动力学响应

摘要： 为了抑制机枪系统结构振动并提高其射击精度,根据某12.7 mm重机枪发射过程中结构变形特性,设计了3种结构支撑方案(枪管结构局部加强,机枪系统整体前、后支撑)。并借助刚柔耦合动力学、外弹道理论对各方案枪口动力学响应特性、射弹散布进行计算。研究结果表明:对枪管结构进行局部刚度加强时,不仅无法减少枪口振动,还会增加枪管变形,该方案并不可行。机枪系统整体前、后支撑方案均能够显著抑制枪口以及枪身振动,并且连发过程中,弹头初始扰动稳定速度较快,波动程度较小,可分别将射击精度参数R_(100)提高54%、44%左右,R_(50)提高6%、84%左右。

摘要： 国内外对市域铁路时速160 km、17 t轴重条件下特殊减振措施尚未开展系统研究,工程实践经验更是匮乏。为研究钢弹簧浮置板轨道结构对市域铁路的适应性,通过建立车辆-轨道耦合动力学分析模型和三维有限元模型进行仿真计算,分析得到不同轨道结构参数下的车辆、轨道动力学响应情况。研究结果表明:道床板长度和厚度对钢弹簧浮置板轨道结构动力影响较大,道床板宽度对其影响较小;不同道床板尺寸下钢轨垂向位移接近4 mm限值,板厚0.31 m和0.41 m情况下,钢轨垂向位移超过4 mm,但车辆运行安全性、舒适性指标均满足规范要求,且轨道结构参数的变化对其影响较小;各工况下钢弹簧浮置板轨道结构整体减振效果均可达15 dB以上。综合分析计算结果及工程实际,建议市域铁路钢弹簧浮置板轨道结构采用长25 m、宽2.8 m、厚0.51 m道床板。

摘要： 薄板在爆炸冲击载荷作用下的动力行为复杂,具有大变形、瞬时性、高度非线性等特点.当冲击波冲量较小时,薄板容易发生异常动力响应.然而,爆炸冲击波特征对薄板异常动力响应的影响尚不明晰.为此,本文采用经实验数据验证的自主开发爆炸载荷模型,首先成功地模拟了方形薄板的反直观异常动力响应;然后通过数值仿真研究了冲击波负压描述方法、正压衰减系数等对薄板异常动力响应的影响;最后,发现了在距离当量比一定时,随着爆炸距离的增加薄板依次发生继发直观、反直观、混合、始发直观四种行为模式,并分析了不同行为模式下响应历程与塑性耗散能之间的关系.

摘要： 齿面剥落是齿轮表面出现形状不规则的局部凹坑,在齿轮啮合刚度的计算中,常用的方法是将齿面剥落简化成特定规则的形状进行研究,具有较大的局限。基于图像处理技术提取剥落故障的边缘特征,根据像素点对剥落区域进行离散,拟合出剥落宽度函数;依据势能法原理,建立故障齿轮啮合刚度计算模型,并进行动力学分析。结果表明,与矩形剥落故障相比,图像处理后的故障齿轮啮合刚度更准确的反映出轮廓特征,消除了因简化而造成的刚度和加速度响应的突变点,适用于任意形状、大小的剥落区域,无需改变数学模型,具有较好的通用性。

摘要： 为提高舰载设备服役期间的抗冲击性能,须在舰船和舰载设备之间安装隔冲装置。首先,以多杆并联构成的隔冲装置为研究对象,基于坐标变换矩阵,根据螺旋理论和多维隔冲的基本原理建立多杆隔冲装置动力学模型;其次,应用正则模态矩阵变换思想求解动力学方程,获得多杆隔冲装置自由响应和受迫响应解析解,并与机械系统动力学自动分析(automatic dynamic analysis of mechanical systems,简称ADAMS)的仿真响应结果进行对比;最后,对多杆隔冲装置进行落锤式冲击试验。结果表明:多杆隔冲装置能够有效隔离标准规范下的强冲击载荷,横向、纵向冲击隔离率达到97.79%,垂向冲击隔离率达到95.34%;仿真与理论结果契合度高,理论模型具有有效性;试验与仿真响应差值在3%左右,冲击隔离率随冲击载荷的提高呈增大趋势,装置在强冲击环境下仍具有良好的抗冲击能力。该结果可为多杆隔冲装置隔离舰载设备冲击载荷提供理论参考和数据基础。

