变频器机柜振动特性有限元分析和试验验证

根据电子设备结构振动试验标准的要求,利用ANSYS建立变频器机柜的有限元模型,获得结构的模态频率和冲击载荷下的结构响应,并与试验结果对比,验证变频器机柜有限元模型的可靠性。分析变频器机柜的振动特性,结果表明：变频器机柜顶部减振器安装位置受到的冲击能量较大,机柜内部的冲击能量较小,机柜内设备可得到有效防护。     

基于JSTAMP/NV的U形冲压件弯曲回弹分析

简介JSTAMP/NV的主要功能和吉田-上森材料模型（Y-U模型）,以2011年国际板材成形数值模拟会议（Numisheet’2011）上提出的预应变对U形冲压件弯曲回弹影响的考题为例,介绍在板料有、无加载预应变情况下用JSTAMP/NV进行弯曲成形回弹仿真的应用过程,并将回弹仿真结果与试验结果进行比较,结果表明仿真结果与试验结果吻合良好.最后简介JSTAMP/NV最新版本2.6的新增功能.     

转载点物料颗粒运动的数值模拟

为了分析转载点物料颗粒运动过程、颗粒之间、颗粒与边界之间的相互作 用及运动过程中的能量变化,采用基于离散元方法的颗粒流代码(PFC3D)程序,建立了输送 机头部的离散元模型,针对颗粒流的不同速度、滚筒前有无挡板,进行了物料颗粒运动的数 值模拟。通过模拟发现：（1）能够很好地跟踪固体颗粒的运动过程（任意颗粒的位置、速度、 平均接触力以及平均不均衡力）,平均接触力的最大值随着颗粒速度的增加而增加,而平均 不平衡力变化不大;（2）跟踪能量历程可以观察颗粒运动过程中各种能量的变化,其中动能 的变化最为明显,且挡板设置只对动能、摩擦能与应变能有影响。     

基于ANSYS/LS-DYNA的返回舱海面撞水动力研究

在理论分析刚形体垂直撞水动力特性的基础上,分别推导出基于von Karman理论和通用Wagner理论的圆球底返回舱撞水冲击过载公式.然后借助ANSYS/LS-DYNA动力显式程序中ALE算法的优势,进行返回舱海向垂直撞水动力数值仿真;针对数值仿真结果和理论分析预报结果的比较分析来验证数值仿真的可行性,同时给出数值计算弹性体模型垂直撞水的撞水冲击过载;结果表明:采用ANSYS/LS-DYNA的ALE算法可以有效地数值模拟返回舱撞水动力特性,为进一步控制返回舱海面回收以及数值分析撞水动力特性提供有力的技术支持,且大大节约了试验经费.     

通过AVHRR数据研究中国陆面温度分异规律

近年来国内外利用遥感方法在陆面温度精确反演中开展了大量的研究工作,采用了一个在大区域上适用的由NOAA？AVHRR数据反演陆面温度的方法,反演中国晴空条件下各月和全年平均陆面温度,分析了中国陆面温度的分异规律,并与气温的分异规律作了对比,同时对中国土地利用／土地覆盖变化研究（LUCC）样带上的陆面温度变化进行了分析,这项工作从晴空条件重新认识了地面温度场的空间分异,对于研究中国陆地土壤蒸发,植物光合作用,土地覆盖的分布具有重要的指示意义。     

