弹性飞行器飞行动力学建模与刚柔耦合阶次分析

基于虚功率原理与混合坐标法,建立了弹性飞行器的飞行动力学模型。发现了附加在弹性结构上的部件会对飞行器姿轨运动与结构振动产生影响,从而给出了耦合系数与模态质量的修正项。定义了描述弹性变形项保留程度的刚柔耦合阶次,并以由弹性本体和刚体舵面组成的刚柔耦合多体系统为例,通过对比不同刚柔耦合阶次下动力学模型的时域响应与保守系统的动量计算结果,分析了动力学模型及动量公式中弹性变形项的保留阶次对动力学响应及动量计算精度的影响。揭示了传统模型忽略弹性变形高阶项可能导致的误差水平,为弹性飞行器动力学模型的简化与验证提供了参考。

基于柔性车体的地铁车辆垂向耦合振动规律研究

[目的]由于列车运行速度的提高和轻量化设计,使轮轨之间的动态作用力增大,从而使车辆中各部件之间振动加剧,严重影响着动力学性能,故需研究转向架与柔性车体之间的垂向耦合振动的规律。[方法]以某型号地铁车辆为研究对象,建立其包含柔性车体的刚柔耦合模型,通过相关测点的平稳性指数来研究车体结构模态与转向架悬挂模态之间垂向振动耦合关系。[结果及结论]结果表明,仅考虑车体一阶垂弯模态,当转向架的浮沉、点头频率与车体垂向一阶弯曲频率相近时,会引发柔性车体与转向架耦合共振现象,其中中部测点所受影响最大。仅考虑车体菱形变形模态和一阶扭转模态时,不会出现转向架与柔性车体耦合共振现象,但二者会受到轨道激扰共振效应现象的影响。考虑车体组合结构模态时,车体中部测点受一阶垂弯振型的影响最大,会发生柔性车体与转向架耦合共振现象;而转向架上方的车体测点则容易受到车体一阶扭转模态的影响,在部分速度级别下会发生模态共振效应。

Study of second-order nonlinear hyperpolarisability of all-trans-β-carotene in solutions by linear spectroscopic technique

This paper demonstrates the second-order nonlinear hyperpolarisability γ of all-trans-β-carotene in different solvents by linear spectroscopic technique that is based on resonance Raman scattering and UV-VIS （Ultraviolet-visible） absorption spectroscopy. Owing to the two-level model well describing the link that exists between the resonance Raman scattering and stimulated Raman scattering, the stimulated Raman polarisability αR can be calculated through the two-photon resonance system. The value of γ of all-trans-β-carotene in carbon bisulfide solution is 6.435×10^-33 esu （1 esu of resistance = 8.98755×10^11Ω） that is close to the true value, because the solution of all-trans-β-carotene in carbon bisulfide satisfies the rigid resonance Raman scattering condition. This method is expected to be worthy of applications to measure the second-order nonlinear hyperpolaxisability of a conjugate organic molecule.

考虑高墩二阶效应的简化迭代计算方法

为快速计算高墩侧移所致的二阶效应,在经典解析法的基础上,提出一种新的计算高墩二阶效应的简化迭代方法.根据高墩与上部结构的不同约束情况,推导建立相应的迭代计算公式.将简化迭代算法分别应用于一座高墩连续刚构桥和一座高墩连续梁桥算例中,并将计算结果与有限元法计算结果进行对比.结果表明,经过4次迭代计算后,本方法即可达到收敛条件;对于高墩连续刚构桥算例,墩顶水平位移和墩底弯矩的简化迭代计算结果与有限元模型计算结果的相对误差分别仅为-0.11%和-1.18%;对于高墩连续梁桥算例,两者相对误差分别仅为1.04%和1.02%.

适用于弹性飞机飞行动力学仿真的气动力降阶方法

针对低速太阳能无人机在由阵风引起的大迎角非线性气动力情况下的高精度、高效率气动弹性及飞行动力学工程仿真问题,对气动力降阶方法及其在飞行动力学仿真中的应用进行深入探索。以二维翼型为例,分别基于自回归外部输入模型(ARX)方法、多小波Volterra级数方法、反向传播(BP)、径向基函数(RBF)神经网络方法和支持向量回归(SVR)方法建立了非定常气动力降阶模型,并比较了5种方法的收敛性及泛化能力。在此基础之上综合ARX和神经网络方法的优点提出一种计算精度高,收敛性、泛化能力较强的ARX-BP/RBF组合建模方法。将基于ARXRBF的组合气动力降阶方法和弹性飞机刚弹耦合动力学方程相结合建立基于气动力降阶的弹性飞机飞行动力学仿真模型。以一架太阳能无人机模型为例,开展数值验证,对算例对象在阵风及舵面激励下的响应进行仿真研究,并和计算流体力学(CFD)-计算结构动力学(CSD)结果及基于线性气动力的仿真结果进行对比。结果表明:所建立的弹性飞机仿真模型能有效反映气动力非线性特性,且仿真效率高于CFD-CSD分析方法,适用于工程实践。

