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高维非线性动力系统降维理论综述
桑瑞涓，龚坚，路宽，靳玉林，张康宇，王衡
2024,22(9):1-15, DOI: 10.6052/1672-6553-2024-043
[摘要] (179) [HTML] (0) [PDF 644.41 K] (2569)
摘要：
工程领域中的结构和机构具有高维、非线性及强耦合等特性,导致其动态行为十分复杂.在相关研究领域中,降维方法对高维复杂非线性的动力学系统研究具有重要意义.它可以降低数据的复杂性,克服动力学系统的维数灾难,提高计算效率；也可以将高维数据的特征进行压缩和重构,提取出其核心特征,更好地揭示数据的内在规律和本质特征；还可以帮助简化模型,降低模型的复杂性,提高模型的稳定性和可解释性.近年来,降维方法体系逐渐发展完善,很多学者利用降维方法实现了高维复杂系统理论研究.基于此,针对非线性高维系统的降维理论进行了综述.重点介绍了基于中心流形理论的降维方法,Lyapunov Schmidt方法,本征正交分解方法(Proper Orthogonal Decomposition)和非线性Galerkin方法等降维方法的基本思想、应用现状及各自的优缺点.此外,还简要介绍了实际问题中其他降维方法的应用.最后,针对现有降维方法存在的问题,提出了可能的改进方案和未来研究方向的展望.
二阶非完整系统Vacco动力学的Herglotz型Noether定理
黄丽琴，张毅
2024,22(9):16-23, DOI: 10.6052/1672-6553-2023-111
[摘要] (53) [HTML] (0) [PDF 387.41 K] (2389)
摘要：
研究二阶非完整系统Vacco动力学的Herglotz型Noether定理.首先,基于Herglotz广义变分原理,建立了二阶非完整系统Vacco动力学的Herglotz型运动微分方程.其次,根据Hamilton-Herglotz作用量的非等时变分公式,给出了二阶非完整系统Vacco动力学的Herglotz型Noether对称性和准对称性的概念及其判据方程,并推导了系统的Herglotz型Noether定理及其逆定理.最后,举例说明了该结果的应用.
五阶耦合扩展mKdV方程的N阶孤子解
刘亚停，文竹妍，魏周超，宋妮
2024,22(9):24-28, DOI: 10.6052/1672-6553-2024-031
[摘要] (60) [HTML] (0) [PDF 699.68 K] (2396)
摘要：
基于二分量五阶耦合扩展修正的Korteweg-de Vries(mKdV)方程,借助广义Darboux变换和Taylor展式,得到方程N阶孤子解的迭代表达式.对谱参数的实部和虚部分类讨论,取合适的自由参数,通过数值模拟展示孤子间的相互作用图,进一步分析不同参数对孤子间弹性及非弹性碰撞的影响.所得结果对高阶孤子的研究具有一定的理论意义.
分数阶时滞反馈下Rayleigh-Duffing系统的主共振
王媛媛，陈聚峰，张静
2024,22(9):29-36, DOI: 10.6052/1672-6553-2024-022
[摘要] (52) [HTML] (0) [PDF 1000.05 K] (2406)
摘要：
利用平均法研究了在参数激励和外激励下,具分数阶时滞反馈的Rayleigh-Duffing系统的主共振.首先,通过平均法求得系统的近似解析解,并且通过数值方法验证了解析解的准确性.建立了稳态响应的幅频方程,并基于Lyapunov稳定性理论得到了稳态解的稳定性条件.最后通过数值仿真并结合幅频曲线分析了系统参数对系统动力学行为的影响.结果表明：参激幅值和外激励幅值造成的多解现象并不相同；时滞对系统幅频曲线的影响具有周期性.