摘要： 炸药是武器中最重要的材料之一,其微介观结构对炸药的基础物性和动态响应行为有重要影响。相变是炸药的一种最常见的微结构变化,大多数炸药在反应前均会发生多次相变,相变过程及相变后的结构会显著影响炸药的基础物性及动力学响应行为,进而影响炸药的起爆性能和安全性。

摘要： 直升机的特殊操纵方式使得目前的轮式起落架直升机都采用操纵尾桨力来进行被动转向的操纵模式,这可以简化转向起落架的结构,但也使得直升机地面转向的动力学响应与系统参数之间关系少有分析。本文将对直升机地面被动转向的敏感性参数进行探究,为起落架参数设计指明关键参数。

摘要： 蜂窝夹芯板是飞机结构中理想的、效率最高的结构形式之一。本文针对不同结构、不同尺寸参数的蜂窝夹芯板进行了试验研究,重点分析了尺寸参数、结构形式等因素对蜂窝夹芯板在振动载荷作用下动态响应的影响情况,进而探究不同条件对试验件疲劳寿命的影响,分析了尺寸参数、结构形式对蜂窝夹芯板动态响应及疲劳性能的影响,为后续工程设计和试验方法研究提供有效支撑。

摘要： 为解决对真实的弧面分度凸轮机构进行动力学响应分析困难的问题,课题组建立了11自由度等效动力学模型来模拟弧面分度凸轮机构的实际情况。推导出有11个等式的动力学方程组,线性化处理后,得到时变线性系统的微分方程组;应用威尔逊-θ法对变系数微分方程进行求解,得出机构的固有频率,并对转速区间进行划分;分析了不同转速下机构载荷盘角加速度的动力学响应。结果表明:随着输入轴转速的不断提高,载荷盘的角加速度响应的增长趋势趋于显著。

摘要： 面向增材制造,利用拓扑优化、参数优化、几何重构、方案权衡等综合优化技术对天窗骨架结构进行创新设计;并通过有限元计算,比较某型号天窗骨架的原始设计与综合优化模型在典型工况下的力学性能。通过计算得出综合优化模型在效能与材料分布方面优于原始模型,总质量降低,比刚度与比强度都得到了提高。优化结构的前两阶固有频率比原始设计模型的固有频率高,在阵风随机功率谱激励下其结构响应的弯矩、扭转及剪切功率峰值明显降低,抗击阵风载荷的性能优于原始设计结构。在气密载荷作用下,优化结构受到的最大主应力及最大变形比原始模型小。通过SPH方法计算鸟体撞击天窗,得出应力波在优化模型传递时间比原始设计模型中长,最大主应力峰值明显减小。

摘要： 泵致脉动压力是核电站中引起主设备部件疲劳失效的主要原因之一.本文建立了蒸汽发生器传热管的泵致脉动压力载荷表达式,并建立不同弯曲半径的传热管有限元模型,对蒸汽发生器传热管在泵致脉动压力载荷下的动力学响应进行了研究.结果表明:34、64、94、114、124、144排传热管附近的频率、振型对泵致脉动压力最为敏感;包络泵致脉动压力作用下,最大应力出现在32排传热管上;传热管在泵致脉动压力载荷作用下,泵致脉动压力载荷的轴频频率对结构响应的贡献最大.本文分析结果为蒸汽发生器传热管在泵致脉动压力载荷下的磨损分析提供了参考.

摘要： 在考虑瞬态冲击载荷与轴瓦弹性变形的情况下,研究弹性金属塑料瓦滑动轴承的流体动力润滑特性与动力学响应.通过计算最小油膜厚度、最大油膜压力、动态轴心轨迹以及分析不同冲击载荷方向下滑动轴承动力学响应,得出:由于惯性的作用,瞬时冲击载荷使得最小油膜厚度的波动滞后于最大油膜压力的变化;瞬时冲击载荷方向使得最小油膜厚度减小,轴承受到冲击载荷的位移响应较小;若使得最小油膜厚度增大,则轴承受到冲击载荷的位移响应较大.