某纯电动轿车低速轰鸣声排查及改进

以某纯电动轿车为研究对象,运用频谱分析、阶次分析、模态分析方法,明确低速轰鸣声频率为78 Hz、声压级为38.6 dB(A)。测试分析结果表明轰鸣声与电驱阶次激励、电驱总成刚体模态和声腔模态耦合相关。考虑整车开发的周期及成本,改进电驱总成刚体模态,实现电驱总成刚体模态与车内声腔模态解耦,降低声腔模态激励频率振动幅值。客观测试78 Hz声压级由38.6 dB(A)降至28 dB(A),主观评价轰鸣声明显改善。

检察视阈下“督促监护令”与“强制家庭教育指导”制度之完善

未成年人家庭保护对于未成年人健康成长至关重要。未成年监护人应当切实履行监护职责,正确实施家庭教育,以减少和避免因监护不当导致未成年人实施严重不良行为或者犯罪行为,同时降低未成年人受到违法犯罪侵害的可能。检察机关作为法律监督机关,应积极通过“督促监护令”或者“强制家庭教育指导”等制度的落实开展监护监督。要正确处理制度之间的关系,寻求应对之策以解决两项制度在落实过程中存在的问题。

城市发展赶超型战略的刚性秩序“陷阱”:对城管冲突的一种解释

我国城管冲突频繁发生是长期以来城市发展赶超型战略思维因袭而产生的必然后果。在赶超型战略思维下,政府制定规划和确定城市发展定位及目标,并使之成为一种刚性的秩序。政府借用行政力量集中资源力求毕其功于一役,凡是与此发展定位及目标不相符合的要求和诉求都失去"正确性"而不应有立足之地,同时,行政层级的压力型体制对各级政府官员行为具有强有力的约束作用,使得追求刚性"秩序"因其政治上的"正确"而理所当然。在社会转型期城市化快速发展带来利益多元化和差异化的情况下,继续维持对城市"秩序"近乎苛刻的追求和管理要求,必然使政府管理陷于刚性秩序的"陷阱",城管执法与设摊者的冲突也将难以有效化解。

重庆朝阳寺多跨连续刚构桥合拢顺序探讨

针对多跨连续刚构桥悬臂长度长、悬臂梁体重、施工荷载大等特点,结合重庆朝阳寺特大桥实际情况,通过理论分析和有限元数值模拟,对中跨、次中跨、边跨不同合拢顺序下,所需顶推力和顶推位移进行计算,并对桥梁结构的应力、水平位移及挠度进行了比选分析,提出并论证了采用计算预推值时先中跨再次边跨最后边跨的合拢方案,其突出优点是边跨合拢施工以挂篮和导梁代替搭设支架施工,措施简单易行、安全可靠。

少联大跨径连续-刚构组合桥的受力分析及合龙顺序探讨

通过对某座3跨连续-刚构组合梁桥与连续刚构桥、连续梁桥的施工仿真结果对比分析,研究了3跨连续-刚构组合梁桥的力学特点和后期使用性能,并且针对其墩身抗推刚度、合龙次序两个问题进行了深入分析,以期为同类桥梁的设计与施工提供借鉴。

半刚性连接钢框架稳定性的刚重比控制方法

通过对构件转角-位移方程的修正,推导了半刚接梁单元线刚度修正系数。用等效水平力方法,推导了结构临界重力荷载,提出了用对结构刚重比的控制来进行半刚接钢框架考虑重力二阶效应的稳定计算方法。算例结果表明:连接的半刚性对结构稳定的影响非常大,在该类型钢框架计算时,必须考虑连接刚度的影响。该方法使用方便,计算结果精度高,便于工程设计。同时还计算分析了连接的初始刚度对结构位移和刚重比的影响。

考虑轴压比影响时框架稳定性的刚重比控制方法

改变框架柱的轴压比,对10根钢筋混凝土柱与5根钢柱进行压弯试验,拟合了轴压比对框架柱抗侧刚度的影响公式.用等效水平力方法推导了结构临界重力荷载,提出了基于结构刚重比控制的框架重力二阶效应的稳定计算方法,给出了考虑轴压比影响时框架结构稳定性的刚重比控制方法.结果表明:考虑轴压比影响,框架柱抗侧刚度提高,使得计算的刚重比更容易满足规范关于框架结构稳定性对刚重比的要求,考虑轴压比对框架柱抗侧刚度的影响,符合工程实际,为现行规范对高层框架侧移计算的完善提供参考.