基于超细长弹性杆模型的斜拉索参数振动分析
管永乐，王鹏，刘百强
2024,22(9):37-44, DOI: 10.6052/1672-6553-2024-045
[摘要] (55) [HTML] (0) [PDF 1.12 M] (2397)
摘要：
将超细长弹性杆力学模型应用于描述大跨度斜拉桥拉索的非线性振动行为.首先,在假设拉索静态位形为悬链线型的基础上,考虑斜拉索的几何非线性、垂度和抗弯刚度,推导了拉索在轴向激励作用下的多模态非线性振动方程.其次,通过多尺度法对该振动方程求解,得到拉索发生主共振、主参数共振和3:1次共振的常解存在条件;再根据Lyapunov近似稳定性判据进一步揭示振幅稳态解的渐进稳定条件.最后,通过近似解与数值解的对比分析,研究频率比、激励幅值和拉索阻尼对拉索振动特性的影响关系.结果表明: 基于弹性杆模型的拉索振幅值略大于弹性梁模型,且拉索发生主参数共振的最小起振幅AA值有所降低；增大阻尼可一定程度上减小拉索的振动,但抑制效果有限,故控制激励幅值是减小拉索振动的有效方法.
热环境下功能梯度梁力学特性分析
徐华栋，沈俊，李锋，孙云厚，梅勇，赵雨，黄李杰
2024,22(9):45-54, DOI: 10.6052/1672-6553-2024-029
[摘要] (47) [HTML] (0) [PDF 685.77 K] (2401)
摘要：
为探究轴向功能梯度梁在热环境下部分力学特性,利用Gauss-Lobatoo节点与Chebyshev多项式建立功能梯度梁的轴向变形场,通过Chebyshev谱方法和Lagrange方程推导其轴向变形场在热环境下的离散控制方程,结合投影矩阵法对模型施加边界条件,并利用均匀Timoshenko材料的对比结果进行辅助验证,分析得到系统固有频率在不同温度场、材料梯度指数、固支条件的变化情况,同时研究了结构的热屈曲温度.结果表明：在相同条件下,系统的各阶固有频率随着温度的升高呈下降趋势,且一阶频率的减小幅度最大.四阶固有频率减小幅度最小；悬臂梁的固有频率变化趋势与材料软化趋势相同,且三阶频率减小幅度较一二阶频率更明显；通过调节材料梯度指数可以优化结构的各阶固有频率；随着材料梯度指数的增大,材料的热屈曲温度不断提高,但对于不同的功能梯度材料,表现出不同的热屈曲温度变化趋势.本文研究可为功能梯度材料的研究与工程应用提供支撑.
Udwadia-Kalaba方法在四足机器人单腿轨迹跟踪控制违约问题的应用
刘珺，张欣刚，张树翠，姚文莉
2024,22(9):55-61, DOI: 10.6052/1672-6553-2024-039
[摘要] (44) [HTML] (0) [PDF 848.15 K] (2387)
摘要：
针对四足机器人由于初始条件与约束方程不相容和数值积分对低阶约束造成的违约的问题,提出了一种基于Udwadia-Kalaba方法以解决以上四足机器人单腿动力学违约问题的轨迹跟踪控制方法,该方法利用拉格朗日方程建立无约束的动力学方程,将系统的预定轨迹视为系统的约束关系,联系正运动学得到的末端位置建立约束方程.首先,对于初值违约问题,设置了各关节不为零的初角速度,基于Udwadia-Kalaba方法所进行的末端轨迹跟踪误差较大,利用Baumgarte稳定性方法以减小系统误差,并与PID控制下得到的末端轨迹进行对比,验证了对于修正初值违约问题,Baumgarte稳定性方法的优越性；接着,考虑数值积分对低阶约束造成的违约的问题,将其中一个约束轨迹设置为和时间有关的线性方程,利用Udwadia-Kalaba方法进行轨迹跟踪控制,发现其轨迹偏差较大,而后利用Baumgarte稳定性方法对末端轨迹进行修正,达到了使末端轨迹与轨迹规划贴合的目的.
