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双钢管构件由点接触到线接触的连续过渡 被引量:19
1
作者 申波 邓长根 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期154-160,共7页
针对轴向压力作用下的双钢管构件,提出了内核与有限刚度套管之间线接触的力学计算模型。利用小挠度二阶平衡微分方程推导了内核与套管处于点接触、线接触时内核的挠度、弯矩、剪力、接触反力等物理量的计算公式。理论公式和应用算例表明... 针对轴向压力作用下的双钢管构件,提出了内核与有限刚度套管之间线接触的力学计算模型。利用小挠度二阶平衡微分方程推导了内核与套管处于点接触、线接触时内核的挠度、弯矩、剪力、接触反力等物理量的计算公式。理论公式和应用算例表明,在内核与套管之间由点接触到线接触过渡时,这些物理量满足必要的连续性和协调性条件。本文提出的力学计算模型也能应用于模拟内核与刚性套管的线接触。 展开更多
关键词 双钢管构件 轴压 线接触 点接触 约束屈曲
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一种新的三维动力接触约束单元 被引量:3
2
作者 刘恭忍 刘云贺 王克成 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1995年第4期65-71,共7页
本文应用广义变分原理,利用拉氏乘子法和罚函数法计入接触约束条件修正,建立了分析三维动力接触问题的一般有限元分析的理论模式;推导了处理这类问题的一种新的接触约束单元的接触刚度矩阵;采用增量求解模型解,研编了实施程序3D... 本文应用广义变分原理,利用拉氏乘子法和罚函数法计入接触约束条件修正,建立了分析三维动力接触问题的一般有限元分析的理论模式;推导了处理这类问题的一种新的接触约束单元的接触刚度矩阵;采用增量求解模型解,研编了实施程序3DDCF;处理了方程中的病态问题、碰撞及能量释放条件问题。进行了算例考核,还首次给出了一个三维动力接触问题的算例结果。 展开更多
关键词 三维 动力接触 接触 约束单元 刚度矩阵
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限制失稳杆的后屈曲分析 被引量:5
3
作者 武秀根 郑百林 贺鹏飞 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期26-30,110,共6页
按照不同的接触状态对杆的后屈曲性能分阶段分析.将任意两相邻接触点之间的杆分别作为研究对象.基于小变形假设,采用点接触、线接触模型,建立了通用的力学分析模型,导出了杆在不同后屈曲模态、不同接触状态下的平衡方程.通过求解平衡方... 按照不同的接触状态对杆的后屈曲性能分阶段分析.将任意两相邻接触点之间的杆分别作为研究对象.基于小变形假设,采用点接触、线接触模型,建立了通用的力学分析模型,导出了杆在不同后屈曲模态、不同接触状态下的平衡方程.通过求解平衡方程,建立了不同屈曲模态下,轴向载荷和杆、限制失稳构件之间接触状态的关系,得到了接触状态和后屈曲模态发生过渡的临界载荷条件.结果表明,当不同分段的长度相等时,将会发生后屈曲模态的过渡.与不受约束的欧拉失稳相比,杆的限制失稳过程具有丰富的分叉点. 展开更多
关键词 后屈曲 限制失稳 点接触 线接触
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基于约束函数法的大位移三维非线性接触分析 被引量:1
4
作者 张房房 位伟 张萍 《水电能源科学》 北大核心 2009年第3期104-106,109,共4页
基于约束函数法的二维节理非线性有限元分析,推导出大位移三维接触单元的刚度矩阵及非线性方程的迭代步骤,并引入了约束函数将非线性接触模型光滑化,使方程通过Newton法进行迭代求解,以节点接触应力为基本未知量,提高了接触应力的计算... 基于约束函数法的二维节理非线性有限元分析,推导出大位移三维接触单元的刚度矩阵及非线性方程的迭代步骤,并引入了约束函数将非线性接触模型光滑化,使方程通过Newton法进行迭代求解,以节点接触应力为基本未知量,提高了接触应力的计算精度。 展开更多
关键词 接触问题 约束函数法 非线性 三维 大位移
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管道内微机器人弯管运动的动力学稳定性 被引量:2
5
作者 程良伦 杨宜民 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期62-68,共7页
介绍了一种新型管道内微机器人 ,根据该机器人建立了有摩擦接触的微机器人受限运动的动力学模型 ,用奇异摄动法解释了降阶刚体模型接触力稳定性的附加条件 .