梁柱半刚性连接的钢框架非线性分析

考虑连接的半刚性以及构件的几何非线性的影响,采用二阶非线性分析方法对半刚性连接钢框架进行分析,推导考虑轴力和剪切变形影响的刚性梁柱单元刚度矩阵和半刚性梁的单元刚度矩阵,并编制了相应的程序计算钢框架的内力和位移。算例结果表明,考虑连接的半刚性,节点约束程度减弱,钢框架横梁跨中弯矩和柱底弯矩增大,梁端弯矩减小;节点半刚性连接和二阶效应对钢框架受力性能有明显影响。

刚-柔耦合动力学系统的建模理论研究

刚－柔耦合动力学系统的传统的混合坐标方法是零次近似方法,在建模过程中,直接套用的结构动力学的小变形假设,忽略了变形位移的高次耦合变形量．本文对柔性梁建立较零次近似更精确的高次耦合动力学模型,从连续介质力学理论出发,在变形位移中,计及横向位移引起的轴向缩短,导出变形位移的二次耦合量．用一致质量有限元方法对梁进行离散,基于Jourdain速度变分原理导出大范围运动为自由的柔性梁的刚－柔耦合动力学方程．计算了柔性重力摆的角速度和摆端点的横向变形,揭示零次近似模型和耦合模型的刚－柔耦合动力学性质的根本差异．

修改的MPA法用于连续刚构桥的抗震性能分析

弹塑性时程分析方法是计算桥梁结构地震响应较为严格的分析方法,但该方法工作量大,计算复杂,不利于工程师进行结构设计。采用基于模态的Pushover分析方法(MPA法),对某高墩连续刚构桥梁进行抗震性能分析,根据建筑结构设计规范,要求振型参与质量之和需达到90%。通过理论分析,提出以振型贡献率提取振型参与计算的加载模式,剔除振型贡献参与质量比低于1%的振型,对高墩大跨连续刚构桥进行了推覆分析。这样既避免了全部模态参与计算的繁琐,又考虑了高阶振型的影响,并与弹塑性时程响应结果进行了对比。计算结果表明,修改的MPA法(MMPA法)应用于高墩连续刚构桥的抗震性能分析是可行的。

高层半刚性梁柱连接钢框架二阶效应的简化计算

本文提出了高层半钢性连接钢框架二阶效应,包括P—△和P-δ效应的实用简化计算方法,该法便于手算。经验算本文的简化计算结果与精确的电算结果吻合甚好,其精度完全满足工程设计需要。本文对常见的五种高强螺栓梁柱连接的连接铡度进行了计算分析,给出了正常使用荷载下横梁线刚度和节点刚度比值的取值范围。本文还对半铡性连接以及P-△和P—δ效应对框架工作性能的影响进行了研究。

旋转悬臂梁的刚柔耦合动力学建模与频率分析

对固结于转动刚体上外接柔性梁的刚柔耦合动力学建模和频率特性进行了研究,在精确描述柔性梁非线性变形的基础上,利用Hamilton变分原理和假设模态法,在计入柔性梁由于横向变形而引起的轴向变形二阶耦合量的条件下,推导出考虑"动力刚化"项的一次近似耦合模型。首先忽略柔性梁纵向变形的影响,给出一次近似简化模型,引入无量纲变量,对简化模型做无量纲化处理,分析梁固有频率对模态截断数的依赖性;其次研究在一次近似简化模型和零次近似简化模型下,调谐角速度与共振现象的关系;最后分析一次近似耦合模型的动力特性。研究发现,为保证计算的精度,模态截断数应随无量纲角速度的增大而增加,合理的模态截断数具有收敛值;一次近似简化模型下悬臂梁横向弯曲振动不存在共振调谐角速度,一次耦合模型下柔性梁并没有出现屈曲失稳现象。现有典型文献的相关结论是值得商榷的。

三维地基极限承载力的数值极限分析

根据塑性下限定理,借助有限元技术,建立了极限承载力三维情况下的锥形规划形式。采用原-对偶内点法求解非线性规划问题,基于相应的理论计算框架,构造满足条件的静态容许应力场。该方法克服了屈服函数的线性化或光滑近似;利用对偶性,在求解下限解的同时获得对偶命题(上限)的解。与矩形基础地基极限承载力解析结果比较,精度和准确性有了较大提高;对刚、柔性基础下的地基极限承载力的特性也作了探讨。数值极限分析为计算矩形地基的极限承载力提供了一种简便有效的方法。

高铁车辆刚柔耦合仿真奇异性及其处理对策

根据ICE3转向架原型的技术创新特点及其局限性,目前高铁运用必须更强调高速列车集成系统的稳定鲁棒性能,特别需要防范侧风稳定性问题及其危害性影响。考虑到高阶模态截取及其残余力对高铁车辆刚柔耦合仿真的负面影响,提出了奇异系数新概念并论证了横向振动耦合机制及其判定力学条件。以小幅蛇行振荡作为独立激励,造成较大车下质量(如牵引变流器)产生横向耦合共振,其与线路跟踪测试结果十分吻合。以抗蛇行高频阻抗作用作为相关激励,车体摇头大阻尼特征更加突出,因而其对后位转向架接口的横向扰动也更加强烈,如多隧道通过,造成电机横摆出现瞬间颤振现象。研究表明,ICE3原型存在设计缺陷,即缺乏结构阻尼减振技术,进而突出了抗蛇行高频阻抗的负面影响。

桩基逆作法的设计及施工方法

桩基逆作法的施工顺序是先施工承台及一定层数的上部结构再压桩 ,其经济和社会效益显著。经过对桩基逆作法进行简化阶段分析和规律分析 ,按照刚度分配原则确定桩土分担比例 ,可推导出相应的简化公式进行承台和桩基设计。实测结果表明