轴向预压缩压电双晶片驱动器静动态特性仿真

研究轴向预压缩力增大压电双晶片驱动位移及力矩问题,对某微型飞行器的压电双晶片驱动器进行了机电耦合场有限元仿真,得到在不同轴向力及电压作用下的静动态特性。为了验证系统可靠性,采用解析解进行比较,结果表明:有限元解和解析解复合较好。采用上述压电双晶片驱动器,在150V电压及25N轴向力的作用下,驱动转角峰峰值为14°,驱动力矩为2.4N*mm,都达到未施加轴向力的压电双晶片驱动器的4倍以上。一阶固有频率为95Hz远大于普通电动舵机,可大幅提高微型飞行器的操稳性。     

基于OpenGL的反舰导弹弹道视景仿真

针对导弹仿真系统开发中建模复杂且重复度高的问题,采用OpenGL库建立复杂模型的方法绘制了导弹飞行仿真所需的场景图像,建立了可用于导出模型的动态链接库,在对反舰导弹弹道特点进行认真分析的基础上,基于弹道规划原理,在VC环境下开发了可满足实际性能要求的弹道可视化仿真系统平台。对系统提供了真实的三维场景,可将弹道仿真节点计算出来的弹道数据以三维可视化技术展示出来。实验证明系统灵活通用,可提供完整的视景演示,为有效规划导弹弹道提供了有效支持。     

角位移增大连杆轴向预压缩驱动器静、动态特性仿真分析

为了进一步增大压电双晶片驱动器的输出角位移,基于轴向预压缩增大压电双晶片输出转角和力矩的方法,提出一种带有连杆机构的压电双晶片驱动器。对驱动器建立了端部带有扭簧的静力学数值模型,以及端部带有微小舵面的刚柔耦合拉格朗日动力学方程及有限元模型。所得的数值结果和有限元结果总体符合程度较好,静力学结果表明：带有连杆机构的轴向预压缩（PBP）驱动器较原PBP驱动器输出角位移增大了4倍以上,最大输出转角可达到26.3°,而输出转矩随之缩小。动力学结果给出了驱动器机构内部能量的传输及分配特性,以文中舵面作为驱动对象,驱动器平均输出角速度达到2 000°/s,控制带宽达到30 Hz,明显优于普通伺服舵机。该角位移增大PBP驱动器的设计和仿真研究可为以大位移、小输出力矩、高控制带宽为特征的微小型飞行器舵机的研制提供理论参考依据。     

基于视觉分区的结构振动模态测试方法

为提高单目视觉方法进行模态测试的精度,提出了一种可估计分区视场大小及分区数的分区模态测试方法.考虑到低分辨率图像和运动模糊对振动测量精度的影响,建立了测量视场参数与测量精度的关系,通过求解最优的测量视场参数,估计出分区视场大小及分区数量;将整体结构的全局视场进行分区,展开振动模态测试,通过合并分区视场的频响函数获得整体...     

复杂阻抗吸声结构的大规模有限元声模态分析方法

在声场边界铺设多孔吸声材料是工程中常用的减振降噪手段。一般而言,吸声材料的阻抗随频率变化,在低频段尤为显著。考虑阻抗的频变特性,将导致声场的模态分析需求解非线性特征值问题,目前没有十分有效的大规模数值解法,现有许多通用有限元分析软件也不具备此功能。工程应用中通常是将吸声材料的阻抗设置为常数,以回避复杂非线性特征值问题,但这会给模态频率结果带来较大误差。为解决此问题,研究一种新型通用的大规模非线性特征值问题数值解法(记为RSRR),并将其用于含复杂阻抗吸声结构的模态分析,在通用有限元软件ANSYS中二次开发实现了该方法。数值计算表明,本方法精度高、数值稳定性好,是一种通用的复杂声场大规模模态分析方法。     

基于试验模态参数的有限元模型的结构参数辨识

以结构系统的正交特征方程等为约束条件，从求解带约束的拉格朗日函数极值入手，提出了一种用测试的非完全模态参数辨识结构参数的方法，通过算例说明了该方法在模型中有不易测得的自由度或为聚缩模型时的应用。本文方法可用于复杂有限元模型中的参数辨识。算例表明：本文方法有较大的误差修正范围，并且有良好的辨识精度     

一种框架—剪力墙结构的动力分析方法

从平面问题出发提出了一种适用于剪力墙结构的单元刚度矩阵，引入内部自由度，对该单元刚度矩阵进行了改进，并结合该单元提出了一种框架－剪刀墙结构动力分析的简化模型，算例表明：新方法计算规律小，计算效率高，精度好，简便易行。     

桩基质量检测中的动态模拟及参数拟合研究

本文将桩模拟为土介质中的弹性纵向振动杆件，以一维波动方程为基础进行有限无数值离散分析，通过调整参数将理论曲线与实测曲线相拟合，进而判断出桩的各种缺陷。从两个例子分析可看出，本文提出的方法可提高桩基动态测试曲线判读的准确性。     

一种基于快速BEM-FEM的声振耦合问题快速扫频方法

结构的声振耦合问题普遍存在于航海、航天等工程领域,快速边界元-有限元耦合方法是求解此类问题的有效手段。分析结构的声振耦合问题,往往需要对其进行扫频计算,完全法扫频的计算量太大,而由于快速BEM矩阵的引入,已有的快速扫频方法并不能很好地适用此类问题。本文基于以上事实,采用作者所在研究组提出的响应采样法,构造一种新型的投影空间,通过该空间对基于快速边界元-有限元的声振耦合系统进行模型降阶,发展一种适用于大规模声振耦合问题的快速扫频方法。最后通过两个典型算例验证了本文方法的正确性和性能,发现与完全法相比,快速扫频方法的计算量不足其十分之一,精度也能够稳定在1.0×10-5附近。     

不等开口纤维增强树脂复合材料缠绕壳体非测地线线型设计

线型设计是纤维增强树脂（FRP）复合材料缠绕壳体设计的一项重要研究内容,它对壳体FRP复合材料缠绕制品的质量起关键作用。本文针对不等开口极孔或不同形状封头的FRP复合材料压力容器壳体,基于非测地线缠绕方程,提出了一套非测地线缠绕线型设计方法,建立了根据已知缠绕线型和芯模转角来确定相应的切点数和纱片宽度的计算模型,开发出了一套FRP复合材料缠绕壳体仿真软件系统,对非测地线缠绕线型进行了计算机图像仿真与检验。结果表明:各个设计区间的仿真结果满足设计要求,没有出现缠绕角突变、纤维分布不规律和纤维在局部严重重叠等异常现象。该仿真软件系统可以为工程人员在实际壳体缠绕之前提供参考,缩短缠绕线型迭代试错周期,同时也为后续缠绕角及缠绕顺序等缠绕参数的优化奠定了基础。