带内埋质量超声速悬臂板的颤振特性

为提高具有内埋质量升力面的颤振速度,将其简化为带集中质量的矩形悬臂板。基于假设模态法和一阶活塞理论得到颤振模型,进而考察其颤振特性。首先,基于Kirchhoff薄板理论建立矩形悬臂板的结构动力学模型,并利用假设模态法得到带内埋质量时的模态属性。其次,引入一阶活塞理论近似求解在超声速条件下的模态气动力,代入结构动力学模型得到颤振方程的时域表达。最后,通过引入指数形式的模态位移将颤振方程变换至频域并通过p-k法求解颤振速度和颤振频率。通过改变内埋件的位置、质量和数目等参数,得到其对超声速悬臂板颤振特性的影响规律。研究结果表明,在悬臂板前缘靠近翼梢区域内埋小质量物体可有效提高升力面的颤振速度,而在翼根附近,颤振速度对内埋质量的变化不敏感。

轴向运动复合材料薄壁梁的横向振动分析

研究可轴向运动复合材料薄壁梁的动力学特性.基于VAM(变分渐进法)复合材料薄壁梁理论,采用Euler-Bernoulli梁模型并根据Hamilton原理来建立复合材料薄壁梁的动力学方程.应用假设模态法对薄壁梁进行自由振动分析,通过比较研究验证了该建模方法的正确性,并分析了几何参数和物理参数对薄壁梁固有频率的影响.推导了轴向运动复合材料薄壁梁的横向振动方程,借助四阶Runge-Kutta法进行数值计算,研究了不同纤维铺层方式和不同匀速度大小对可轴向运动复合材料薄壁梁横向振动末端位移响应的影响.

双通道旋转输流管临界流速和振动模态分析

旋转叶片是航空发动机重要零件之一,服役条件十分恶劣,常常因振动过量导致其失效.为了合理设计含冷却通道的叶片,保证其可靠性与安全性,需对含冷却通道的叶片的振动特性进行研究.基于EulerBernoulli梁理论,将叶片简化为含两通道的悬臂旋转输流管,考虑了通道轴线偏移量对流体动能的影响,采用Lagrange原理结合假设模态法建立包含双陀螺效应的运动控制方程,采用降阶扩维的方法求解系统特征值.研究两通道模型的流速比、转速和长细比等对前3阶特征根曲线影响.将文章模型退化为简支单通道输流管,与文献报道结果进行对比,部分验证建模方法的正确性.研究发现:在相同的管道截面积下,两通道模型的临界流速值大于单通道模型的;旋转运动引入的陀螺效应会使得第2,3阶特征根轨迹发生绕圈现象,并多次穿越虚轴;随着长细比的增大,系统会表现出类似非旋转的悬臂输流管的动力学行为;系统的横向位移模态响应呈现出行波特性,且在不同参数组合下,阻尼因子对前3阶模态产生不同的增强或减弱作用.

多重声学超材料转子动力学及带隙特性

为探究利用多重声学超材料抑制转子系统振动的机理,理论研究多重超材料转子结构的动力学行为及带隙特性。建立多重超材料转子的振动微分方程;分别采用假设振型法和有限元法对模型进行离散和验证;基于无限超材料假设,推导出多重超材料转子带隙的表达式;利用谐波平衡法和特征值理论对振动方程进行求解,获得多重超材料转子稳态与瞬态动力学行为及带隙特性,并分析超材料参数对转子动力学行为及带隙特性的影响。结果表明,多重超材料转子结构形成以局域共振单元固有频率为近似中心频率的多个单独的、具有移频特性的带隙;超材料的阻尼降低结构共振区的幅值,并将单独的带隙连接到一起,扩大带隙范围。多重声学超材料可以实现转子系统稳态与瞬态振动抑制。

横纵向位移激励下变长度梁的动力学分析

关于变长度梁的研究,主要集中在横向自由振动及稳定性分析,有关水平及竖直两个输入方向的抗震研究却不够充分,常用的抗震设计方法没有充分考虑结构时变性对振动产生的影响。以实际工程中的变长度操作杆为算例,运用广义Hamilton原理建立横纵向地震激励下变长度梁的动力学方程,运用假设模态法与修正后的Galerkin法进行空间离散求解,通过数值仿真方法求解不同轴向运动下变长度梁在简谐波与地震波作用下的振动响应。根据计算结果,讨论了不同轴向运动所引发的梁长变化对变长度梁的振动影响规律。对比相同长度范围内变长度梁与固定梁在地震激励下的末端最大位移,前者在收缩时的结果大于后者。说明了在对变长度梁等时变结构进行抗震分析时,考虑结构时变性影响的必要性。该建模计算方法可为类似结构的抗震分析与设计提供参考。

等强度梁弯曲特性分析

等强度梁在工程上应用广泛,探讨其振动特性具有重要意义。由于等强度梁的变截面特性,无法求解振动频率和模态的精确解。采用假设模态法、有限元仿真和实验测试的方法,求解了等强度悬臂梁弯曲振动特性,并对3种方法和结果进行了对比,研究表明等强度梁振动模态与等截面悬臂梁模态形状一致。