关键词 管道内微机器人 弯管运动 稳定性 动力学
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限制失稳模态方程及约束载荷计算 被引量:2
6
作者 武秀根 郑百林 贺鹏飞 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期375-378,共4页
针对受压限制失稳结构,利用点接触、线接触屈曲模型,建立了杆在各种屈曲模态下的挠度曲线方程。通过求解曲线方程,可以得到发生限制失稳结构在各种屈曲模态下,与外部限制失稳构件之间的接触载荷大小,分析了受压结构与限制失稳构件之间... 针对受压限制失稳结构,利用点接触、线接触屈曲模型,建立了杆在各种屈曲模态下的挠度曲线方程。通过求解曲线方程,可以得到发生限制失稳结构在各种屈曲模态下,与外部限制失稳构件之间的接触载荷大小,分析了受压结构与限制失稳构件之间的间隙对接触载荷的影响。通过对屈曲模态中各波形的形态进行调整,研究了同一屈曲模态,不同失稳波形下接触载荷的差异。 展开更多
关键词 限制失稳 模态方程 接触载荷
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单边接触薄壁钢面板受压屈曲分析 被引量:3
7
作者 董军 刘明辉 +1 位作者 刘庆振 戴卜云 《江苏大学学报(自然科学版)》 EI CAS 北大核心 2011年第3期346-349,共4页
考虑了芯板材料的抗压和黏结对钢面板的约束作用,提出双模量线性约束模型,采用能量法对单边接触钢面板受压屈曲进行理论分析,通过提出新的位移函数,建立系统总势能方程,运用势能驻值原理推导出钢面板屈曲系数表达式,通过数值求解得到钢... 考虑了芯板材料的抗压和黏结对钢面板的约束作用,提出双模量线性约束模型,采用能量法对单边接触钢面板受压屈曲进行理论分析,通过提出新的位移函数,建立系统总势能方程,运用势能驻值原理推导出钢面板屈曲系数表达式,通过数值求解得到钢面板的屈曲系数.结果表明:钢面板临界屈曲系数Kcr值与受压刚度系数kr1的对数值呈正比关系,当kr1值趋向于0时,Kcr值趋向于定值,并随着黏结刚度系数kr2值的增大而增大;当kr1值趋向于∞时,Kcr值也趋向于定值,此时kr2对Kcr值的影响程度也逐渐明显.结果表明:在芯板受压刚度kr1不变时,适当提高材料黏结刚度可以明显提高钢面板的屈曲系数. 展开更多
关键词 钢面板 单边接触 受压屈曲 能量法 黏结约束
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柔性套管约束下轴心受压杆件的屈曲分析 被引量:7
8
作者 申波 邓长根 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2006年第5期43-46,共4页
针对柔性套管约束杆件,研究了轴压杆件与约束杆件点、线接触时的约束屈曲.在小挠度变形假设下,根据轴压杆件与约束杆件满足变形协调条件的二阶平衡微分方程,推导了轴压杆件挠度、轴向位移、接触反力的计算公式,并且由轴向压力唯一确定... 针对柔性套管约束杆件,研究了轴压杆件与约束杆件点、线接触时的约束屈曲.在小挠度变形假设下,根据轴压杆件与约束杆件满足变形协调条件的二阶平衡微分方程,推导了轴压杆件挠度、轴向位移、接触反力的计算公式,并且由轴向压力唯一确定了线接触的长度.算例分析表明:当约束杆件刚度较小时,轴压杆件弯曲产生的轴向位移较大;当约束杆件刚度较大时,轴压杆件弯曲产生的轴向位移较小,该轴向位移与文献中的大挠度解吻合很好,从而得出小挠度变形假设是合理的. 展开更多
关键词 约束屈曲 轴压杆件 约束杆件 点接触 线接触
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柱体限制失稳形态的统一挠度曲线方程 被引量:2
9
作者 武秀根 郑百林 +1 位作者 贺鹏飞 刘曙光 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期798-801,共4页
在大变形框架下,基于点接触和线接触状态,分析轴向受压失稳柱在不同接触状态下的挠度曲线方程.将柱整体的失稳形态分解为多个典型柱的变形,引入各个典型柱反弯点处的截面转角作为变量,推导得到了相应典型柱的挠度曲线表达式.结果表明,... 在大变形框架下,基于点接触和线接触状态,分析轴向受压失稳柱在不同接触状态下的挠度曲线方程.将柱整体的失稳形态分解为多个典型柱的变形,引入各个典型柱反弯点处的截面转角作为变量,推导得到了相应典型柱的挠度曲线表达式.结果表明,柱的限制失稳形态可用统一的挠度曲线方程描述,截面转角变量的不同取值范围决定了柱与限制失稳构件之间不同的接触状态. 展开更多
