基于子结构模态的动力自由度缩减综合法

为了研究大型复杂结构动力自由度缩减问题,提出基于子结构模态的动力自由度缩减综合法。首先根据混合试验原理将整体结构动静自由度进行分离,分别形成了静力子结构与动力子结构。静力子结构根据原型结构进行静力分析,以保留静力自由度的复杂性。动力子结构则结合模态综合法,将整体结构拆分为若干子结构,对子结构进行模态分析,保留少数低阶模态,缩减子结构的质量形成凝聚点,并将模态信息传递到凝聚点。根据边界协调条件合成动力简化模型,将静力子结构与动力简化模型融合为抗震混合试验模型,并对某10层框架结构进行模态分析。研究表明:本文提出的动力自由度缩减综合法,能够很好地表现原型结构的动力特性,在缩减动力自由度的同时保留了结构的复杂性,避免过度简化。

最大值最小化问题的优化算法与多自由度动力减振器参数计算

研究了如何确定多自由度动力减振器系统参数,使其主系统在较宽频带上能量的最小问题。提出了解决最大值的最小化问题有效的优化程序算法。建立了以固有频率比和阻尼比为设计变量,以振幅动力放大系数函数的多个峰值和整个宽频带下面积构造目标函数的优化问题。给出了两个自由度减振器参数的优化计算实例。实现了减振器参数选择的直接有效快速优化计算。这种方法将为复杂减振系统参数分析提供有力工具。

考虑人载的汽车多自由度3维动力学模型

在目前的汽车柔顺性分析中,通常使用的2/4/7自由度动力学模型一般都未考虑车中人载质量,而在有人载与无人载时,汽车的动力学模型是不同的,它们代表了不同的动力学系统。因此未考虑人载质量的汽车动力学模型不能全面、准确地给出汽车的动力学特性,不能准确地反映柔顺性所包含的车身垂直方向、俯仰与侧倾振动,以及车轮跳动的加速度等物理量的变化。本文提出了考虑车中人载质量-座椅附加系统的汽车振动分析的3维动力学模型,给出了系统相应的动力学方程,并以轿车为例,给出了不同模型的动力学特性与响应的仿真分析结果,说明了汽车在考虑了人载-座椅附加系统后的多自由度3维动力学模型的正确性与必要性。

小波分析在单自由度动力分析中的应用

将小波分析引入单自由度动力分析计算中 .利用小波能够在时频域分析的特点 ,对动力荷载进行小波分解 ,滤去动力荷载的高频成分 ,以减少动力分析过程中的数据计算量 .算例计算结果表明 ,按照动力体系特性利用小波分析去除动力荷载高频及其代表的荷载 ,误差在可接受的范围之内 ,不会影响动力体系的动力反应 .

敏捷导弹六自由度动力学建模与仿真

研究了敏捷导弹六自由度导弹动力学建模和仿真问题。首先给出了用于拦截器的姿控脉冲发动机和用于空空导弹敏捷转弯的反作用喷气控制系统的力学模型 ,然后给出了带干扰 (包括风的干扰 )的具有大迎角大姿态机动能力的敏捷导弹的六自由度动力学模型 ,最后利用上述模型对先进空空导弹的越肩发射进行了仿真 ,并给出了部分结果。该模型除了可以进行一般的导弹动力学仿真外 ,尤其适用于空空导弹敏捷转弯 (含越肩发射 )、高空弹道导弹拦截器的大姿态机动等的仿真计算。

多自由度无阻尼动力吸振器的理论研究

讨论了将简谐激振下无阻尼单自由度主系统的动力消振原理推广到多频谐波激励下无阻尼多自由度主系统的情况 ,通过选择一个合适的多自由度无阻尼动力吸振从系统 ,即从系统的固定频率正好是所有的激振力的频率 ,可以完全消除多频谐波激励下无阻尼多自由度主系统中某质点的振动响应。还讨论了根据给定弹簧 -质量系统的特征值及对该系统进行小的、已知的修正后所得系统的特征值 。

无阻尼多自由度动力减振器参数研究与应用

目的提出无阻尼多自由度动力减振器(DAMDOF)最佳减振参数的确定方法.方法通过理论分析无阻尼3个自由度动力减振器(DA3DOF)减振弹簧在有限相等变形条件下的减振器最小总质量计算,推广到无阻尼多自由度动力减振器参数的确定.结果无阻尼3个自由度动力减振器在前两个减振质量块趋近于零,第3个质量块趋近于单自由度动力减振器(DASD-OF)质量的1/3时,减振系统获得最小总质量,此时子系统最大变形为无阻尼DASDOF的3倍.结论将结果推广到无阻尼多自由度动力减振器(DAMDOF),表明可通过刚性接点连接和改变弹簧方向增大弹簧总长度,减少减振总质量,研究结果对于实际应用有指导意义.