爪刺式飞行爬壁机器人的仿生机理与系统设计

在深入分析自然界生物在含粉尘非结构化表面上着陆栖息和爬行仿生原理的基础上,建立了爪刺式飞行爬壁机器人的爬行动力学模型和接触―碰撞动力学模型,研究了爬壁系统的爬行动力学和机器人整机的接触―碰撞动力学行为.利用柔性碳纤维杆和柔性绳组合机构以及爪刺机构,实现爪刺对壁面的自适应抓附与脱离.完成了具有飞行和壁面爬行能力的爪刺式飞行爬壁机器人的优化设计,并开展了整机着陆栖息和爬行的实验.通过与计算结果的比较,验证了动力学模型的正确性和仿生设计的可行性.研究得到了理想爬行步态所需要的舵机驱动力曲线,且发现当尼龙绳预紧力为0.75 N时,对爬行过程中的抖振现象的减缓效果最佳.同时,还深入分析了着陆初速度、能量转换以及舵机升力对着陆栖息的影响,结果表明当着陆碰撞前速度约为0.9 m/s、俯仰角约为?10?时,机器人能正常着陆在粗糙壁面上,并且碳纤维杆的能量转换与升力的共同配合能扩大成功着陆所需的初始状态范围.     

新型飞机着陆动载特性研究

为了研究道面板在高胎压、大质量、短距离起降的作用下的荷载响应规律,根据新型飞机的受力特性和运动规律,分析起落架-机轮-道面耦合作用,并考虑飞机气动力变化,建立起5自由度的飞机地面动力学模型。通过四阶Runge-Kutta法求解微分方程组,研究道面荷载随时间和空间的变化问题。研究结果表明,新型飞机主起落架产生的道面动载系数能达到1.4,飞机下沉速度是影响着陆荷载的主要因素,其次为飞机质量与俯仰角,飞机胎压对着陆荷载影响较小,但对道面板影响较大。     

土壤碰撞问题的刚-散耦合动力学分析

本文以探测器着陆行星土壤为背景,对土壤碰撞问题进行刚-散耦合动力学建模与仿真分析研究.结合离散元方法和多体动力学方法,对半球壳装置土壤跌落问题进行耦合动力学仿真.通过与实验结果及有限元仿真结果对比,验证所采用离散元方法的有效性.分析了颗粒场中颗粒尺寸、恢复系数、静摩擦系数等参数,对碰撞中物体和颗粒场的碰撞加速度、碰撞持续时间、振动波形等动力学响应的影响.本研究将拓展对刚-散耦合动力学问题的理论认识,为探测器着陆系统的设计提供技术支持.     

基于FPSO的小天体着陆系统陆标选取方法

针对用于视觉导航计算的陆标点存在数据量大,计算机存储空间有限的问题,采用一种模糊逻辑规则的粒子群算法的陆标选取方法,并对惯性权值采用模糊逻辑规则方法进行动态调整,以提高算法的求解精度,以空间几何精度因子为适应度指标,建立惯性测量单元、光学相机及测速敏感器多信息融合的小天体探测器着陆系统,最后以Eros433小天体着陆为例进行仿真验证,采用FPSO算法生成的优化陆标参与导航解算,在与传统陆标选取方法相比,提出的方法能够有效减少计算量并提高导航精度。     

高性能计算环境下陆面建模系统的关键技术

为了从多角度精确评估陆面特征,改善陆面过程模型的模拟性能,并为研究者提供一套完整的从数据处理到模拟分析的陆面建模系统.采用多种脚本语言和模型数据融合方法来构建陆面建模系统.此建模系统集成观测数据、陆面过程模型、高性能计算、数据处理和分析方法,以及可视化等技术手段.在此系统内针对两种不同的陆面过程模型进行了应用示范,证明了不同脚本语言的建模系统在目前高性能计算环境中的应用潜力,以及不同可视化方案在陆面建模系统的作用.     

