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弹目交会条件下爆炸驱动结构体的展开过程研究
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作者 宁建国 汪齐 栗建桥 《高压物理学报》 CAS 北大核心 2025年第1期1-16,共16页
复杂结构在爆炸驱动作用下的展开是展开型定向战斗部定向过程中的关键问题,对展开过程进行有效控制,有利于战斗部的起爆延时控制和破片利用率提高。针对复杂结构体的展开问题,基于JWL状态方程和第二类拉格朗日方程,从能量守恒出发推导... 复杂结构在爆炸驱动作用下的展开是展开型定向战斗部定向过程中的关键问题,对展开过程进行有效控制,有利于战斗部的起爆延时控制和破片利用率提高。针对复杂结构体的展开问题,基于JWL状态方程和第二类拉格朗日方程,从能量守恒出发推导了考虑爆轰产物膨胀过程和对目标命中状态的爆炸驱动展开模型。将驱动展开模型计算结果与文献实验结果进行对比,验证了爆炸驱动展开模型计算结果的准确性。结果表明,基于该模型的理论计算结果与实验结果的一致性较好,能较为精确地预测不同装药量下结构的展开时间;将辅助装药1与辅助装药2的质量比控制在1.5~1.7,结构体展开可达最佳命中姿态,更有利于命中目标。研究成果可充实定向战斗部设计理论,为展开型定向战斗部的设计提供参考。 展开更多
关键词 爆炸驱动 展开姿态 展开时间 辅助装药 定向战斗部
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具有转动惯性的活性粒子在周期交流场下的集体行为
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作者 李婷 李佳健 艾保全 《物理学报》 北大核心 2025年第24期122-129,共8页
在活性物质系统中,外部驱动场(如电场、磁场或光场)常被用于调控粒子的运动行为与集体状态.惯性效应在粒子动力学中扮演关键角色,它使粒子对场的响应出现延迟,从而诱发复杂的集体行为.然而,具有转动惯性的活性粒子在周期交流场作用下的... 在活性物质系统中,外部驱动场(如电场、磁场或光场)常被用于调控粒子的运动行为与集体状态.惯性效应在粒子动力学中扮演关键角色,它使粒子对场的响应出现延迟,从而诱发复杂的集体行为.然而,具有转动惯性的活性粒子在周期交流场作用下的动力学行为尚不明确.本文通过数值模拟系统研究具有转动惯性的活性粒子在周期交流场作用下的集体行为.结果表明,改变外场频率可诱导系统出现一系列集体运动状态,包括极性有序、向列有序以及交叉流动带等结构.粒子的自推进速度与相互作用强度对系统状态转变的影响较弱.本研究揭示了周期交流场在调控惯性活性粒子系统集体行为中的关键作用,为进一步理解非平衡系统中驱动场与粒子动力学之间的耦合机制提供了新的见解. 展开更多
关键词 无偏方向交流场 转动惯性 活性粒子 集体行为
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巧用质心概念证明平行轴定理
3
作者 刘玉颖 赵云 +2 位作者 李春燕 王学进 何志巍 《物理与工程》 2025年第4期25-28,共4页
大学物理教学中,关于转动惯量的平行轴定理具有很重要的应用价值。它能够拓展人们关于转动惯量的认识,在理论计算和工程技术中均有重要的应用。本文中我们利用质心概念通过几种不同的方法巧妙地证明平行轴定理,几种方法难易程度不同,当... 大学物理教学中,关于转动惯量的平行轴定理具有很重要的应用价值。它能够拓展人们关于转动惯量的认识,在理论计算和工程技术中均有重要的应用。本文中我们利用质心概念通过几种不同的方法巧妙地证明平行轴定理,几种方法难易程度不同,当质心的位置位于坐标原点时,学生更容易理解平行轴定理的推导过程。同时利用质点系动能定理推导也是一种很新颖的方法。 展开更多
关键词 质心 转动惯量 平行轴定理
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双拉簧扭摆转动惯量测量装置的研究 被引量:1
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作者 周鹏宇 李晗 +1 位作者 侯朴庚 翟阅臣 《物理通报》 2025年第5期98-101,共4页