“双碳”背景下预防性责任的司法改良与实践进路

坚持风险防范是“双碳”工作的重要原则,与预防性责任应对环境风险的价值诉求相契合。碳排放并非污染行为,但可能构成生态破坏,在减污降碳协同治理下,以预防性责任规制碳排放行为具有可能性。近年来,环境司法实践从融入风险预防理念、延伸责任主体、替代修复、先予执行、禁止令等方式对预防性责任进行减排降碳化改良。但也应认识到,“双碳”背景下的环境风险责任与传统预防责任的认定在行为性质、追责主体、因果关系论证程度上均有不一。为契合“双碳”目标的实现,革新涉碳行为触发预防性责任的归责要件,在侧重考量行为违法性、依靠科技归因的同时,降低风险发生可能性的证明标准,变通和扩展预防性责任的适用类型。

设“1”法在《高分子化学》教学中的应用探讨

探讨了设“1”法在推导线型等当量、线型非等当量及体型三种主要逐步聚合情况下聚合度的计算公式中的应用。本方法对关键参数如官能团转化率、官能团的当量比及平均官能度进行设1,摒弃了教材中通常出现的无关参数,更便于学生理解与记忆相关公式。笔者的教学实践表明这种方法不仅能被学生普遍接受,并且能显著提升学生对相关知识的理解与掌握,因而值得推广应用。

欠驱动柔性机器人动力学建模及仿真

根据欠驱动机器人的结构特点,以柔性多体系统动力学理论为基础,采用便于实时控制的假设模态方法,建立了具有柔性杆件的欠驱动机器人的动力学模型。对动力学模型的求解进行了分析,讨论了被动关节处模态函数各种边界条件的确定。通过对二自由度欠驱动机器人被动关节的位置控制,实现对柔性杆的弹性变形及其变化的仿真分析,所得结果验证了假设模态方法动力学模型的有效性,反映了不同驱动器位置系统的振动特性和对系统振动控制的必要性。

用于卫星导航多星故障识别的新方法

通过分析广义似然比方法,指出该方法不能用于多星故障识别。为能够快速识别多颗故障卫星,提高卫星导航定位系统的可靠性,提出了一种可以用于多颗故障卫星识别的接收机自主完整性监测(RAIM)的新方法——假设验证法。该方法对所有可能的故障卫星组合进行假设验证,对每种假设的故障卫星组合计算出卫星伪距偏差,然后利用此偏差构造一个新的奇偶残差矢量,最后利用特定的故障识别准则进行判断。以识别2颗故障卫星和识别3颗故障卫星为例进行了计算机仿真,结果显示:假设验证法故障正确识别率高于85%,高于现有的可用于多星故障识别的最优奇偶矢量法,可以有效提高卫星导航系统的可靠性。同时,与最优奇偶矢量法相比,假设验证法不需要求取矩阵广义特征向量,计算量将减少90%以上。

基于变形场不同离散方法的柔性机器人动力学建模与仿真

研究了基于变形场不同离散方法的柔性机器人动力学建模和仿真问题.针对多杆空间链式柔性机器人系统,采用假设模态法、有限元法、Bezier插值方法和B样条插值方法对柔性杆变形场进行描述,构造统一形式,运用Lagrange方法,结合4×4齐次变换矩阵,在计入柔性杆横向弯曲变形引起的纵向缩短的情况下,推导得到多杆空间柔性机器人动力学方程,并编制基于4种变形场不同离散方法的多杆空间链式柔性机器人仿真软件.通过仿真算例对柔性机器人系统的动力学问题进行研究.仿真结果表明:有限元法的计算效率较低;假设模态法在处理较大变形问题时其精度低于Bezier插值方法和B样条插值方法的精度;作为新的变形体离散方法,Bezier插值方法和B样条插值方法可以有效地描述柔性杆的变形场,并能运用到多杆空间柔性机器人动力学建模中.

FUZZY ADAPTIVE CONTROL OF FLEXIBLE-LINK ROBOT MANIPULATOR

A fuzzy adaptive control method is proposed for a flexible robot manipulator. Due to the structure characteristics of the flexible manipulator, the vibration modes must be controlled to realize the high-precision tip position. The Lagrangian principle is utilized to model the dynamic function of the single-degree flexible manipulator incorporating the assumed modes method. Simulation results of the fuzzy adaptive control method in the location control and the trajectory tracking with different tip disturbances are presented and compared with the results of the classic PD control. It shows that the controller can obtain the stable and robust performance.

