.对比结果显示两种改进推力模型数值结果很接近,但本文解析改进推力模型形式更简单.为了重新评估电动帆在深空探测中性能,以地球至火星飞行任务为算例,分别采用传统推力模型和解析改进推力模型进行了电动帆轨迹优化仿真.仿真结果显示,在相同特征加速度情况下,采用改进解析推力模型完成任务所需时间,大于采用传统推力模型所用时间.上述现象原因在于传统推力模型中忽略了姿态改变对推力加速度大小影响,并高估了电动帆所能产生最大推进角.

  • 标签: 电动帆 改进推力模型 深空探测 轨迹优化
  • 简介:非线性输出频率响应函数是由Voherra级数发展而来一个新概念.对一类具有反对称阻尼特性隔振器,通过该概念推导出了振动传递性与系统非线性参数之间显式解析关系;进而系统地研究了非线性阻尼参数对隔振器力传递性能和位移传递性能影响.研究结果表明,虽然非线性隔振器在受正弦信号激励下会出现高次倍频分量,但对于其传递性能评估仍可简单地通过系统输入和输出信号基频分量之间关系来衡量;另外,反对称非线性阻尼能够有效地抑制隔振器在共振区力传递性和位移传递性,而在非共振区则基本无抑制效果.研究结果对于具有反对称阻尼特性隔振器分析与设计具有重要意义.

  • 标签: 非线性振动 VOLTERRA级数 非线性阻尼 隔振器
  • 简介:为了保证空间站正常运行所需要大量能源及发射入轨时较小重量代价,我国空间站采用大面积柔性电池翼设计方案.大柔性电池翼因其结构复杂且频率极低,在轨运行时又要承受多次大机动过程产生载荷,各承力组件强度校核和参数设计成为影响整个空间站任务成败重要环节.本文从工程应用角度出发建立了空间站柔性电池翼线性简化模型,计算并分析了柔性电池翼在轨大机动过程中各关键组件载荷,计算结果可对大柔性电池翼强度校核和减重设计起到一定指导作用.

  • 标签: 空间站 柔性电池翼 伸展机构 载荷计算 模态综合法
  • 简介:巨型混流式水轮机水力振动及其稳定性机理十分复杂,其中由于叶片水弹性作用诱发流固耦合振动是重要影响因素,是导致叶片损失刚度而发生失稳关键.在正交流线坐标系中,使用基于一般壳体理论及任意拉各朗日-欧拉描述(ALE)建立叶片流激振动模型,分析了在水弹性作用下,叶片近壁摩擦速度与其动力稳定性关系,得到了按Bessel函数展开叶片失稳判别条件.

  • 标签: 混流式 水轮机 水轮机叶片 水弹性失稳 特性分析 叶片控制方程
  • 简介:为了协调高速铁道车辆运动稳定性与曲线通过性能之间矛盾,本文采用多目标优化方法对一种高速铁道车辆关键悬挂参数进行了优化处理.采用多体动力学技术建立了某型高速铁道车辆62个自由度动力学模型,模型考虑了轮轨接触几何非线性、轮轨蠕滑非线性和阻尼非线性等.采用ADAMS—Matlab联合仿真对车辆悬挂系统进行参数化改造,使弹簧刚度和阻尼系数均可调.采用基于遗传算法多目标优化方法对悬挂参数进行优化,使车辆模型能同时满足3种动力学指标.对比优化前后模型动力学性能可以发现:模型运动稳定性和曲线通过性能得到显著提高,虽然运行平稳性有小幅降低,但仍能保持在优良工作状态.

  • 标签: 参数化建模 多目标优化 悬挂系统 遗传算法
  • 简介:建立了直齿行星齿轮动力学模型.其中,齿与齿之间啮合非线性由弹簧-阻尼器-间隙-啮合误差环节模拟.提出了一种以行星轮转角为变量时变啮合刚度与时变啮合误差表达形式,解决了变转速下行星齿轮动力学模型描述和求解问题.通过对动力学模型进行求解,分别研究了转速、齿侧间隙、啮合误差和负载等重要参数对行星齿轮动力学特性影响.