Bioinspired design of a landing system with soft shock absorbers for autonomous aerial robots

One of the main challenges for autonomous aerial robots is to land safely on a target position on varied surface structures in real‐world applications. Most of current aerial robots (especially multirotors) use only rigid landing gears, which limit the adaptability to environments and can cause damage to the sensitive cameras and other electronics onboard. This paper presents a bioinpsired landing system for autonomous aerial robots, built on the inspire–abstract–implement design paradigm and an additive manufacturing process for soft thermoplastic materials. This novel landing system consists of 3D printable Sarrus shock absorbers and soft landing pads which are integrated with an one‐degree‐of‐freedom actuation mechanism. Both designs of the Sarrus shock absorber and the soft landing pad are analyzed via finite element analysis, and are characterized with dynamic mechanical measurements. The landing system with 3D printed soft components is characterized by completing landing tests on flat, convex, and concave steel structures and grassy field in a total of 60 times at different speeds between 1 and 2 m/s. The adaptability and shock absorption capacity of the proposed landing system is then evaluated and benchmarked against rigid legs. It reveals that the system is able to adapt to varied surface structures and reduce impact force by 540N at maximum. The bioinspired landing strategy presented in this paper opens a promising avenue in Aerial Biorobotics, where a cross‐disciplinary approach in vehicle control and navigation is combined with soft technologies, enabled with adaptive morphology.     

隧道洞口上方危岩崩塌块石运动规律及其对隧道的危害

为揭示危岩崩塌块石的运动规律及其对下方隧道洞口的危害,以都香高速昭通段乐红隧道洞口高陡边坡危岩区崩塌体为研究对象,运用理论计算与Rockfall数值计算2种形式对危岩区崩塌体失稳后块石的运动特征进行预测,运用Abaqus有限元软件模拟不同初速度、不同冲击落点下块石冲击隧道结构的动力响应,揭示不同因素对块石冲击隧道结构的影响程度.结果 显示:理论计算与Rockfall数值计算结果吻合,崩塌块石经坠落、碰撞、滚动最终会与隧道引洞段上表面发生碰撞;与冲击落点相比,块石初速度对隧道结构的动力响应特性影响更大;块石冲击落点位于隧道圆拱圆心正上方位置时对隧道结构的损伤最大;不同冲击落点对碰撞回弹后块石的速度影响不大.     

钢架结构多点坠落仿真

以一多支柱钢架结构为研究对象,利用有限元软件MSC Patran、MSC Dytran对其多点坠落撞击过程进行仿真,计算不同工况下钢架结构各关键结点的撞击响应,分析某一典型工况的坠落撞击过程并讨论不同工况结构的响应特点以及支柱刚度对结点响应的影响,最后通过各结点响应的比较总结该结构不同工况下的坠落响应规律.     

Dynamics behavior of flat glass panels under impact conditions: Experiments and numerical modeling

Response of brittle plate‐like structures such as glass panels to impact loads has been the subject of many research studies. Different compositions of glass are used in wide variety of applications in daily life. Of interest in this study are the glass panels that are used in consumer electronics devices such as mobile phones, tablets, and televisions that help to protect the displays from every day wear and tear. Therefore, the requirement of this glass to resist scratches, drop impacts, and bumps from everyday use leads to the importance of investigation of the glass response under dynamic impact loading. Ball drop test is a widely accepted test for impact reliability in the industry. The test specifies the impact energy threshold as a qualification and prediction metric. Use of energy as the key parameter in impact testing is limited, because it does not account for the time spent in contact during the impact event. This study attempts to establish a reliable metric for impact testing based on a momentum change. The deformation and the strain of the glass will be obtained by the digital image correlation system, while the rebound velocity will be measured with the high‐speed cameras. The global and local measurements are conducted to verify the accuracy of the experimental results. Finite element analysis is conducted using ABAQUS to provide a comprehensive understanding of the dynamic response of the glass. Constitutive relationship for a tape, a hyperelastic material, is developed in this study. Good correlation in deflection time history is obtained between the measurements and predictions.     

