考虑结构局部变形特性的超长桁架结构等效动力学建模

超长桁架结构是后续高时空分辨率天基遥感载荷的核心部件,建立其高效动力学模型是实现振动形态高精度控制的关键.为建立高效、精确的动力学模型,首先,根据超长桁架结构的周期性特征和振动变形特性,采用周期单元中心处位移表征整体桁架结构的空间位移,并分别推导了是否考虑桁架结构局部变形特性的两种应变能表达式;其次,根据哈密顿原理以及边界条件,建立了两种不同的等效动力学模型.最后,通过对两种等效模型与超长桁架结构固有特性的对比分析,验证了等效建模的有效性以及考虑局部变形特性提高模型精度的必要性.     

新型变几何桁架机器人的简化刚体运动分析

本文对一种新型变几何桁架机器人机构，利用机构简化模型在位置分析的基础上进行了刚体运动学分析，求出了机器人系统各构件运动参数的显式解析解，为这种机器人的刚性动力学和弹性动力学分析打下了基础。     

钢板仓输料桁架动力特性的有限元分析

应用有限元分析理论对钢板仓输料桁架进行动力分析,得到输料桁架的应力分布和位移变化过程图. 通过分析,能对钢板仓输料桁架的结构设计提供有益的参考.     

星载大型可展开桁架天线热变形分析

为保证某星载大型可展桁架天线在轨运行时能可靠工作,对其进行建模并用有限元法分析该模型;用I-deas计算天线在不同轨道位置的温度场分布;以计算得到的温度作为结构分析的载荷,计算天线反射面在各轨道位置上的均方根误差,实现天线在空间环境下的温度场和热变形分析.该方法对星载天线的结构设计和热控制起到一定的参考作用.     

基于Ansys和Nastran的太阳电池阵建模及模态分析

用Ansys与Nastran两种求解器对同一个太阳电池阵模型进行求解,详细介绍模型创建、网格特性检查和单元属性设置的方法。通过模态分析并比较计算结果,验证同一个模型在不同求解器下参数设置的正确性,为有限元模型格式的转化提供参考。     

汽车转向机构间隙运动副的碰撞接触分析

应用多体动力学分析方法及仿真技术研究了某汽车转向机构间隙运动副在转向过程中的碰撞接触特性.首先应用ADAMS软件创建了该车的仿真模型.由悬架系统、转向系统、行驶系统等系统纰成.其次研究了『H]隙运动副的碰撞接触特性,包括转向横拉杆与转向梯形臂之间的运动副及转向梯形臂与悬架之间的运动副.根据实际工作特征,前者运动副采用空间圆柱铰模型,后者运动副采用平面圆柱铰模型.最后对模型进行了仿真分析.仿真结果表明,转向过程中,两问隙运动副的碰撞接触力与间隙大小成非线性关系,多个运动副间隙共存状念下各间隙运动副的碰撞接触力发生变化.这些研究结果为转向机构零部件设计、动力学特性分析提供了更为准确的实验依据.     

电涡流传感器建模与仿真分析

利用电涡流位移传感器可以研制出防水性电子数显卡尺。应用有限元技术(ANSYS软件)对空心平面线圈的三维电磁模型进行了仿真分析,建立了以空心平面线圈为特征的电涡流传感器数学模型,并将线圈分解为多个导线,分别独立仿真,最终进行合成。将仿真结果与实验结果相对照,结果表明:上述仿真结果与实际传感器的特性是吻合的。本研究结果为这种传感器的实际应用提供了有利的分析方法和手段。     

管桁架-索网混合钢结构的计算分析

为更好地对管桁架-索网混合钢结构进行找形,在SAP 2000和3D3S中应用两种不同的初始态找形方法以比较对计算结果的影响.在SAP 2000中采用非线性有限元分析方法找形,在3D3S中采用力密度法和有限元法进行混合找形,并进行初始态、动力以及载荷态分析.比较分析这两种找形方法的计算结果,发现二者的计算结果误差不大,均为可行的简化计算方法.     

基于CT的股骨精确建模与三维有限元分析

基于CT影像DICOM格式数据,应用MIMICS精确建模,应用3-matic进行四面体网格划分,利用MIMICS根据CT灰度值进行材料属性赋予,通过计算机仿真软件ANSYS实现力学分析,本文旨在探讨生物力学中有限元模型的构建途径,以对临床提供帮助。     

配电室温度场与湿度场的建模与仿真分析

考虑到变电站配电室内配电设备对环境温度和湿度有较严苛要求,因此有必要研究配电室内温度和湿度分布规律,有助于提高配电设备可靠性。按照与温度计算有关的能量传递方程和与湿度计算有关的气体扩散方程,由理论计算公式分析可知直接计算涉及多变量的耦合,求解难度大。本文采用有限元分析软件ANSYS对配电室的温度场和湿度场进行仿真计算,首先根据实际的典型配电室建立仿真计算模型,并高精度划分有限元网格。其次根据现场运行情况整定计算仿真需要的计算参数,利用仿真计算模型得到了室内温度场和湿度场的水平面分布情况。通过改变风机流量,分析了风机流量变化对配电柜内部温度的影响效果,总结了配电室内温度场与湿度场的分布规律。     

基于Patran和MSC Nastran的压电智能桁架结构振动模态分析

用Patran和MSC Nastran分析压电智能桁架结构振动模态,验证基于有限元法建立的智能桁架结构机电耦合动力学模型的正确性和有效性.结果表明：采用Patran和MSC Nastran针对2种典型压电智能桁架结构开展振动模态分析的结果,与采用基于有限元法建立的数学模型计算得到的模态频率及实验测试模态频率近似相等,验证基于有限元法模型的正确性和有效性,为开展主动振动控制器的设计提供模型和技术支持.     