面向接触分离式摩擦发电机的机电耦合研究
马腾浩，王松，韩勤锴，褚福磊
2024,22(9):62-71, DOI: 10.6052/1672-6553-2024-073
[摘要] (53) [HTML] (0) [PDF 1.50 M] (2418)
摘要：
因结构简单、功率密度高、可靠性好,接触-分离式摩擦发电机(Contact-separation mode triboelectric nanogenerator, CS-TENG)在环境振动能量采集领域展现出很好的发展潜力.考虑运动电极和固定电极之间的接触碰撞力,本文推导了运动电极的分段线性运动微分方程；结合CS-TENG的等效电路微分方程,建立了考虑电极间距非线性变化的机电耦合模型.利用谐波平衡法和弧长延拓技术,求解CS-TENG的动态输出特性并判断系统稳定性.采用数值积分和动态测试两种手段,验证谐波平衡结果的准确性.分别讨论激励幅值、接触刚度以及结构阻尼参数对系统动态输出特性的影响规律.结果有助于CS-TENG结构优化设计和工程实用化发展.
基于粒子群优化的弓网预测控制
赵伟良，周宁，孙翌，程尧，姜杭艳，张卫华
2024,22(9):72-80, DOI: 10.6052/1672-6553-2024-013
[摘要] (44) [HTML] (0) [PDF 1.37 M] (2388)
摘要：
为了应对受电弓与接触网系统在列车高速运行情况下剧烈振动的问题,提高弓网的受流质量,本文提出了一种基于模型预测控制(Model Predictive Control , MPC)和扰动前馈补偿的复合控制器来降低弓网接触力波动.首先在线性化弓网系统的基础上设计了基于粒子群优化(Particle Swarm Optimization ,PSO)的模型预测控制器,实现对弓网接触力的波动优化；其次构造了广义扩张状态观测器(Generalized Extended State Observer , GESO),对于弓网系统中不可测量的状态进行估计,并对模型不确定性问题进行前馈补偿；最后,仿真验证所设计的控制器能够在考虑模型不确定性的条件下有效地降低接触力的波动.
2万吨重载列车牵引启动工况的纵向冲动分析
杨忠良，孙林平，马卫华，罗世辉，王波
2024,22(9):81-88, DOI: 10.6052/1672-6553-2024-046
[摘要] (63) [HTML] (0) [PDF 1.50 M] (2402)
摘要：
车钩是重载列车的传递纵向冲击的关键部件,车钩力大小对重载列车的运行安全具有重大影响.为分析2万吨重载列车在不同牵引工况启动时的车钩力的大小,基于列车纵向动力学理论、列车操纵方法以及钩缓装置动力学建模方法的基础上,建立了HXD1型机车和C80型运煤敞车编组的2万吨重载列车纵向动力学模型,分析了重载列车在不同牵引力、从控机车滞后及其不同车钩间隙时牵引启动的车钩力分布规律.通过分析可以得出：牵引力提升速度对稳态车钩力大小影响不明显,而牵引档位的增加,稳态最大车钩力明显增加,在保障列车能正常牵引启动的同时应减小牵引档位；随着主控机车与从控机车启动相差时间的增加,编组车辆中部及尾部的拉钩力增加,应尽可能地保障列车同步操纵；重载列车车钩间隙对启动时车钩拉力影响明显,应重视加强对车钩间隙的检修,同时配合牵引杆的使用可以降低车钩力.
空间制冷机被动隔振装置设计及仿真
朱琛，周徐斌，朱清煜，应敏晓，谢溪凌，刘兴天
2024,22(9):89-94, DOI: 10.6052/1672-6553-2024-015
[摘要] (55) [HTML] (0) [PDF 882.24 K] (2430)
摘要：
遥感卫星的发展让空间制冷机的应用愈发广泛,制冷机在为探测器提供所需温度环境的同时也带来了微振动干扰,严重时会影响探测器性能,因此,需要对制冷机的微振动进行抑制.基于松弛型阻尼器和三点均布支撑的布局形式,设计了制冷机被动隔振装置,分析了装置的隔振性能,对比了动力学模型和有限元模型的传递特性.研究结果表明,所设计的被动隔振装置对制冷机主频、二倍频、三倍频隔振效率分别达到90%、95%、97%,本文对空间制冷机的被动隔振装置工程设计具有参考意义.