  • 标签: 行星齿轮 动力学 啮合刚度 建模
  • 简介:为了获得各结构参数对某轻型牵引榴弹炮射击稳定性影响规律,建立了相应全炮非线性有限元动力学模型.模型中考虑了驻锄与土壤接触/碰撞,土壤塑性变形等非线性因素.通过求解不同结构参数有限元模型,找出对射击稳定性有重要影响结构参数,在此基础上进行射击稳定性优化.计算结果显示,优化轻型牵引榴弹炮射击稳定性有效提高.

  • 标签: 射击稳定性 结构参数 非线性因素 有限元法 牵引榴弹炮
  • 简介:在状态空间下,将线性陀螺系统微振动问题导向哈密顿体系,可以得到一组加权共轭辛正交关系和模态展开定理.利用这种特点构造了陀螺系统模态摄动计算式与灵敏度计算式,从而解决了拉格朗日体系下陀螺系统模态摄动分析与灵敏度计算困难,算例显示了文中计算方法有效性.

  • 标签: 陀螺系统 模态摄动分析 灵敏度计算 惯性动力系统 哈密尔顿体系 微振动
  • 简介:基于损伤粘弹性材料一种卷积型本构关系和大挠度薄板yonKdrman假设,给出了损伤粘弹性薄板准静态问题数学模型,其控制方程为一组非线性积分-偏微分型方程.采用Galerkin截断技术,将原积分-偏微分系统化为积分系统.然后采用四阶Runge-Kutta法在数值上得到了损伤粘弹性薄板准静态问题解.

  • 标签: 损伤粘弹性薄板 von Karman假设 GALERKIN方法 准静态问题 积分-偏微分方程
  • 简介:为全面了解和准确预测两质点动力学系统运动特性.本文以具有固定边界两质点动力学系统为例,构建了用于研究双自由度质点运动系统余量谐波平衡解程序.解程序融合了谐波平衡与同伦方法优势,其高阶近似仅依赖于初始谐波近似,不需要根据前一阶近似进行调整.研究结果表明:本文给出2-阶近似频率比已有的方法结果更加精确,相对误差不同程度减小,相应近似响应与数值解更加吻合.因此,余量谐波平衡方法可广泛应用于其它质点动力学问题研究中.

  • 标签: 双自由度振动系统 余量谐波平衡 高阶近似 频率响应
  • 简介:Pre-Botzinger复合体中兴奋性神经元节律性簇放电与呼吸节律产生关系密切.泄漏电流对神经元簇放电具有重要调节作用.本文利用双参数分岔分析和快慢变量分离等方法,研究了泄漏电流对耦合神经元簇同步模式及其转迁机制影响.结果表明,在不同初始条件下,当泄漏电导改变时耦合神经元分别表现为同相“fold/homochnic”型、“subHopf/homoclinic”型和反相“fold/foldcycle”型和“subHopf/foldcycle”型簇放电.本文研究为进一步探索呼吸节律产生机制提供了一些见解.

  • 标签: 簇放电 双参数分岔 快慢变量分离 pre—BiStzinger复合体 呼吸节律
  • 简介:针对传统数值方法求解微分-代数方程过程中经常遇到违约问题,本文以空间太阳能电站太阳能接收器简化二维模型为例,采用辛算法模拟了简化模型展开过程,研究了辛算法在求解过程中约束违约问题.首先,基于Hamilton变分原理,将描述简化二维模型展开过程Euler-Lagrange方程导入Hamilton体系,建立其Hamilton正则方程;随后,采用s级PRK离散方法离散正则方程,得到其辛格式;最后,采用辛PRK格式模拟太阳能接收器二维展开过程.模拟结果显示:本文构造辛PRK格式能够很好地满足系统位移约束.

  • 标签: 辛PRK格式 保结构 空间太阳能电站
  • 简介:使用有限元传递矩阵法分析了某大长径比弹箭固有振动特性,成功求得了其固有振动频率和振型函数,计算结果得到试验验证.该方法兼备有限元法建模方便、应用范围广和传递矩阵法应用灵活、矩阵阶次低、计算速度快优点,易于分析复杂变截面结构弹箭振动特性,并且可直接利用商业有限元软件得到该方法仿真所必需质量矩阵和刚度矩阵.