摘要： 超声速飞行器外表具有大量的蒙皮壁板结构,其在巡航过程中会受到气动、热、声及机械等载荷的联合作用.本文针对超声速气流中的复合材料壁板结构,基于一阶剪切变形理论和超声速活塞理论,推导得到了复合材料壁板的气热弹动力学的能量泛函,并运用Hamilton原理变分求得系统的控制方程,利用牛顿迭代法结合Newmark法,求解获得了壁板的临界颤振动压和时域动力学响应.通过变参数计算,分析了不同参数对于壁板动力学响应的影响.最后,应用非线性吸振器对复合材料壁板的动力学响应进行颤振控制,结果表明,该非线性吸振器可以有效降低壁板的颤振极限环振幅,从而极大提高超声速飞行器的可靠性和寿命.

摘要： 高静低动刚度隔振系统低频隔振性能优越,双层隔振系统对高频振动衰减迅速.将二者结合,本文提出基于欧拉屈曲梁负刚度调节器的双层高静低动刚度隔振系统.对该系统进行了静力学分析.采用积极隔振模型,建立了双层高静低动刚度隔振系统的动力学方程,使用谐波平衡法求解了系统动力学响应.定义双层非线性隔振系统的力传递率,研究了系统参数对动力学响应和隔振性能的影响,并将双层非线性隔振系统与普通的双层线性隔振系统的隔振性能进行了比较.结果表明,双层高静低动刚度隔振系统在阻尼比较小时,隔振性能要明显优于双层线性系统.同时,使用该双层隔振系统时有两个限制条件,第一是上下层刚度之间存在约束关系,且上下层不能同时实现准零刚度;第二是其适用于激励幅值较小的环境.

摘要： 可控磁路式永磁悬浮装置由于其结构特点,电机轴上存有额外的负载转矩.在悬浮力满足实验条件的基础上,为了减小电机轴上的负载转矩,提高其工作效率,降低功耗,本文以电机轴转矩趋于零作为优化设计的目标.因此对永磁悬浮磁力驱动装置的结构进行了优化设计,采用有限元法分析装置的零功率性能.同时为了研究改进后系统在扰动下的动力学响应及验证系统的鲁棒性,通过分析装置的运动和力,建立动力学模型,并且系统采用串级控制进行调节.仿真分析结果表明:经过优化设计后,负载转矩明显趋于零,装置具有零功率特性,同时该系统在受到扰动下,经过短暂调节,可以实现稳定悬浮.

摘要： 为了保障低速飞机牵引救生过程中飞行员的安全,根据中国飞行员身材标准,建立了人体头颈部有限元模型,对比已有研究中的尸体碰撞试验数据,验证模型的有效性.对施加双向载荷的单肩牵引过程中人体头颈部动力学响应进行仿真计算,依据损伤判据,分析头颈部损伤状况.结果表明,在峰值加速度(垂向)载荷约为15g的条件下,双侧牵引救生过程中头部受损伤的概率小,但颈部在火箭牵引阶段受损伤的概率大.

摘要： 倾斜摇摆工况下,不仅轴承承受载荷随时间变化,而且轴承动特性参数也发生变化,这必然会影响轴承安全性的分析结果.仅通过稳态分析难以保证支撑轴承自身的安全性和可靠性.本文采用本课题组研究多年积累的成熟轴承系统软件DLAP求解包含瞬态项的Reynolds方程和温粘方程,针对实际工况,对椭圆瓦和错位瓦轴承进行瞬态惯性力作用下的动力学响应分析,给出了正常工况下滑动轴承关键的运行参数如最小油膜厚度、最大油膜压力、温升、功耗和流量,同时对比分析了摇摆工况下滑动轴承的轴心轨迹和油膜压力的变化,最终得出滑动轴承的安全性分析结果.

摘要： 薄膜结构质量轻、易折叠,在航空领域的应用具有深远的意义.薄膜结构展开空间实验花费昂贵,由于重力、大气压力影响,地面试验难以模拟真实的空间工作环境.因此,采用成熟的有限元软件进行数值模拟非常关键.本文首先采用SAMCEF软件对薄膜结构两种典型展开方式进行动力学仿真.通过观察薄膜结构展开的动力学响应过程分析薄膜结构的状态、应力分布情况;然后探究泊松比和展开速率对薄膜结构展开稳定性的影响.