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航天器振动试验控制技术进展
次永伟, 邱大芦, 付乐平, 邵小平
2014,12(3):193-200, DOI: 10.6052/1672-6553-2014-046
[摘要] (3129) [HTML] (0) [PDF 748.46 K] (18070)
摘要：
航天器对恶劣动力学环境的适应能力直接关系到整个航天飞行任务的成败,振动试验控制技术是动力学环境试验的关键环节.本文分析了近年来国内外航天器振动试验设备和振动控制算法的研发动态、基本原理和关键技术达到的水平.提出了跟踪研究的基本思路,途径及建议.
多柔体系统动力学研究进展与挑战
田强, 刘铖, 李培, 胡海岩
2017,15(5):385-405, DOI: 10.6052/1672-6553-2017-039
[摘要] (1910) [HTML] (0) [PDF 1.91 M] (17915)
摘要：
首先回顾多体系统动力学的学科发展和学术交流情况，然后系统概述了多柔体系统动力学方程数值算法、多柔体系统接触／碰撞动力学与柔性空间结构展开动力学三个方面的研究进展及值得关注的若干问题，最后给出了开展多柔体系统动力学研究的若干建议．
压电发电悬臂梁的非线性动力学建模及响应分析
郭抗抗, 曹树谦
2014,12(1):18-23, DOI: 10.6052/1672-6553-2013-068
[摘要] (3061) [HTML] (0) [PDF 1.13 M] (17627)
摘要：
以单晶悬臂梁压电发电装置为研究对象,在考虑压电材料非线性的情况下,利用广义Hamilton原理、Rayleigh-Ritz法、Euler-Bernoulli梁理论及压电元件恒定电场假设建立了悬臂梁压电发电装置的分布式机电耦合模型,通过数值计算分析谐振频率附近解的特性与系统参数及初始条件的关系,揭示了压电材料非线性、外激励参数对系统响应的影响规律,并通过实验验证了解析解的正确性.结果表明,压电材料的非线性特性会导致近似解的共振峰向左偏移,呈现软特性的非线性特征；当激励频率变化时,系统响应存在多解、跳跃等现象,主共振解的真正实现与初始条件的选取有关.
随机振动加速度功率谱密度带外超差问题分析
邱大芦, 次永伟, 邵小平, 付乐平
2014,12(3):243-247, DOI: 10.6052/1672-6553-2014-054
[摘要] (2469) [HTML] (0) [PDF 1.07 M] (17213)
摘要：
随机振动试验中存在的加速度功率谱密度带外超差问题对普遍采用的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的原因、征兆、对试验产生的影响以及采取的解决措施,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的规范要求.
不确定性参数灵敏度分析的随机响应面法
方圣恩, 张秋虎, 林友勤, 张笑华
2015,13(5):361-366, DOI: 10.6052/1672-6553-2014-064
[摘要] (1258) [HTML] (0) [PDF 826.19 K] (17028)
摘要：
动力学和控制系统中往往包含有不确定性参数,为此提出了一种基于随机响应面的不确定性参数灵敏度分析方法,以量化参数不确定性对响应变异性的影响.文中首先利用随机响应面建立不确定性参数和响应之间的表达式,然后通过求偏导方式推导参数的灵敏度系数,该系数综合反映了参数均值和标准差的影响.最后通过一根包含几何、材料不确定参数的数值梁来验证所提出方法,并与方差分析法结果进行了比较.
地面无人系统的多智能体协同控制研究综述
王荣浩, 邢建春, 王平, 王春明
2016,14(2):97-108, DOI: 10.6052/1672-6553-2015-009
[摘要] (2449) [HTML] (0) [PDF 1.87 M] (17014)
摘要：
本文结合多智能体系统控制理论与技术的研究现状,以地面无人系统为控制对象,对理论及其技术发展作了详细概述.从多智能体的行为协同控制和任务协同控制两个侧面讨论了相关的理论及应用问题,并指出当前协同控制研究中存在的一些问题以及今后的发展方向.地面无人系统的协同控制对于有效提升社会及军事效益,最大限度地发挥地面任务执行的效能具有重要意义.
