用扩展传递矩阵法计算多体系统的稳态响应

以一个简单的多体系统为例,介绍了用于计算多体系统稳态响应的扩展传递矩阵法。建立了等截面Euler—Bernoulli梁的扩展传递矩阵。通过依次拼凑各个元件的扩展传递矩阵,形成系统的总体扩展传递矩阵,代入边界条件,然后求解代数方程组即可得到系统的稳态响应。对比模态叠加法的求解结果和计算过程,扩展传递矩阵法具有过程简单、计算量小、易编程等优点,且无需建立系统的总体动力学方程。扩展传递矩阵法特别适合于计算多体系统的稳态响应,能直接得到稳态响应的解析表达式。     

多跨输电线平面振动特性的传递矩阵法分析

推导了无抗弯刚度弹性浅悬链线的平面上下振动微分方程及其一般解，并用该解求得一般传递矩阵，可处理任意对称与非对称浅悬链线。     

传递矩阵法在电机系统振动特性研究中的应用

应用传递矩阵法对大型发电机机座横向振动特性进行了初步估算，并与ＳＡＰ程序计算结果进行比较．     

多跨输电线平面振动特性的传递矩阵法分析

推导了无抗弯刚度弹性浅悬链线的平面上下振动微分方程及其一般解，并用该解求得一般传递矩阵，可处理任意对称与非对称（相对于悬链线最低点）浅悬链线。对于大多数工程情况，瓷瓶串可看作是刚性的，并且在乎衡状态下瓷瓶串是铅垂悬吊的，在此条件下可得出特殊传递矩阵，并可用于具有不同跨度的多跨线的分析。     

多体系统传递矩阵法在多管火箭动力学中的应用

多管火箭动力学分析是评估和提高多管火箭性能的前提和关键。应用多体系统传递矩阵法，建立某多管火箭刚柔耦合多体系统动力学模型，构造多管火箭增广特征矢量及其正交性条件，实现对多管火箭振动特性和动力响应的仿真，仿真结果得到了试验验证。对两种多管火箭的振动特性和动力响应的计算，为用非满管射击替代满管齐射客观评价多管火箭动态性能，为优化射序和射击时间间隔提高多管火箭射击密集度奠定基础，大幅度减少了某远程多管火箭密集度试验用弹量50％，提高某多管火箭射击密集度。     

基于多体系统传递矩阵的柴油机配气系统动力学分析

利用多体系统传递矩阵分析柴油机配气系统的动力学特性,推导基于多体系统传递矩阵的动力学模型建模过程,建立了配气系统基于多体系统传递矩阵的单质量和二质量动力学模型.为检验该方法建模的有效性,以某柴油机配气系统为例,将以新方法建立的多体系统传递矩阵模型与多刚体系统动力学模型、GTSUITE建立的多柔体动力学模型进行比较.实验表明,多体系统传递矩阵模型较多刚体系统动力学模型对于气门的升程曲线、丰满系数等参数的计算值误差更小,且求解更简便;较多柔体动力学模型建模更方便、快捷.     

圆柱壳结构自由振动特性的传递矩阵法分析

从精确的Flugge壳体理论出发导出场传递矩阵,并对其用精细积分法数值计算,数值结果表明本文方法精度很高,并能得到圆柱壳结构的完整的振动模态。     

汽轮发电机组轴系扭转振动固有特性计算

本文将带有附加集中惯量的多段集中质量数学模型与传递矩阵法相结合应用于汽轮发电机组轴系扭振的固有特性计算中。通过对国产300MW汽轮发电机组轴系的扭振固有特性的实际计算结果与现场实测结果进行对比,表明该方法既简单又具有较高精度。适合于多跨大型轴系的扭振固有频率和振型的计算。     

受控多体系统传递矩阵法

为用多体系统传递矩阵法解决受控多体系统动力学问题,该文引进控制激励单元传递矩阵和控制反馈单元传递矩阵,建立了受控多体系统传递矩阵法,解决延迟受控多体系统和无延迟受控多体系统动力学问题,使得受控多体系统传递矩阵法应用于复控多体系统动力学领域。实例计算延迟和无延迟受控多体系统的稳态运动和瞬态运动。计算表明：受控多体系统传递矩阵法与通常方法所得系统运动计算结果吻合较好。     

不同质量矩阵对桥梁自振特性的影响分析

利用有限元方法进行结构自振特性分析时需要选用适当的单元质量矩阵模式.采用一致质量矩阵和堆聚质量矩阵对几座典型结构的大跨度桥梁的自振特性进行了分析.计算结果表明,一致质量矩阵与堆聚质量矩阵对具有空间质量分布的桥跨结构影响较大,对于大型结构复杂桥梁的动力分析宜采用一致质量矩阵模型计算.所得的结果对分析桥梁的自振特性具有重要的工程实用价值.     

基于速度矩阵法的舰炮多体发射系统动态响应分析

将舰炮多体发射系统简化为若干弹性元件铰接的准弹性模型.应用速度矩阵法进行了各刚体动力学关系的分析与计算,确定了该系统的速度矩阵及角速度矩阵,建立了舰炮多体发射系统6自由度动力学方程,通过Matlab进行矩阵及符号的运算推导,并进行了数值仿真.数值计算得到了舰炮多体发射系统中各刚体的运动规律和受力情况.最后对不同刚度参数下舰炮系统的振动响应进行分析,得到了高低机的扭转刚度与基座舰体间接触刚度的变化对舰炮发射的振动影响规律,为舰炮的结构设计及优化和提高射击稳定性提供了依据.     