关键词 限制失稳 大变形 点接触 线接触 截面转角
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强震下斜交刚构连续梁桥倒塌特性研究 被引量:3
10
作者 亓兴军 孙庆凯 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2015年第6期78-85,共8页
斜交桥的非对称支承特点使得其在地震作用下更容易遭受倒塌破坏,为探究斜交梁桥在地震倒塌过程中表现出的动态特性,建立一座斜交四跨刚构连续梁桥的精细化空间有限元计算模型,采用显式动力接触算法数值模拟强震下斜交箱梁桥的动态倒塌... 斜交桥的非对称支承特点使得其在地震作用下更容易遭受倒塌破坏,为探究斜交梁桥在地震倒塌过程中表现出的动态特性,建立一座斜交四跨刚构连续梁桥的精细化空间有限元计算模型,采用显式动力接触算法数值模拟强震下斜交箱梁桥的动态倒塌破坏特性,分析了主梁的不规则位移和梁端的碰撞现象。结果表明,斜交梁桥主梁在三向地震动作用下会发生水平面内旋转,不同地震动下主梁的旋转方向不同,梁体旋转过程中会与桥台发生碰撞,碰撞使得倒塌破坏过程中主梁靠近桥台的相对位移明显小于远离桥台的相对位移。梁端横截面碰撞力呈现不均匀分布,主梁锐角处碰撞力大于钝角处碰撞力,截面中心位置处很少发生碰撞,且碰撞作用会显著影响墩台的破坏顺序。墩台对主梁的碰撞实质上是桥梁下部结构对梁体的动态约束和阻挡限制,是主梁的动态约束边界条件。 展开更多
关键词 斜交梁桥 地震碰撞 显式动力接触算法 不均匀分布 动态约束边界条件
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环境理解机器人接触约束装配策略研究
11
作者 夏妍春 蔡池兰 白跃伟 《机械与电子》 2010年第4期40-45,共6页
以T型轴与C型孔的装配操作为例,提出了一种粗、精结合的运动规划策略.根据几何环境推理,推导出装配过程的接触约束方程,由接触约束方程的组合及变化建立装配件之间的位姿关系进行粗运动规划分析.利用中轴图方法进行路径规划减少了装配... 以T型轴与C型孔的装配操作为例,提出了一种粗、精结合的运动规划策略.根据几何环境推理,推导出装配过程的接触约束方程,由接触约束方程的组合及变化建立装配件之间的位姿关系进行粗运动规划分析.利用中轴图方法进行路径规划减少了装配过程中出现的位姿状态,建立了一条优化的粗规划路径.基于对装配环境的理解,进行了基于力控制的精运动规划分析. 展开更多
关键词 粗、精运动规划 环境理解 力控制 中轴图 接触约束
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基于滚道线接触的串联组合型推力轴承轴圈和座圈的优化设计 被引量:2
12
作者 卢维科 程晓鸣 《机械科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2001年第5期679-681,共3页
在分析串联组合型推力圆柱滚子轴承轴圈和座圈设计准则的基础上 ,按滚子与滚道线接触要求建立其最优化设计数学模型 ,采用机械优化设计中的约束随机方向搜索法计算轴圈和座圈的厚度、厚度变化角。
关键词 组合轴承 推力轴承 轴圈 座圈 线接触 约束随机方向搜索法 优化设计
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基于微分进化算法的非对称弧齿锥齿轮约束多目标优化 被引量:2
13
作者 钱学毅 迟建华 吴双 《图学学报》 CSCD 北大核心 2014年第1期26-30,共5页
根据齿轮啮合原理和现代摩擦学理论,建立了以弧齿锥齿轮传动齿面上瞬时接触线方向与相对滑动速度之间夹角的余切值最小、传动总体积最小和齿面诱导法曲率主值最小为目标函数的约束多目标优化设计数学模型。对当前的微分进化多目标优化... 根据齿轮啮合原理和现代摩擦学理论,建立了以弧齿锥齿轮传动齿面上瞬时接触线方向与相对滑动速度之间夹角的余切值最小、传动总体积最小和齿面诱导法曲率主值最小为目标函数的约束多目标优化设计数学模型。对当前的微分进化多目标优化算法进行了改进,给出了适用于工程领域的微分进化约束多目标优化算法。借助于改进的微分进化多目标优化算法,通过范例对弧齿锥齿轮传动进行两目标和三目标优化设计。分析了齿面上瞬时接触线方向与相对滑动速度之间的夹角及齿面诱导法曲率主值对齿面接触强度和胶合强度的影响。 展开更多