超空泡射弹尾拍运动流固耦合动力学响应研究
何乾坤, 王聪, 魏英杰
2014,12(3):225-229, DOI: 10.6052/1672-6553-2014-051
[摘要] (2434) [HTML] (0) [PDF 1.38 M] (16823)
摘要：
基于ANSYS软件和CFX软件的双向隐式交错迭代法对超空泡射弹尾拍运动过程中的流固耦合响应进行了研究,结构响应仿真采用有限元法、流场仿真采用分相流模型和SST湍流模型,重点比较分析了流固耦合作用对射弹运动姿态和流体动力的影响,给出了尾拍过程中弹体应力的变化规律.
航空发动机机匣动力学研究进展与展望
温登哲, 陈予恕
2013,11(1):12-19, DOI: 10.6052/1672-6553-2013-003
[摘要] (2406) [HTML] (0) [PDF 530.95 K] (16691)
摘要：
航空发动机整机振动历来是发动机研发设计中不可忽视的重要部分,而机匣作为发动机的骨架,它的振动直接反映了发动机整机振动的水平.本文分析了航空发动机机匣动力学问题及故障分类,综述了机匣动力学的国内外发展现状与趋势、问题及解决的办法,并阐述了航空发动机机匣包容性问题的发展现状,最后提出了适合我国航空发动机技术水平的机匣发展设想.
火箭结构系统纵向模态自动辨识方法
方勃, 唐冶, 杨飞虎, 张业伟, 臧健
2014,12(3):269-273, DOI: 10.6052/1672-6553-2014-043
[摘要] (3326) [HTML] (0) [PDF 336.30 K] (16605)
摘要：
针对工程中需要从火箭结构系统的整体模态中识别纵向模态,根据模态有效质量理论,提出了一种识别火箭结构系统纵向模态的自动辨识方法.以具有集中质量系统的振动特性作为算例,通过有限元软件,建立了具有集中质量系统的梁模型,利用自动辨识的方法,自动辨识出系统的纵向模态,并与应用模态分析法所计算的系统模态信息相比较,这种自动辨识方法不仅能准确的辨识出振动系统的纵向模态, 而且还具有自动高效的识别特点.为准确快速建立液体火箭POGO振动系统的动力学模型等工程系统的模型提供理论依据.
基于非线性单元模型的绳系卫星系统动力学
刘壮壮, 宝音贺西
2012,10(1):21-26, DOI:
[摘要] (854) [HTML] (0) [PDF 567.09 K] (16450)
摘要：
建立连续绳系卫星系统的离散的可变自由度有限维动力学模型,描述其长时间空间大范围运动.绳系卫星系统为复杂的非线性动力学系统.考虑了系绳的黏弹性、分布质量和空间位形,使得建立的改进珠式模型能够细致地描述系绳的纵横向振动.根据绳索只能受拉而不能抗压的特性引入了系绳单元的松弛模型,准确反映系绳真实受力情况.研究了系统自由度改变的实现方法,通过数值积分计算得到了绳系卫星系统释放、收拢和保持阶段的长时间历程的动力学响应,计算结果是收敛的.仿真结果印证了稳定平衡位置在绳系系统动力学中的重要特性.
时滞状态反馈控制系统的稳定性增益区域
王京祥, 王在华
2008,6(4):301-306, DOI:
[摘要] (1244) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (16389)
摘要：
研究了一阶时滞微分方程的状态反馈P控制、PI控制问题,目的是确定反馈增益的范围使得系统的平衡态是渐近稳定的. 对P控制状态反馈控制模型,利用Lambert W函数的主分支给出了确定反馈增益的显式判据以及系统的最优反馈增益; 在PI状态反馈控制模型中,运用稳定性切换原理并结合D-划分法确定了在反馈增益平面上系统的稳定性区域,并利用Lambert W函数采用数值方法给出了系统的最优增益曲线. 和现有方法相比较,本文方法更直观、 计算更简单.