设计了一种以两条直线拉簧作为驱动机构的扭摆法转动惯量测量装置.详细介绍和讨论了该装置的结构、原理以及使用方法,并利用该装置对圆盘形和圆环形刚体的转动惯量进行了实验测量.通过将刚体转动惯量的实验值和理论值进行比较,对该装置... 设计了一种以两条直线拉簧作为驱动机构的扭摆法转动惯量测量装置.详细介绍和讨论了该装置的结构、原理以及使用方法,并利用该装置对圆盘形和圆环形刚体的转动惯量进行了实验测量.通过将刚体转动惯量的实验值和理论值进行比较,对该装置的测量精度进行了评估. 展开更多
关键词 直线拉簧 扭摆 转动惯量 刚体
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“大学物理实验”军事特色实验项目设计——以弹头转动惯量测量实验为例
5
作者 欧阳建明 罗剑 +3 位作者 彭刚 欧保全 郑浩斌 罗威 《物理通报》 2025年第1期99-102,共4页
面向高素质专业化新型军事人才培养的使命任务,国防科技大学物理实验课程组建设了系列军事特色实验项目.以弹头转动惯量测量为例,介绍了军事特色实验项目的教学设计,该项目在传统转动惯量测量实验的基础上进行改造,并辅以炮弹专用型转... 面向高素质专业化新型军事人才培养的使命任务,国防科技大学物理实验课程组建设了系列军事特色实验项目.以弹头转动惯量测量为例,介绍了军事特色实验项目的教学设计,该项目在传统转动惯量测量实验的基础上进行改造,并辅以炮弹专用型转动惯量测试仪,突出实验项目的军事特色.教学设计围绕实验概述—实验原理—实验演示与讨论—实验内容与要求—自主实验—研讨与拓展等环节展开,在教学过程中通过仪器操作与讨论、课堂研讨等互动环节,提高学生对仪器以及实验的理解,提升整体教学质量. 展开更多
关键词 军事特色实验 大学物理实验 转动惯量测量
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双接触点旋转对称刚体在斜面释放的摆幅研究
6
作者 陶卓 奚顺加 +3 位作者 沈俊杰 王寅龙 周惠君 万建国 《大学物理》 2025年第1期89-95,共7页
如果在斜面上释放一个双接触点旋转对称的刚体,例如螺栓,当超过一定临界条件时会表现出有趣的非线性现象,即刚体在垂直于斜面方向的扭转幅度会逐渐增大;当不满足此临界条件时,螺栓振荡幅度会逐渐减小.在两接触点处,刚体相对斜面只能滑... 如果在斜面上释放一个双接触点旋转对称的刚体,例如螺栓,当超过一定临界条件时会表现出有趣的非线性现象,即刚体在垂直于斜面方向的扭转幅度会逐渐增大;当不满足此临界条件时,螺栓振荡幅度会逐渐减小.在两接触点处,刚体相对斜面只能滑动或滚动,根据两点滑动或滚动,能组合出四种模式.每种模式下的运动约束和受力情况各不相同,用于数值计算的动力学微分方程也不同.使用MATLAB进行数值仿真,编写数值计算程序,动态计算滑动和滚动状态之间的临界点,来控制程序切换到相应模式进行求解.通过在一定范围内遍历计算初始参数,确定了释放时决定摆幅增大或减小的临界点,这一临界点与斜坡倾角、螺丝半顶角和初始释放角度有关.对临界点数据采用二次曲面拟合的方式,得到临界点满足的经验函数,并进行了相关实验,实验结果与计算结果符合良好.该研究可以作为一个教学案例,用来演示如何使用数值计算软件探究双接触点旋转对称刚体在干摩擦情况下的滑动-滚动转换. 展开更多
关键词 刚体力学 双接触点 滑动-滚动转换 数值计算 非线性
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基于多普勒效应的刚体转动惯量实验设计
7
作者 孙士帅 刘洋 +3 位作者 于丹 李晓兰 孙文文 李鹏飞 《物理实验》 2025年第6期20-23,共4页
基于多普勒效应原理对传统落体法刚体转动惯量测量实验进行设计,通过下落物体加速度的精确测量实现刚体转动惯量的准确测定,改进传统落体法刚体转动惯量实验中时间/高度测量误差大、忽略加速度引发系统误差的问题,提高了实验测量精度.... 基于多普勒效应原理对传统落体法刚体转动惯量测量实验进行设计,通过下落物体加速度的精确测量实现刚体转动惯量的准确测定,改进传统落体法刚体转动惯量实验中时间/高度测量误差大、忽略加速度引发系统误差的问题,提高了实验测量精度.实验结果表明:基于多普勒效应的刚体转动惯量实验设计可行且测量精度高. 展开更多