基于多体动力学的直升机桨叶特性仿真分析

 针对无人直升机旋翼桨叶性能改进升级的实际需求,以200 kg 级无人机旋翼为原型建模,利用COMOSOL 软件对直升机桨叶特性进行仿真分析研究。基于叶素法建立了桨叶升力的数学模型,克服了常规旋翼动力学仿真分析时气动载荷加载棘手的难题;通过研究直升机桨叶的空间旋转运动与其弹性变形间的耦合关系,得出了桨叶攻角、升力、桨尖位移随总距以及周期变距的变化曲线。将仿真结果与常规数值分析结果比较,验证了仿真结果的准确性。根据仿真结果提出了对桨叶迎角、桨叶前缘刚度等的具体改进建议,可为桨叶的改进设计提供参考依据。     

计算变剖面梁稳态强迫振动的精确传递矩阵法

对变剖面梁稳态强迫振动的计算方法进行了研究。针对目前普通使用有限元模型采用振型迭加法计算稳态强迫振动存在的缺点,特别是不能有效地计算动态应力的严重缺点,该文提出了计算简谐力作用下变剖面梁稳态强迫振动的精确传递矩阵法。该方法直接从梁的强迫振动微分方程出发,导出了考虑阻尼效应以及剪切刚度、质量转动惯量影响的复状态向量的传递矩阵,最后利用边界条件得到一个求左端边界处未知状态向量的线性代数方程组,解此方程组即可求得左端的未知状态向量,再利用每个梁段的精确传递矩阵,可求得所有剖面处的复状态向量。算例表明该方法无论是对强迫振动的动位移还是动弯矩都具有较好的计算精确度。     

传递矩阵法在浮桥动力响应分析中的应用

为了分析作用在浮桥上的移动荷载对浮桥连接接头动态响应的影响,选取带式浮桥和分置式浮桥2种桥型,将桥节和桥脚舟简化为刚体,连接接头用弹性铰来模拟。应用传递矩阵方法,建立了桥节、桥脚舟和连接接头的传递矩阵并组装成传递方程进行编程计算。分别对带式浮桥和分置式浮桥在不同荷载移动速度和不同连接接头刚度时的动态响应进行了计算,得到了2种浮桥跨中接头处的位移时间历程曲线和受力时间历程曲线。数值计算结果表明,随着荷载移动速度的增加和连接接头刚度的减小,浮桥的变形和连接接头处的受力都在增加。为了保障浮桥通载的安全性,应控制浮桥的通载速度和提高连接接头的刚度,以减小浮桥的变形和接头受力。     

基于固有振动频率的滑坡安全评价新方法

运用模型实验,在保持下滑力不变的情况下,通过固有振动频率对滑坡内部的黏结力、摩擦力等抗滑力指标进行分析。通过在弱稳定阶段中实际静摩擦力是否达到最大静摩擦力的方法,科学地判识滑体的稳定情况。结果表明：计算的摩擦力可以有效分析滑坡在弱稳定阶段期间的安全性,并证明固有振动频率监测比位移监测更加敏感。同时,固有振动频率的监测可对滑坡损伤做出定量判断,并可以评估滑坡静摩擦力指标,从而实现扰动后滑坡的安全评价。     

求解声子晶体Euler梁弯曲振动能带结构的一种改进传递矩阵法

用于计算声子晶体Euler梁弯曲振动能带结构的传递矩阵法有如下缺点:待定参数无实际物理意义、传递矩阵的计算较为繁琐以及连续性条件的应用不直接等。为解决目前存在的问题,引入Krylov函数将待定参数转化为梁端位移、转角、弯矩和剪力4个具有明确意义的参数,使处理原胞内及原胞间不同材料梁连接位置的变形和受力连续条件直接化;并由此推导了形式较为简单的传递矩阵及相应的能带结构计算方法,并通过算例验证了该方法确适用于计算声子晶体Euler梁的弯曲振动能带结构。     

基于Workbench的齿轮啮合振动分析

齿轮的振动能快速、全面地反映其运转状态,有限元法能更为准确模拟轮齿啮合过程,求解啮合刚度进而研究其振动响应。联合利用Hypermesh和Workbench对啮合齿轮模型进行有限元仿真,得出齿轮啮合时变刚度。利用MATLAB求解齿轮系统动力学模型得到动力学响应。通过机械式封闭功率流试验台对仿真结果进行试验验证。试验结果表明仿真分析得到的结果与试验结果基本相符。利用有限元方法求解啮合刚度进而研究振动响应有更高的可靠性和准确性,为齿轮振动的研究及改善提供方法参考。     

基于光通传递函数矩阵的照度比例模型

考虑照明调光控制系统中在工作面上设置的照度传感器容易受到办公文件、人体等的遮挡而使控制系统误动作,以光通传递函数为基础,建立光通传递函数矩阵,分别提出基于光通传递函数矩阵的单光源和多光源照度比例模型,并采用最小二乘法对比例模型的参数进行估计.现场测试表明,采用该模型计算照度与实测相比较一致性较好,基于该模型的照度传感器设置方法,不但可以减小线路敷设的麻烦,还可以有效解决在工作面上设置传感器时,由于办公文件等的遮挡而导致的系统误动作.