关键词 微分进化 约束多目标优化 瞬时接触线方向 相对滑动速度 诱导法曲率
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基于遗传算法的机器人接触摩擦补偿
14
作者 原宝龙 吴成东 +1 位作者 张颖 侯静 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 EI CAS 2006年第1期154-157,共4页
目的提出一种在线学习算法来学习机器人操作臂摩擦模型的摩擦系数,通过摩擦补偿控制输入,根据所得摩擦系数获得摩擦力,消除未知摩擦的影响.方法建立机器人接触摩擦力模型,采用基于自然选择原则的遗传算法进行学习训练、优化,找出优化后... 目的提出一种在线学习算法来学习机器人操作臂摩擦模型的摩擦系数,通过摩擦补偿控制输入,根据所得摩擦系数获得摩擦力,消除未知摩擦的影响.方法建立机器人接触摩擦力模型,采用基于自然选择原则的遗传算法进行学习训练、优化,找出优化后的摩擦系数,以优化摩擦力模型,更好地消除未知摩擦.结果采用遗传算法,快速地获得了摩擦系数值,优化了摩擦力模型,对约束机器人接触摩擦进行了补偿.结论遗传算法的引入可以优化摩擦力模型,实现约束机器人接触摩擦的在线补偿,仿真结果证明,该方法在接触摩擦补偿上具有有效性,可以在线进行约束机器人接触摩擦补偿. 展开更多
关键词 约束机器人 遗传算法 学习 接触摩擦 摩擦补偿
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组合热源模型下焊剂片约束电弧焊温度场预测 被引量:4
15
作者 乔及森 芮正雷 +1 位作者 高振云 杨元庄 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2020年第4期27-32,共6页
通过反演法将高斯面热源与柱型体热源耦合构建成组合热源,再运用软件ABAQUS对焊剂片约束电弧焊高强钢T形接头在此组合热源作用下形成的温度场进行数值模拟.模拟过程中着重考虑了夹具与工件之间的接触传热.通过将模拟结果与实验结果对比... 通过反演法将高斯面热源与柱型体热源耦合构建成组合热源,再运用软件ABAQUS对焊剂片约束电弧焊高强钢T形接头在此组合热源作用下形成的温度场进行数值模拟.模拟过程中着重考虑了夹具与工件之间的接触传热.通过将模拟结果与实验结果对比,发现模拟与实验所得焊缝形貌、以及各测试点焊接热循环曲线基本吻合,从而验证了有限元分析中使用该组合热源模型预测焊剂片约束电弧焊温度场的可行性和有效性.对T形接头温度场分布研究发现,模拟的T形接头的面板和芯板在厚度方向温度分布均匀.对热循环曲线的分析中发现,夹具在工件冷却阶段的作用明显,为此对焊接热影响区范围进行数值预测,预测结果与实验结果吻合. 展开更多
关键词 T形接头 接触换热 温度场 热影响区 焊剂片约束电弧焊 BS960高强钢
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利用面面模式分析高阶和低阶单元的接触搜索
16
作者 李南生 谈凤婕 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2014年第3期328-333,共6页
为了在研究接触问题的数值模拟中更加明确地分析接触界面,提出了基于面-面模式的搜索算法,这种搜索模式更能提高搜索精度.首先利用预搜索,排除不相干的点对,从而减少计算量,缩小计算范围.利用有限元的等参概念,根据投影定律,定义接触点... 为了在研究接触问题的数值模拟中更加明确地分析接触界面,提出了基于面-面模式的搜索算法,这种搜索模式更能提高搜索精度.首先利用预搜索,排除不相干的点对,从而减少计算量,缩小计算范围.利用有限元的等参概念,根据投影定律,定义接触点间的接触关系,同时为了避免变形过程对接触搜索的影响,将时程分析引入搜索的目标方程中,根据优化原理搜索接触点对,分析了搜索算法在高阶单元和低阶单元中的应用.最后通过算例证明了该算法的有效性和可靠性. 展开更多
关键词 接触 面-面搜索模式 低阶单元 高阶单元 等参单元 接触点对 投影定律 约束矩阵
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用‘罚函数’法处理三维变厚度节理元嵌入接触问题 被引量:2
17
作者 黄琛 陈志远 《汕头大学学报(自然科学版)》 2002年第4期42-47,共6页
该文应用约束变分原理的罚函数方法计入三维节理单元的嵌入接触约束条件修正 ,推导了修正的接触刚度矩阵和接触荷载向量 .并给出了增量有限元求解节理单元接触问题的程序框图 .