摘要： 本文以导弹全动舵面为模型进行了动响应实验,实验时在系统中加入毛毡摩擦,对结构施加单频激励,然后采集结构动响应.对采集到的动响应进行傅里叶变换,结果表明,其频率成分中除了单频激励的成分外,还包括由摩擦引起的奇数倍频的成分.为了探究毛毡摩擦的类型,本文把实验模型简化为有限元模型,并加入库伦摩擦,对其进行非线性瞬态分析,计算出的频域动响应规律与实验类似,因此可以说明毛毡的摩擦类型接近于库伦摩擦.

摘要： 本文以导弹全动舵面为模型进行了动响应实验,实验时在系统中加入毛毡摩擦,对结构施加单频激励,然后采集结构动响应.对采集到的动响应进行傅里叶变换,结果表明,其频率成分中除了单频激励的成分外,还包括由摩擦引起的奇数倍频的成分.为了探究毛毡摩擦的类型,本文把实验模型简化为有限元模型,并加入库伦摩擦,对其进行非线性瞬态分析,计算出的频域动响应规律与实验类似,因此可以说明毛毡的摩擦类型接近于库伦摩擦.

摘要： 一种用于改善具有焊缝的海洋船舶的流体动力学轮廓和污染特性的方法，该焊缝形成在船舶水线以下的表面上突起的焊帽。该方法包括通过将整流件应用到水下表面来修正焊缝，例如通过使用填充物。一种具有整流件的船舶以及一种用于船舶并且包括整流件的覆层系统。

摘要： 按本发明的行驶动力学调节系统具有电子的行驶动力学控制单元，该行驶动力学控制单元与至少一个驱动控制单元连接并且构成为，使得该行驶动力学控制单元首先确定额定打滑值或者额定打滑范围和作为参考速度的实际车速。在此，在相应的实际行驶情况中，优选通过用于惯性滑行的最小允许的额定打滑值和用于牵引运行的最大允许的额定打滑值来设定额定打滑范围。按第一替选方案，根据额定打滑值或额定打滑范围将额定转速或额定转速范围输出给所述至少一个驱动控制单元。按第一替选方案的转速范围由在这种行驶情况中的最大允许的驱动打滑值和减速打滑值来计算。按第二替选方案，额定打滑值与参考车速一起直接输送给所述至少一个驱动控制单元，该驱动控制单元由此本身确定在马达层面上的额定转速。在第二替选方案中，类似于第一替选方案，取代额定打滑值，也可输出额定打滑范围，该额定打滑范围由驱动控制单元又换算成额定转速范围。

摘要： 本发明公开一种基于系统动力学的需求响应补贴金额测算方法及装置，方法包括：获取电力需求响应影响因素，并构建电力需求响应影响因素的因果关系回路；基于所述第一关系回路以及所述第二关系回路构建需求响应激励模型；将获取的目标响应规模输入至所述需求响应激励模型中，使测算得到与所述目标响应规模相对应的激励补贴强度。根据系统动力学因果反馈关系构建基于系统动力学的需求响应激励信号强度分析模型，分析激励信号强度对不同用户需求响应行为的影响，测算适用于不同用户的需求响应激励补贴标准，从而帮助需求响应政策制定者确定需求响应补贴强度，进而达到调峰目标。

摘要： 一种研究力学与生化信号诱发单细胞动力学响应的高通量微流控系统及其使用方法，属于细胞生物学实验装置领域。该系统包括微流控芯片及外围加载、检测与控制装置。加载装置结合控制装置，可捕获或操控大量单细胞，并对细胞精确加载不同的动态力学和生化刺激信号。控制装置接收来自检测装置实时观测到的单细胞变形、运动轨迹、生化信号时空分布等动态图像信息、以及加载装置中的压力/流量值，以此反馈控制加载装置，操控单细胞变形过程并精准控制微通道流场与生化信号传输，精准模拟体内细胞动态力学和生化微环境。本发明可实现大量单细胞的高效捕获与操控，并用于分析单细胞在不同动态力学和生化信号刺激下的动力学响应及其机制等细胞生物学研究。

摘要： 研究浮动核电平台动力学响应的试验装置、方法及应用，包括：缩比浮动核电平台，试验水池，振动板，单轴向液压式振动试验系统，姿态角度传感器等；缩比浮动核电平台设置在实验水池中间位置；振动板固定在单轴向液压式振动试验系统的振动台上，振动板将单轴向液压式振动试验系统产生的振动传递到实验水池内部；单轴向液压式振动试验系统用于提供试验所需波浪条件；姿态角度传感器用于采集缩比浮动核电平台六自由度响应参数。本发明可以测量浮动核电平台无因次衰减系数，同时能够确定缩比浮动核电平台模型不同重心、不同质量和不同布置方式对浮动核电平台效果的影响，同时可提供不同频率、幅值的波浪为浮动核电平台的设计提供支持和依据。