基于二自由度动力学模型的汽车AFS研究

针对汽车AFS转角特性和启动条件存在的问题,通过建立二自由度汽车动力学模型,推导出基于整车参数、车速和车轮转角的汽车转弯半径。结合汽车安全视距,建立汽车转向时的AFS数学模型,得到汽车前照灯调整角度计算公式。根据车灯等照度包络曲线推导出汽车AFS启动条件,得到AFS启动条件的控制模型,并验证了AFS启动条件设定的合理性。采用模糊PID控制策略,通过Matlab/Simulink对转角特性和启动条件进行了建模仿真分析。仿真结果表明,优化后的转角特性和AFS启动模型能准确地确定AFS开启的时刻,避免了AFS提前或滞后开启的问题,提高了汽车夜间行驶的安全性。

雷伞系统5自由度动力学模型

空投鱼雷和火箭助飞鱼雷雷伞系统中,降落伞的作用力简化为作用在雷尾且与气流方向一致的力,而基于此建立起来的雷伞系统数学模型很难对雷伞系统的锥摆等做出准确的分析。为了解决这一问题,该文从空气动力学的基本原理出发,综合应用降落伞动力学、多体动力学的理论和分析方法,利用牛顿和Kirchhoff方程建立了雷伞系统稳定下降阶段的5自由度动力学模型,并进行了仿真分析,仿真结果表明,该系统具有较好的一致收敛和稳定性,本文方法为开展降落伞工程设计提供理论参考。

基于遗传算法的12自由度动力总成悬置系统多目标优化

以某乘用车为研究对象,建立了包括动力总成和车身两个刚体的12自由度动力总成悬置系统模型。以能量解耦及怠速隔振量为目标函数,综合考虑悬置主簧结构及刚体模态频率分布的约束要求,采用遗传算法对动力总成悬置系统解耦率及怠速隔振量进行多目标优化。仿真结果与试验结果表明,该方法能有效优化动力总成悬置系统。

微重力落塔精密三自由度电磁释放控制系统

在微重力落塔释放载荷舱时,由于机械应力、摩擦力等的干扰,会产生旋转力矩和加速度突变,影响载荷舱内的微重力水平。为此,提出了通过主动控制释放电磁力减缓应力影响以提高微重力水平的工作方式。首先对舱体的姿态与位置进行了动力学解耦分析。然后对三自由度控制模型进行了研究,并提出了优化的释放过程运动规划曲线。对比了多种不同释放方式和释放策略的仿真结果,最后设计了释放系统样机,实现了上述电磁释放的运动规划与闭环控制。实验结果表明,与直接释放相比较,所提出方案可以实现载荷舱在0.15 s内从零加速度到重力加速度的平稳过渡,水平方向的加速度扰动幅值降低到3.7%,有效减缓释放过程中的转动干扰,提高载荷舱内的微重力水平。

动力缩聚技术在输电塔模型降阶中的应用

随着电压等级的不断提高,输电塔的动力自由度迅速增加,大型矩阵的计算和存储已经成为影响输电塔结构动力响应精确计算的最大障碍。考虑到输电塔为高柔体系,其整体的动力特性主要由低阶模态控制。提出了将动力缩聚技术引人到输电塔结构的动力分析中,在保证精度的前提下运用该技术对输电塔原始模型进行了合理简化,大大提高了计算效率,并节约了大量的计算机存储空间。

基于掘进机履带架焊接变形的履带动力学特性分析

针对履带架焊接变形对履带行走动力学的影响,应用Ansys有限元方法,模拟履带架的焊接过程,求得履带架的变形量。在此基础上,采用集中质量法建立履带的多自由度动力学模型,根据Bekker理论以履带与地面间的接触力为外部载荷,采用数值分析法求解履带架不同变形量对履带张紧力和振动的影响。仿真结果表明:焊接变形使履带板出现摆角变化,受此影响,履带架的焊接变形对履带行走动力学影响较大,变形越大张紧力越大,在履带板摆角为0.7°时,驱动处的履带张紧力在44 k N至45.6 k N之间变化,波动剧烈。