永磁同步机变频调速系统MATLAB建模与仿真
张程, 金涛
2014,12(2):183-187, DOI: 10.6052/1672-6553-2014-025
[摘要] (1378) [HTML] (0) [PDF 811.52 K] (16193)
摘要：
永磁同步电机由于谐波少、转矩的精度高,常用于伺服系统和高性能的调速系统.为研究需要,对其物理模型进行简化,建立了电机的数学模型及其基本方程.本文采用使直轴电流id=0方法进行研究,得到了基于转子磁场定向矢量控制下的电机电磁转矩方程.在Matlab/Simulink搭建整个系统仿真模型、转速和电流控制模块,并对系统进行仿真.仿真结果表明所得波形符合理论分析,系统响应快、超调量小,系统运行稳定,具有良好的动、静态特性.该方法采用易扩展的模块化设计,可在线修改和观察所有参数以及参数变化对系统控制效果的影响,从而能方便地验证各种控制策略,并据此选出高效的快速设计方案,缩短了研制周期,对系统设计和调试起到了很大的作用.
基于非线性消振器的空间结构被动振动抑制
杨凯, 张业伟, 陈立群, 丁虎, 臧健
2014,12(3):205-209, DOI: 10.6052/1672-6553-2014-059
[摘要] (2060) [HTML] (0) [PDF 467.15 K] (13651)
摘要：
研究了空间结构振动抑制的被动非线性消振方法.提出了适用于空间环境的非线性消振器结构及动力学模型,该结构通过引入磁力实现空间环境下航天器结构的振动抑制. 然后,从理论上建立了含有非线性消振器的空间悬臂梁结构动力学模型,并通过Galerkin截断及数值分析方法分析了瞬态激励下非线性消振器对空间悬臂梁结构的被动振动抑制效果.仿真结果表明,该被动非线性消振器对系统的能量耗散率可以达到92%,可以实现非常好的振动抑制效果,能够适应空间环境,并提高航天系统的可靠性.
大展弦比机翼非线性颤振剪裁设计新方法
任智毅, 金海波, 丁运亮
2014,12(3):283-288, DOI: 10.6052/1672-6553-2014-061
[摘要] (3014) [HTML] (0) [PDF 479.50 K] (12829)
摘要：
针对大展弦比机翼水平弯曲模态参与耦合颤振问题,首先用考虑几何非线性的颤振分析方法研究了某大展弦比机翼的颤振特性,结果表明水平一弯模态参与耦合降低了机翼传统模式的线性颤振速度；然后研究了复合材料的铺层主刚度方向角对机翼非线性振动特性和颤振特性的影响规律,提出了大展弦比机翼非线性颤振剪裁设计的新方法.结果表明主刚度方向角的变化主要引起了水平一弯模态振型的改变,一般表现为主刚度方向角从机翼后梁向后缘偏转,该阶模态的相对扭转振型节线位置向前缘移动；反之,该节线位置后移.进一步非线性颤振分析,发现水平一弯模态振型的变化引起了该阶模态参与耦合颤振速度的明显改变,主要表现为该颤振型的颤振速度随该阶模态的相对扭转振型节线位置前移量的增加而增大.通过两个算例验证了结论的正确性.
发动机总成悬置系统解耦方法研究
李志强, 陈树勋, 韦齐峰
2013,11(4):357-362, DOI: 10.6052/1672-6553-2013-041
[摘要] (1432) [HTML] (0) [PDF 350.50 K] (11072)
摘要：
目前汽车发动机动力总成悬置系统设计的主要任务是选择悬置元件的刚度、位置和角度,使悬置系统自由振动模态频率避开发动机怠速激励力频率与车身自振频率,并尽量提高各模态振型的解耦程度,从而提高悬置系统隔振效果.悬置系统按预定频率严格解耦设计是使设计出的悬置系统模态频率完全等于按汽车设计频率规划预定的频率,并使各模态的振型严格解耦,即各向振动能量的解耦度等于1.本文从悬置系统的自由振动方程出发给出了对悬置系统按预定频率严格解耦设计的方程组,可以利用广义逆矩阵的理论求该方程组的解,亦可通过方程组构造函数进而求出该方程组的解,从而提供比当前的悬置系统模态优化设计更为简便高效的优化设计方法.相应的算例验证了本文提出的按预定频率严格解耦设计方程和求解方法的正确性.