摘要： 本发明公开的一种高效的不确定性柔性多体系统动力学响应预测方法，属于不确定性柔性多体系统动力学领域。本发明实现方法为：采用绝对节点坐标公式ANCF建立确定性柔性多体系统动力学的微分‑代数方程。将不确定性的参数引入柔性多体系统模型的方程中，形成不确定性微分‑代数方程。利用信号分解方法将系统的输出响应分解为多个振动形式的单分量信号和一个趋势项信号，然后将每个单分量信号表征为瞬时幅值和瞬时相位的形式。基于压缩感知，在每一个时刻下分别建立瞬时幅值和瞬时相位以及趋势项的稀疏多项式代理模型。根据所构建的代理模型，实现不确定性柔性多体系统动力学响应的高精度高效率的预测。本发明尤其适用于大型复杂系统动力学响应的预测。

摘要： 本发明公开了一种基于有限监测点的全局动力学响应预报方法，属于动力学监测与反演技术领域，该方法包括以下步骤：根据实际监测对象外形尺寸和局部筋板等结构建立三维仿真计算模型，包括有限元/边界元网格模型；建立涉及内外环境载荷的耦合模型；监测点优化选择；监测点信号处理、实时保存和数据传输；通过传递函数建立预报模型，反演当前工况下的动态激励以及全局动力学响应。本发明通过对监测点合理的选取，传递函数及预估模型的精准建立，克服载荷反演矩阵求逆过程中的病态性，能够实现整个系统全局振动分布响应的快速精准预报。

摘要： 本发明提出了一种基于ANCF的IPMC连杆式鱼尾动力学响应的仿真方法，将IPMC连杆式鱼尾简化为IPMC柔性梁固结刚性梁的双梁式结构；选用一维二节点ANCF梁单元对双梁式结构进行单元离散，计算各单元在惯性坐标系下的自由度；计算各单元的质量矩阵和弹性力矩阵；通过Nemat‑Nasser理论得到IPMC柔性梁输出力矩，将输出力矩转化为广义力矩阵的形式作为广义力矩，计算各单元的流体阻力作为广义集中力，广义力矩和广义集中力共同作为广义外力；构建动力学方程组，利用广义‑α方法作为求解算法来进行动力学方程组迭代求解，得到结构所有节点各自由度的位移、速度、加速度数据，绘制结构的运动轨迹图。本发明能精确地描述IPMC连杆式鱼尾的动力学响应，预测该结构的运动轨迹。

摘要： 本发明提出了一种计算滚道局部故障球轴承动力学响应的方法，获取滚动轴承的基本参数和故障参数；计算故障跨度角和局部故障引起的额外间隙；计算滚动体中心与局部故障中心的角度差，结合滚动体是否位于故障区，确定故障发生后滚动体与滚道的变形量；建立滚道局部故障球轴承动力学模型；采用4阶龙格‑库塔法求解滚道局部故障球轴承动力学方程，得到球轴承在垂直方向和水平方向的径向位移，完成滚道局部故障球轴承动力学响应的计算。本发明能够模拟多种局部故障状况，系统、高效地计算滚道局部故障球轴承的动力学响应，对球轴承的故障诊断具有重要价值。

摘要： 本发明公开了一种基于动力学响应与深度学习的采掘物特征识别方法，包括：在采掘头动臂上设置多个采样点，采集不同工况下每个采样点处的应变响应数据；提取每个采样点处的所述应变响应数据，通过特征提取、归一化处理得到应变响应特征数据，根据应变响应特征数据针对不同工况的离散性，筛选出对各类工况敏感的采样点，并将筛选出的采样点的应变响应特征数据整理为数据集；将数据集输入到采掘物特征识别网络模型中进行迭代训练，通过迭代训练后的采掘物特征识别网络模型识别各种工况下的采掘物种类和其厚度。本发明提出的识别方法实现了智能化采掘过程，解决了深海矿产资源采掘工作中基岩剔除工作量大、耗时长的问题。