超声电机定子振动分析的模态选择

结构的主动控制通常是通过对结构的少数几个主要模态的控制来实现的。常用的假设模态法可以建立系统的低阶近似运动方程,但很难找到适用于整个系统的假设模态;有限元法的求解精度较高,但得到的动力学方程数目较大,影响系统后续计算分析的效率。本文在超声电机定子振动模态有限元分析的基础上,引入模态选择方法,对结构模态截断,仅保留特定的模态来实现模型降阶。以旋转型行波超声电机定子为例,用APDL实现了从有限元分析结果中自动识别工作模态,提取特定的模态参数和相应等效电路模型的电学参数,仿真计算了定子的机械和电学响应。激光多普勒测振试验得到的定子工作模态频率与假设模态法计算值的相对误差为9.1%,与有限元法计算值的相对误差为0.3%;动力响应的试验值与模态选择法计算值的相对误差为3%。实验结果表明,本文采取的模态参数提取方法是有效的,相比假设模态法能更精确地反映实际自由定子的运动状况。

大范围运动柔性梁的连续力法撞击动力学分析

该文研究了柔性梁作大范围旋转运动时的撞击动力学问题。采用子系统法建立了考虑"动力刚化"效应的系统刚柔耦合动力学方程,并采用假设模态法描述变形,将偏微分形式的动力学方程转化为常微分方程。采用Hertz接触理论和非线性阻尼理论建立接触-碰撞模型,导出柔性梁含碰撞的动力学方程。文中给出了算例,验证了该文方法,并对大范围旋转运动下的柔性梁的动力学进行了探讨。

机器人手臂的刚柔耦合建模及摆动模态对比

以机器人柔性手臂为对象,基于Jourdain变分建立了刚柔耦合动力学模型;通过假设模态法将物理坐标变换成模态坐标,对动力学方程进行解耦。参考人体参数,利用ADAMS建立了虚拟样机模型,设计了形函数矩阵。在MATLAB中编写了方程求解算法。对比了ADAMS和MATLAB对柔性手臂转角的仿真。针对碳纤维、铝合金、聚乙烯和聚丙烯4种材质手臂仿真重力作用下的摆动运动,绘出了末端横向变形位移和频谱图;量化分析了变形量和模态。结果表明随着弹性模量与密度的比值增大,手臂固有频率增大,横向变形位移减小;碳纤维材质可近似建模为刚体;碳纤维和铝合金适合做手臂机构;聚丙烯材质刚度和柔顺性较好。

C_4烃资源的生产、利用及发展设想

本文介绍了目前大庆石化公司炼油、乙烯装置碳四烃资源的生产及实际利用情况,并结合我国的实际情况对未来碳四烃的综合利用提出了一些设想和建议,最后对我院的高端基聚异丁烯的研制情况作一简单的介绍。

加筋复合材料结构的冲击载荷识别

提出了一种冲击载荷识别方法,同时识别冲击位置并重建冲击载荷时间历程。该方法采用一组适当的参数来表示冲击载荷,将时域内的载荷识别问题转换为参数识别问题;通过最小化冲击响应模型计算结果与实际量测信息之间的差别,智能优化方法自适应地识别出描述冲击位置和载荷时间历程的参数。该方法算法明确、过程简单、通用性强。将此方法应用于复合材料加筋结构的冲击载荷识别,加筋结构等效为材料性质不均匀分布的层板结构,采用假设模态法建立正向冲击响应模型。数值仿真结果表明了本方法的有效性和可应用性。

一种新型两自由度柔性并联机械手的动力学建模和运动控制

对一种新型两自由度柔性并联机械手的动力学模型和运动控制进行研究。首先,考虑刚—柔耦合影响,利用假设模态法和Lagrange乘子法,推导出系统的动力学方程,该方程为微分—代数方程组。为了设计控制器,采用坐标分块法将该微分—代数方程组化为二阶微分方程组。然后,根据机械手的控制要求,采用滑模变结构方法设计控制器,该控制器能跟踪所期望的运动轨迹,同时柔性构件的弹性振动得到抑制。仿真结果表明该控制器的可行性和有效性。

试验条件对引气混凝土性能的影响研究

正确表征混凝土含气量,发挥引气剂掺量的最大功效,一直是引气剂使用过程中需要解决的问题。本文通过配合比设计方法、含气量测定法及振捣时间对混凝土引气效果及含气量的影响研究,指出在混凝土配合比设计时采用假定容重法可获得良好的引气效果和工作性,及气压式测定法测得的含气量更接近于硬化混凝土的含气量和振捣时间选择的原则。

带集中质量及转动惯量的弹性车轴模型及振动分析

随着列车运行速度不断提高,轮对质量、转动惯量以及轮轴弹性对轮轨系统振动影响越来越明显,在车辆-轨道耦合系统动力学研究中不应再被忽视。利用假设模态法,得到带有集中质量及转动惯量的弹性车轴振型函数,与等直梁的振型函数进行对比,并在此基础上建立考虑轮对弹性振型的车轴模型和车辆系统动力学模型。采用数值计算方法,得到扁疤激励下车辆-轨道耦合系统轮轨力、垂向加速度及其功率谱密度。与传统刚性车轴处理方式相比,所提的方法能更为准确地反映轮轴振动、轮轨力冲击和衰减特性等。