六自由度液体旋转晃动实验平台设计

为有效模拟火箭在发射回收过程中推进剂的复杂晃动模态,该文设计了一种基于六自由度振动平台的液体旋转晃动实验装置。该装置能模拟液体大幅摇摆晃动、低速旋转晃动、快速旋转晃动和高频凸起晃动等多种模态,通过三组不同充液高度液体在不同激励频率下的旋转晃动实验,发现液面晃动峰值随激励频率的增加而线性减小,且存在液面峰值突变的频率相变点。实验结果表明,该装置空间灵活性好,实现了六自由度的姿态运动,能有效地进行贮箱内液体多种晃动模态的地面模拟研究。

圆柱贮箱内液体非线性稳态晃动实验及动力学特性分析

针对圆柱贮箱内液体非线性稳态晃动力和力矩动态信号的采集与分析问题,设计了一种能同时实现充液贮箱整体固定安装和液体动态晃动力、力矩精确测量的实验装置,给出了相应的实验数据采集、分析和处理方法。通过开展大量实验,将实验数据与CFD仿真结果进行细致对比后发现:在旋转晃动状态下,CFD仿真结果存在明显的计算偏差,不便被独立的用于完整揭示贮箱内液体晃动的真实特性。最后,归纳了贮箱内液体的非线性稳态晃动行为随横向外激励频率的变化规律,并对比分析了驻波晃动、拍振晃动、多类复杂的旋转晃动等多种不同形式的非线性稳态晃动行为对运载工具控制系统的任务执行效率和稳定性的影响。

液体非线性晃动试验与等效力学模型仿真

航天器的在轨机动可能导致液体燃料出现包括非线性晃动在内的复杂动力学行为。采用运动脉动球模型(MPBM)对液体非线性旋转晃动问题进行了研究,并通过开展地面试验验证了MPBM仿真结果的准确性。首先,在MPBM的建模过程中以晃动回复力的形式考虑重力的影响,具体是通过虚功原理将重力作用引入到脉动球的能量变化过程。然后,搭建地面晃动试验平台,实现了对球型贮箱晃动现象的准确观测以及对晃动力和晃动力矩的实时测量。最后,以试验实测的加速度激励和晃动力为参照,采用MPBM进行了仿真与对比,仿真结果较好地匹配了试验结果。文中对液体晃动的合理抽象进一步地提升了等效力学模型对复杂晃动行为的仿真能力,为实现航天器更为高效、准确的在轨控制提供基础。

水下作业机械手软连接操作包

介绍了一种水下作业机械手软连接操作包。该操作包集成了水下机械手、上下补偿装置、减速机组件、晃动与旋转关节及控制箱等,不仅具备升降和旋转调节的功能,能够应对复杂和恶劣的工作环境,而且通过增设下放应力消除组件,使安装架在主轴的驱动下旋转,在下放和回收过程中,通过下放应力消除组件自适应地相对主轴进行晃动,从而实现安装架与主轴的软连接,进而能够完全自适应地消除海水对水下作业机械手操作包各部分产生的应力,有效地保护水下作业机械手操作包。

球形贮箱内液体晃动实验及动力学特性研究

为了实现球形贮箱内液体晃动产生的非平衡力和力矩的准确采集,首先,根据液体晃动基本原理设计出一种可以最大化测量贮箱内液体三维晃动力和晃动力矩的实验平台及实验方案,利用最小二乘法,实现对实验平台的固件质量和质心的准确辨识,并得到晃动力与晃动力矩的计算式。然后,以球形贮箱内的液体晃动为例开展大量实验,将实验结果与CFD软件仿真结果进行对比分析,结果表明:在一般非大幅旋转晃动状态下,实验结果与CFD软件仿真结果的吻合度较高,验证了实验的正确性;而在大幅旋转晃动状态下,后者存在明显的计算错误,不利于揭示贮箱内液体晃动的真实特性。最后,进一步研究了球形贮箱内液体在受到不同频率外激励和充液比下的非线性晃动行为和动力学特征,所得结论可为相关理论研究和实际工程应用提供可靠的参考数据和实验研究基础。

利用超导重力数据研究若干地球科学问题的进展

本文首先介绍了"全球地球动力学计划"的最新进展情况,综述了基于超导重力数据研究时变重力场的研究进展,内容主要包括重力潮汐和自由核章动参数测定,海潮模型有效性检验,大气负荷信号改正,地球自由振荡以及核模的检测。文章还介绍了全球超导重力仪的长期连续观测记录在研究地球对自转变化的响应特征、地下水储量变化和标定重力卫星等方面发挥的重要作用,并探讨了利用全球超导重力数据探测地球内核超速旋转的可能性。最后指出,超导重力仪对全球地震事件的记录为我们研究地震预测、震源机制解以及重力场受地壳长期形变影响的特征提供了良好的机遇。