三维流场分析的太阳能电池阵展开过程仿真

用数值方法分析了太阳能电池阵在地面空气介质中展开时诱导空气流动的三维流场,并计算出空气附加在电池阵上的广义质量,通过求解动力学方程得到了电池阵展开过程的仿真结果.仿真结果表明,某型号电池阵在地面和太空展开时间的差异超过36%.     

太阳能电池阵在空气介质中展开的动力学仿真

将空气的影响视为附加在电池阵上的广义质量，用娄值方法模拟了航天器太阳能电池阵在地面试验空气介质中展开时的动力学过程，电池阵运动诱导的空气流动采用了切片方法进行二维流场分析，电池阵在不同姿态下运动时的附加质量是在此基础上作出适当修正后得到的，分析结果表明某型号电池阵在地面和太空展开时间的差异超过13％。     

太阳能电池阵地面模态试验的重力影响及其校正方案

通过分析预应力作用下太阳能电池板的固有振动,发现重力对侧向悬挂的电池板地面模态试验结果存在影响.重力产生的面内应力增强了电池板的刚度,导致基频升高.同时,重力也会造成侧向悬挂的单块电池板刚体摆动,出现非零频率的刚体模态.采用多点悬挂,并优化悬挂点上支撑力的分配,能够削弱重力对电池板固有振动特性的影响,使得地面的实测结果更接近于无重力作用下的理论计算结果.通过单块电池阵的计算分析,表明多点悬挂技术可以比较有效地减小地面重力影响,可进一步将该技术推广到整翼太阳电池阵的地面模态试验中.     

基于伪刚体模型法的平行板簧机构动态性能分析

本文以伪刚体（PRB）动力学模型为基础,对微纳米定位平台中的柔顺导向机构进行了分析．有限元分析的应用验证了柔顺导向机构在微纳米定位平台中伪刚体的动态特性．计算分析证明伪刚体模型法用于研究微纳米定位平台结构的动力学分析的可行性和有效性．     

纤维增强高尔夫球拍击球过程的动力学分析及编程

本文描述了用于纤维增强高尔夫球拍动力学分析有限元程序的编程方法.应用所编程序,高尔夫球拍设计者可以为特定的高尔夫球手设计制造理想的高尔夫球拍.球拍击球的运动分为刚体运动和振动两部分.在刚体运动中,将球拍看作一带有集中质量的杆.用两节点等参元素来计算球拍的振动响应,基于静态压缩实验来计算击球时的撞击力,并由此撞击力来预报受击后球的运动轨迹.动态应变的有限元计算结果与实验结果吻合得很好.      

考虑三维圆柱铰间隙碰撞的空间机构柔性多体动力学分析方法

三维圆柱铰的动态性能对空间机构的运动精度和动力学特性有着重要的影响。基于多体动力学方法和刚体有限元方法,提出考虑三维圆柱铰的间隙碰撞和动态接触作用的空间机构柔性多体接触动力学方法。采用圆柱-圆柱的线接触力学模型和切片法,计算圆柱-圆柱的接触变形量和接触力,建立三维圆柱铰的轴销与轴套之间的间隙碰撞作用和三维动态接触关系。以等效刚体单元和Timoshenko梁单元描述柔性杆件的刚性有限元模型,建立柔性连杆和三维圆柱铰的具有多刚体系统的统一形式的动力学方程。计算分析了含三维圆柱铰的空间机构的运动精度和动力学特性,获得空间机构的位移响应,三维圆柱铰的相对运动轨迹和动态作用力等动力学响应。采用三维圆柱-圆柱动态线接触方法,能有效地预测空间机构系统的三维圆柱铰持续接触、间隙碰撞状态和摩擦作用下的动力学特性。计算结果表明三维圆柱铰的间隙碰撞作用对空间机构的运动精度和动态特性的影响较为显著。动力学模型和计算结果对复杂工况下高精度多间隙的空间机构的动态设计和动力学研究具有重要的理论意义。     

架空线路风偏计算的多刚体动力学模型及其分析

为准确高效地计算架空线路动态风偏位移响应,进而预防风偏闪络事故发生,结合架空线路风偏摆动的运动特征,考虑绝缘子串中各个绝缘子的相对运动,采用多个刚杆与扭转弹簧相互连接模拟架空导线,根据风偏变形的力学关系与能量守恒原则,建立了连续档架空线路风偏位移响应的多刚体模型与动力学方程;通过量纲分析与相似理论构建物理仿真模型的风洞实验,验证多刚体模型的准确性;通过对工程实例进行数值仿真分析,并比较多刚体模型与通用软件有限元模型的运算时间,验证多刚体模型的高效性。研究结果表明：连续档架空线路的风偏多刚体动力学模型可以有效展现各个绝缘子串与各档导线的动态风偏响应规律,计算精度能够满足工程使用需求,计算效率优于有限元模型。     

垂直热发射过程弹架耦合作用研究

研究裸弹垂直热发射过程系统的动态响应及其对导弹运动的影响。对车载导弹发射系统进行了简化和等效建模,进行了导弹起飞过程的理论分析,基于动力学和有限元软件建立了系统刚柔耦合多体动力学模型,对发射过程展开了动力学仿真与分析,并进行了多刚体与刚柔耦合两类模型计算结果对比。数值模拟结果表明,导弹起飞过程与发射车的耦合作用明显,系统振动对导弹起飞姿态产生影响,发射车振动衰减特性良好,柔性发射台模型能够较好反映发射过程系统动态响应以及弹架耦合特性。     

可控性的双层粒子刚体脆性破裂模拟动画

提出一种可控性的双层粒子模型的刚体脆性破裂动画的模拟框架.首先,使用接触力学分析撞击时固体内部产生的弹性位移并采用光滑粒子流体动力学进行离散求解,在此基础上建立一个可控性的内力分析模型.其次,提出一种双层粒子模型来对刚体进行建模,在保证内力计算精度的同时提高了刚体动力学中碰撞检测的效率.最后实现了多个刚体脆性模型场景的动画.该算法可适用于刚体脆性破裂模拟的动画应用.     

约束多刚体系统固有频率的计算

无约束多刚体系统动力特性的计算已经得到解决。本文根据T.R.Kanc 等人提出的动力学方法,对具有几何约束的多刚体系统固有频率的求解方法进行了研究。文中给出了小位移情况下系统的约束方程,推导了系统的质量矩阵及刚度矩阵,并根据所给方法对实例进行了计算。