城市开敞空间的地表能量响应初探——以国际宜居城市为例

城市开敞空间是城市的重要组成部分,其构成与分布影响城市遥感地表能量的平衡。本研究从城市生态系统层面,通过相对地表能量信息的定量分级方法,探讨宜居城市开敞空间地表能量的综合响应特征、作用与影响关系特征。从开敞空间的属性、体量、结构方面,分析其对城市地表能量空间分布的格局、状态、质量及其时空变化的作用与影响。结果表明：(1) 在城市生态系统层面,城市开敞空间构成的属性、体量和结构是影响城市地表能量变化的基础;(2) 相对于城市的实体空间,城市开敞空间的地表能量阈值较宽,数值波动幅度和频率的改变受环境影响更明显; (3) 城市生态系统内部及其与环境架构的地表能量关系的平衡取决于一座城市开敞空间的格局、状态和质量。     

滑跑无人机起降过程动力学特性分析及性能底数评估

在备战打仗大环境下,为了给装备试验考核提供技术参考,针对滑跑起降无人机起降阶段机身-起落架-地面之间复杂的动态特性,本文建立了飞机-起落架-跑道的系统动力学仿真模型及动力学方程,分别采用多尺度法和有限元分析法研究了其在不同气动载荷、重力以及作动筒载荷耦合作用下的系统动力学特性,并对可靠性和安全性进行了仿真分析.结果表明,不同降落速度对起落架-地面系统的动力学行为有较大的影响；起落架系统强度、刚度和安全特性满足相关指标.通过滑跑起降无人机动态安全特性以及在飞行作战中的极限疲劳寿命分析,为后续武器装备的考核以及性能底数评估提供了技术参考.     

碳纤维层合板冲击吸能有限元模拟

为预测复合材料结构的冲击吸能效果,用三维有限元法模拟金属圆柱体冲击碳纤维层合板的过程．层合板被简化为三维正交各向异性材料板;采用Abaqus提供的vumat等扩展编程接口,用FORTRAN编写程序表征材料的弹性、强度和累积失效,实现动态破坏过程仿真;计算结果与冲击试验结果具有可比性．Abaqus的显式分析方法结合编程接口可用于层合板的冲击吸能仿真,结果的准确性取决于用户建立的材料模型．对不同速度、质量和直径的金属圆柱体的冲击进行计算,结果表明在穿透情况下,随着圆柱体速度的增加,圆柱体的动能衰减增多,而系统动能的减少相对稳定,因此后者更适合于临界速度的计算．     

仿猫类落地姿态的准零刚度隔振器

对设备加装隔振装置是保证其高效工作的重要方法之一.本文从仿生学的角度,根据猫科动物落地时优秀的抗冲击能力,通过观察其落地动作姿态,利用非线性补偿原理,以空气弹簧作为正刚度结构,设计出一种具有非对称刚度特性的高静低动刚度隔振器.以其为研究对象,建立了动力学模型,利用特定的方法对非对称刚度系统进行分析求解,并与数值结果和有限元仿真结果进行对比.结果表明,在较低阻尼以及较高激励幅值下,还会出现倍周期响应甚至混沌响应.同时,通过将本文设计的隔振结构和单一空气弹簧的隔振性能对比,可以得到隔振效果明显优于单一空气弹簧的结论,从而验证了所设计隔振结构的有效性和可行性.     

COSMO-SkyMed数据在常州市地表形变监测中的应用

小基线集合成孔径雷达干涉测量技术(SBAS-InSAR)已成功应用于城市地表形变监测,并表现出极大的潜力和优势。X波段高分辨率雷达卫星在地表微小形变探测方面较C波段和L波段更为敏感。选取覆盖常州地区COSMO-SkyMed高分辨率SAR影像,采用SBAS-InSAR方法获得了地表形变时间序列,对比水准观测数据,分析了干涉测量结果的精度,根据历史地下水位监测数据,分析了地下水水位变化对地表形变的影响。结果表明:干涉测量结果与水准观测数据具有很好的一致性,沉降区域主要发生在武进区,最大沉降量超过-40mm,主城区出现了轻微的回弹现象,回弹达到+5mm;地下水水位持续上升与地面沉降减缓、地面回弹趋势一致,地下水水位变化仍然是常州市地表形变的主要影响因素。