关键词 '罚函数'法 三维变厚度节理单元 嵌入接触 约束变分原理 接触刚度 接触荷载
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轴压杆件刚性约束屈曲变形的连续过渡
18
作者 申波 《科学技术与工程》 北大核心 2013年第3期545-549,共5页
从杆件整体变形连续的角度,研究了轴压杆件与刚性约束构件之间一阶模态点接触、一阶模态线接触、线接触屈曲的连续过渡。在小挠度变形假设下,推导了轴压杆件一阶模态线接触、线接触屈曲变形二阶平衡微分方程的解答。根据变形的连续性,... 从杆件整体变形连续的角度,研究了轴压杆件与刚性约束构件之间一阶模态点接触、一阶模态线接触、线接触屈曲的连续过渡。在小挠度变形假设下,推导了轴压杆件一阶模态线接触、线接触屈曲变形二阶平衡微分方程的解答。根据变形的连续性,经过理论分析得出,当杆件一阶模态点接触变形的中点曲率为零时,杆件由一阶模态点接触连续过渡到一阶模态线接触;当杆件一阶模态线接触变形的线接触区域发生一阶屈曲模态时,杆件由一阶模态线接触连续过渡到线接触屈曲。 展开更多
关键词 约束屈曲 轴压杆件 刚性 点接触 线接触 线接触屈曲
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考虑摩擦力时受圆柱面约束弹性杆的平衡 被引量:1
19
作者 刘昭 《中国农机化学报》 2016年第7期281-284,共4页
受约束弹性杆作为农作物根茎、植物纤维的力学模型,其平衡问题已成为力学与农业植物交叉学科的研究热点。基于Kirchhoff理论讨论受圆柱面约束弹性杆在光滑接触与非光滑接触时的平衡问题。首先以描述截面姿态的欧拉角为变量,建立形式简... 受约束弹性杆作为农作物根茎、植物纤维的力学模型,其平衡问题已成为力学与农业植物交叉学科的研究热点。基于Kirchhoff理论讨论受圆柱面约束弹性杆在光滑接触与非光滑接触时的平衡问题。首先以描述截面姿态的欧拉角为变量,建立形式简明且物理意义明确的数学模型及平衡方程。接下来考虑在光滑接触与非光滑接触两种情况下,分别讨论弹性杆在特殊状态时的平衡,给出其解析积分和数值积分,并画图分析外力对受圆柱面约束弹性杆形状的影响。 展开更多
关键词 农作物根茎 圆柱面约束弹性杆 光滑接触 非光滑接触 数值积分
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Force-feedback based active compliant position control strategy for a hydraulic quadruped robot
20
作者 王立鹏 王军政 +2 位作者 马立玲 陈光荣 杨超峰 《Journal of Beijing Institute of Technology》 EI CAS 2015年第4期546-552,共7页
Most existing legged robots are developed under laboratory environments and, corre- spondingly, have good performance of locomotion. The robots' ability of walking on rough terrain is of great importance but is seldo... Most existing legged robots are developed under laboratory environments and, corre- spondingly, have good performance of locomotion. The robots' ability of walking on rough terrain is of great importance but is seldom achieved. Being compliant to external unperceived impacts is cru- cial since it is unavoidable that the slip, modeling errors and imprecise information of terrain will make planned trajectories to be followed with errors and unpredictable contacts. The impedance control gives an inspiration to realize an active compliance which allows the legged robots to follow reference trajectories and overcome external disturbances. In this paper, a novel impedance force/ position control scheme is presented, which is based on Cartesian force measurement of leg' s end effector for our hydraulic quadruped robot The simulation verifies the efficiency of the impedance model, and the experimental results at the end demonstrate the feasibility of the proposed control scheme. 展开更多
关键词 active compliance impedance control force feedback contact force constrains space
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