  • 标签: 大长径比弹箭 固有振动特性 有限元传递矩阵法
  • 简介:近似解析研究了简支边界条件下超临界轴向运动梁横向非线性自由振动固有频率和模态函数.采用复模态方法处理控制方程,一个积分偏微分方程.将Galerkin截断思想用于近似处理线性化方程,一个含空间依赖系数常微分方程.给出了不同截断项数对固有频率影响.基于8项截断,讨论了系统参数对模态函数影响.

  • 标签: 轴向运动梁 非线性 超临界速度 模态 频率
  • 简介:论文研究了航空发动机叶片非线性振动问题,将叶片简化为功能梯度材料薄壁悬臂梁,考虑几何大变形影响,基于一阶活塞气动力理论,利用Hamilton原理建立了叶片非线性偏微分运动方程.综合运用Galerkin方法、多尺度方法和数值方法对叶片模型进行了非线性动力学分析,通过相图、波形图和频谱图分析了不同气流流速情况下旋转叶片动态响应.结果表明:随着气流流速增加,系统呈现倍周期运动和混沌运动等多种复杂动力学行为.

  • 标签: 旋转叶片 非线性动力学 动态响应 混沌
  • 简介:分析了非线性SanVenant方程组特性,并在统一考虑阻力项影响基础上,分析了用Pressmainn格式求解非线性SanVenant方程组数值稳定性和收敛性.研究了φ和θ不同取值情况下,差分方程数值解收敛情况与相对时间步长(Δt)/(Δx)和相对波长L/(Δx)关系.指出数值解总是存在衰减和弥散现象,在实际模拟过程中,应合理选择φ和θ值,以兼顾数值衰减幅度和模拟速度.

  • 标签: 非线性 稳定性 收敛性
  • 简介:以某型航空发动机高压转子系统为研究对象,基于不均匀分布稳态温度场,建立了某高压转子系统三维实体单元有限元模型以及稳态温度场下转子系统热-结构耦合振动方程,利用热-结构-动力学耦合理论,采用间接耦合法,通过稳态温度场分析和静力分析生成热应力,然后进行预应力模态分析,最后利用模态叠加法进行不平衡量和热弯曲耦合响应分析,实现热-结构-动力学耦合计算.通过稳态温度场对典型级盘稳态响应影响分析以及不平衡量与热弯曲耦合稳态响应分析,发现耦合响应对转子系统各级盘振动响应有较大影响.

  • 标签: 三维转子系统 有限元法 固有频率 稳态温度场 热弯曲耦合响应
  • 简介:从连续介质力学中关于弹性薄板变形理论出发,讨论绕轴作大范围运动弹性薄板动力学性质.由于在无大范围运动情况下,弹性薄板变形对系统动力学性质影响很小而被忽略,而其一旦与大范围运动耦合,对系统动力学性质产生明显影响.根据弹性薄板应变-位移几何非线性关系,建立了作大范围运动弹性薄板几何非线性动力学方程,然后利用Garlerkin模态截断方法建立了该系统离散动力学方程,仿真计算验证了理论分析正确性,从而表明了系统横向振动是稳定

  • 标签: 高速转动 薄板 刚-柔耦合 几何非线性
  • 简介:研究了沿轴向飞行粘弹性夹层梁热弹耦合振动响应.考虑材料变形与传热相互影响,建立了轴向运动粘弹性夹层梁热弹耦合振动控制方程;将方程中激励项(温度函数与外激力)拟合为时间函数,采用伽辽金法得到方程位移解,并在每一个微小时间段内采用迭代收敛数值方法对热传导方程进行求解得到温度场.使用数值方法讨论了轴向飞行运动速度和热载荷持续时间对其振动响应影响.研究表明:稳定振动时飞行速度对位移影响较大,对温度影响较小;热冲击对振动位移响应有较大影响,并改变振动特性.

  • 标签: 夹层梁 热弹耦合 轴向飞行 Kelvin粘弹模型 横向振动
  • 简介:随机振动试验中存在加速度功率谱密度带外超差问题对普遍采用随机振动试验非常重要,本文分析了功率谱密度带外超差出现原因、征兆、对试验产生影响以及采取解决措施,并且分析了常用随机振动试验和振动试验计量检定标准中对功率谱密度带外超差规范要求.关键词随机振动,加速度功率谱密度,

  • 标签: 随机振动 加速度功率谱密度 带外超差