基于ADAMS/MATLAB联合仿真的LuGre动态轮胎模型研究
郑文刚, 路永婕, 陈恩利, 李韶华
2016,14(3):247-252, DOI: 10.6052/1672-6553-2015-052
[摘要] (1826) [HTML] (0) [PDF 2.18 M] (8233)
摘要：
轮胎作为车辆与路面接触的唯一载体,其力学特性是车辆动力学响应分析和控制的重要基础.目前仿真研究中所使用的轮胎模型多为稳态模型,不能精确地描述轮胎的动态特性.因此,将动态轮胎模型应用于车辆动力学仿真软件中,对于整车动力学仿真和研究具有重要的作用.多体动力学软件Adams中自带的轮胎摩擦模型为静态模型,它将摩擦系数视为一个静态值,而实际轮胎与路面之间的摩擦是动态变化的,应为相对速度和位移的动态函数,所以本文以基于LuGre动态轮胎模型,应用Matlab/Simulink软件构建动态轮胎模块,通过接口与Adams/Car连接,进行整车模型与Simulink轮胎模型的同步联合仿真,实现轮胎与路面动态接触的历程的模拟,提高车辆系统仿真的精度.〖HJ1〗〖HJ〗
航空发动机转子系统的动态响应计算
张欢, 陈予恕
2014,12(1):36-43, DOI: 10.6052/1672-6553-2013-110
[摘要] (2156) [HTML] (0) [PDF 2.22 M] (6746)
摘要：
利用有限元方法建立了航空发动机双转子系统耦合非线性动力学模型,采用MATLAB计算了系统的临界转速和振型；研究了双转子结构的稳态不平衡响应,给出了双转子-机匣系统在不同转速下的运动规律,为工程中双转子系统的设计提供了一定的理论支持.
基于变密度法的飞行器升力面结构多目标拓扑优化设计
苗晓婷, 许泉, 刘广, 张凤岗
2014,12(3):253-258, DOI: 10.6052/1672-6553-2014-056
[摘要] (2050) [HTML] (0) [PDF 1.00 M] (5195)
摘要：
为研究权衡结构刚度与低阶振动频率的飞行器升力面最优结构设计,提出两种多目标拓扑优化方案(约束法、结合约束法与评价函数法).基于变密度方法,在约束法方案中将多目标优化转化为设定参考点位移约束和低阶振动频率约束下,求解结构质量最小化的优化问题.在结合约束法与评价函数法方案中,定义组合柔度指数为评价函数(结构柔度与振动频率的函数),将多目标优化转化为设定低阶振动频率约束和体积分数约束下,求解结构最小组合柔度指数的优化问题.结果表明两种方案的优化结果具有一定的相似性,各有所长.优化设计不仅减轻了升力面结构重量,而且提高了结构的一、二阶振动频率.
高超音速二元机翼的颤振响应研究
叶欣, 陈予恕
2014,12(3):201-204, DOI: 10.6052/1672-6553-2014-048
[摘要] (2127) [HTML] (0) [PDF 296.79 K] (4666)
摘要：
在飞机结构设计中,非线性因素不可避免.本文以高超音速流下的,在俯仰自由度上含有立方非线性刚度的二元机翼为研究对象,采用平均法及颤振理论研究了超高速飞机机翼的非线性动力学行为,并通过数值计算验证了理论计算的正确性,给出了对比分析结果.
恒载效应对拱结构自振频率的影响分析
康婷, 许金余, 白应生, 孙惠香, 李庆
2014,12(1):62-66, DOI: 10.6052/1672-6553-2013-097
[摘要] (1544) [HTML] (0) [PDF 832.87 K] (4453)
摘要：
提出用样条有限点法分析拱的自振频率,采用3次B样条函数的线性组合作为位移振型函数,以曲杆变形理论为基础,根据Hamilton原理建立了考虑恒载效应影响时拱的振动频率方程.计算分析了恒载效应对拱结构自振频率的影响.结果表明恒载效应会使拱结构自振频率减小;影响大小与结构自身刚度有关;拱结构截面刚度一定时,拱矢跨比、径厚比越大,恒载效应对自振频率的影响越大.