四驱混合动力轿车驱动工况无迹卡尔曼车速估计

针对驱动模式复杂多变的四驱混合动力轿车,考虑其后轮毂电机驱动转矩的准确可测以及既定模式下前驱动轮转矩的可推算性,结合电子稳定程序(Electronic stability program,ESP)系统传感器信号,提出无迹卡尔曼车速估计算法。搭建四驱混合动力轿车仿真平台,其集成了驱动系统模型、非线性7自由度车辆动力学模型和统一轮胎模型。基于车辆动力学模型和轮胎模型,设计融合驱动轮转矩信息和传感器信息的车速估计算法,并将估计结果与仿真车速进行比较分析。在样车上加装转向盘转角、横摆角速度和质心加速度等传感器,采集轮转、驱动轮转矩信息,在后轮纯电驱动模式低速双纽线试验、四轮混合驱动模式双移线和蛇行试验工况下,对所设计算法进行实车道路试验。仿真和实车试验结果表明,无迹卡尔曼车速估计算法精度较高,且具有较强的工况适应性。

一种基于质点动力学原理的快速自适应建模算法

针对自适应逆控制技术中最小均方(LMS)算法建模速度慢的缺点,基于重力场中超曲面上质点的动力学原理,提出了一种快速自适应建模算法.该算法的特点是将滤波器权系数的迭代求解过程类比为重力场中超曲面上质点的运动,在质点的自由运动微分方程中加入比例阻尼项,使各模态的阻尼系数均接近于临界阻尼,从而使权系数以较快速度收敛,并利用质点微分方程中的非线性项实现变步长迭代,明显提高了自适应维纳滤波器的权系数收敛速度.仿真试验结果证明该算法优于LMS算法.该算法运算代价小,收敛速度快,可替代LMS算法用作自适应逆控制的建模工具.

机构传动抛壳过程的动力学理论分析

目的 建立一种适用的动力学模型 ,来分析机构传动方式的抛壳动力学问题 .方法 运用多自由度动力学理论来建模 ,再编程计算 .结果 以某自动武器为例 ,得出了抛壳过程枪机和浮动体的速度与时间曲线图 .

电动汽车物理建模技术分析

该研究旨在分析电动汽车物理建模技术及其在典型领域的应用,通过对模型的技术分析,优化电动汽车的设计。文章基于电动汽车的工作原理和相关理论,提出可行的建模方法,运用基于牛顿力学的方法,建立了能够反映电动汽车实际运行状态的“二自由度动力学”公式模型。采用文献分析、数学建模手段建立了物理模型技术框架,可对电动汽车性能和安全性进行深入分析和优化,为后续的运动分析、控制策略设计以及性能优化提供了依据,该分析对于推动电动汽车的发展具有重要意义。

换流变压器真空有载分接开关动力学模拟及工作一致性研究

真空有载分接开关是确保换流变压器安全稳定运行的关键部件,对其动力学和工作一致性进行评估具有重要意义。为了弄清楚分接开关切换过程中不同频率振动信号的产生机理,弄清楚振动信号与开关动作的联系,文中首先建立了分接开关筒壁和分接选择器支架的有限元模型,获得了分接开关固有频率及振型;然后构建了表征触头分合的多自由度动力学模型,模拟了分接开关在切换过程中的响应特性;再利用变分模态分析提取多频信号中的高频分量对振动信号进行分段,利用结构相似度计算振动时频信号的一致性系数;最后根据文中所提出的一致性分析方法对实验室数据和现场数据进行了分析,获得了不同档位一致性系数的变化规律。研究结论对基于振动信号的真空有载分接开关机械状态评价方法具有重要意义。

四旋翼无人机特种弹药悬停发射动力学研究

以某挂载多管发射器的小型四旋翼无人机为研究对象,为研究特种弹药发射对四旋翼无人机飞行稳定性造成的影响,建立了特种弹药发射内弹道模型,通过内弹道编程计算获得了该发射器发射某特种弹药产生的后坐冲量。基于牛顿-欧拉方程建立了无人机及多管发射器的六自由度动力学模型,通过Simulink建模计算,获得了四旋翼无人机及多管发射器的姿态与位置变化数据,计算和试验结果符合较好。研究表明:在多种发射工况下,基于PID控制器控制下的四旋翼无人机皆能安全实现特种弹药悬停发射;改变四旋翼无人机机身受到的后坐冲量大小进行数值计算,可得到四旋翼无人机悬停状态下实现安全发射所受到的后坐冲量理论阈值;为四旋翼无人机及挂载多管发射器的研制提供了理论和数据支撑。

建筑结构的伪动力试验控制与计算方法

伪动力试验是指把地震波输入到计算机中,再将其离散化,通过数值方法,计算结构在地震波作用下的动力性能与破坏特征。介绍了伪动力试验的基本控制方法和计算方法,并与其他主要的结构抗震试验方法作了简单的比较。