高效自动化码头低架桥结构垂直挠度分析

为验证某高效自动化码头低架桥结构设计的合理性,利用ANSYS建立有限元模型,对其进行静力特性计算．比较用挠度数学模型计算出的理论值与用ANSYS计算的结果,表明该模型建立正确．研究表明垂直挠度比结构强度更难以满足实际工况的应用要求．     

最小位移类桁架连续体拓扑设计优化

为将拓扑优化中的柔度最小化问题拓展到一般位移最小化问题,用有限元划分设计域,采用类桁架连续体材料模型,并假设杆件在设计域内连续分布.将杆件在节点位置的密度和方向作为设计变量,将指定位置和方向的位移作为目标函数,采用基于目标函数梯度的优化准则法,通过优化杆件的连续分布场形成拓扑优化的类桁架连续体.该方法可结合结构力学的基本概念,选择部分杆件形成拓扑优化刚架.     

大型工程细长薄壁结构振动仿真中的不完全等效研究

采用不完全等效刚度和不完全等效质量法,应用MSC Patran和MSC Nastran软件对某大型工程细长薄壁结构振动进行有限元计算,并分析计算结果,为工程设计提供参考.     

大型桁架展开机构热控涂层设计和热变形分析

为控制大型桁架展开机构在低地轨道(Low Earth Orbit,LEO)上的热变形,建立相应的热分析有限元模型,提出3种热控涂层备选方案.根据不同方案计算出机构在LEO上运行4个周期的瞬态温度场,并以最后一个周期的瞬态温度场为基础计算机构的热变形.对热变形的结果进行比较,选取变形值最小的热控涂层方案进行优化,使3根主梁的温差达到最小,从而有效控制桁架展开机构的热变形.     

Minimal cycle bases for analysis of frames with semi-rigid joints

For an efficient force method of frame analysis, special cycle bases should be generated for the formation of localized self-equilibrating systems, leading to sparse flexibility matrices. In this paper, an algorithm is presented using a fundamental cycle basis, where the selected cycles are improved via an algebraic exchange method. Optimal analysis is performed for frames with semi-rigid joints. In this method, flexibility matrices are generated which are highly sparse. An ordering algorithm is also used for profile reduction to acquire an efficient method for the solution of the corresponding equations. Thus a complete force method analysis of semi-rigid frames is formulated and a computer code is developed. Examples are analyzed with the present approach and the results are compared to those of a stiffness method program with semi-rigid joints.     

基于刚体运动与弹性运动的机械系统动力学建模研究

讨论了具有刚体运动与柔性变形的机械系统的动力学建模,将刚体自由度与弹性变形自由度看作广义坐标,利用有限元法对具有刚性运动与弹性变形的机械系统的运动与变形进行了描述,得到了以刚体位移与弹性变形位移表示的单元的广义惯性力;从应力应变入手,得到了表示单元弹性变形与几何非线性变形的结构刚度矩阵与几何非线性刚度矩阵,使用Kane方程推导了弹性连杆机构的单元运动方程,这种建模方法,可以使用在任意结构的机械系统。     

基于有限元的不同内圈结构关节轴承径向承载分析

针对宽内圈关节轴承端部台阶处容易出现应力集中而发生开裂的问题,对GEW12型关节轴承的宽内圈提出4种不同的结构形式,利用有限元法分别对其进行轴承径向受载分析,讨论结构变化对等效应力、第一主应力和整体结构位移的影响。试验测试和仿真分析结果认为：在内孔端部倒角为0.2 mm或倒圆角为1.0 mm时,宽内圈容易产生应力集中而导致开裂,而内孔端部倒斜角或沉槽5.0 mm×0.5 mm的结构未发生失效,故后者可作为宽内圈结构设计的较优选择形式。     

大型索网天线结构在轨变形分析及软件研发

针对大型索网天线结构分析存在拉索单元抗拉不抗压引起的本构非线性和大变形引起的几何非线性等难点,基于参变量变分原理和非线性有限元法,开发大型索网天线结构在轨变形分析与预测软件LFAS,实现周边桁架式索网天线结构的参数化建模、静力分析、动力分析以及找形分析等功能;该软件按模块化设计,可以方便地扩展其他功能模块.数值算例表明：LFAS具有更高的收敛性和精度,特别适合大型索网天线结构的高精度分析和控制.