关键词 转动惯量 多普勒效应 匀加速运动
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轴套间隙中非牛顿流体对转轴转速的调控分析
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作者 宋奎 祝培光 +1 位作者 李钰嘉 胡小玲 《力学与实践》 2025年第5期959-969,共11页
对于旋转机械或转动能量采集器,保持恒定的转轴转速是维持能量传递稳定性、防止突加载荷引起构件破坏等的关键。本研究设计将剪切增稠型非牛顿流体注入轴与轴套的间隙中,通过理论分析和数值模拟研究了非牛顿流体对转轴转速的调节作用。... 对于旋转机械或转动能量采集器,保持恒定的转轴转速是维持能量传递稳定性、防止突加载荷引起构件破坏等的关键。本研究设计将剪切增稠型非牛顿流体注入轴与轴套的间隙中,通过理论分析和数值模拟研究了非牛顿流体对转轴转速的调节作用。对Bingham、幂律、Herschel-Bulkley、Sisko四种非牛顿流体,考察了黏度、稠度系数、流变指数、屈服应力等物性参数对转轴转速的影响。研究发现,在一定外载作用下,剪切增稠型非牛顿流体能够快捷地调节转轴的转速。 展开更多
关键词 转轴 非牛顿流体 转速调节 模型 数值模拟
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基于数据驱动的平面铰接多刚体系统动力学建模 被引量:1
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作者 艾之淏 王康昊 刘晓峰 《动力学与控制学报》 2025年第2期55-63,共9页
动力学模型是模拟物理系统的一种有效工具,能够帮助人们深入理解物理系统的运行规律,为物理系统的预测、优化设计以及控制系统的开发提供理论支持.近年来,基于数据驱动的动力学建模方法引起了学界的广泛关注.已有研究虽然取得了一定成果... 动力学模型是模拟物理系统的一种有效工具,能够帮助人们深入理解物理系统的运行规律,为物理系统的预测、优化设计以及控制系统的开发提供理论支持.近年来,基于数据驱动的动力学建模方法引起了学界的广泛关注.已有研究虽然取得了一定成果,但仍存在一些不足之处.本文深入研究了基于数据驱动的平面铰接多刚体系统动力学建模问题,并在拉格朗日神经网络(LNN)的基础上提出了一种改进的数据驱动建模方法——拓扑拉格朗日神经网络(TLNN).相较于LNN,TLNN通过嵌入多体系统的拓扑信息,实现了神经网络学习性能的提高.预测结果显示,使用相同训练数据集,相较LNN、哈密顿神经网络(HNN)以及神经常微分方程(NODE)三种数据驱动建模方法,TLNN可以建立精度更高的铰接多刚体动力学代理模型.另外,本文对数据驱动建模过程所涉及广义坐标选择问题进行讨论.训练和预测结果均显示,相较于选择关节相对角度进行数据驱动建模,采用刚体绝对姿态角进行建模可以获得精度更高的动力学代理模型. 展开更多
关键词 动力学建模 铰接刚体 拓扑拉格朗日神经网络 拉格朗日力学
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多模式刚体转动惯量实验装置的设计与应用
10
作者 葛威锋 刘彩霞 +2 位作者 连佳辉 王佳琪 杨焙智 《物理实验》 2025年第3期25-30,共6页
为丰富大学物理力学实验内容,研制了多模式刚体转动惯量实验装置.采用同轴化、可拆卸式弹簧套筒结构,在1台装置上实现了落体法和扭摆法测量刚体转动惯量的实验方案.扭摆法模式直接测定了弹簧扭转常量,使实验流程更加直观.以标准的塑料... 为丰富大学物理力学实验内容,研制了多模式刚体转动惯量实验装置.采用同轴化、可拆卸式弹簧套筒结构,在1台装置上实现了落体法和扭摆法测量刚体转动惯量的实验方案.扭摆法模式直接测定了弹簧扭转常量,使实验流程更加直观.以标准的塑料圆柱作为待测物体,分别利用落体法和扭摆法测量其转动惯量大小,并与理论值对比,验证了实验装置的精度. 展开更多
关键词 转动惯量 落体法 扭摆法 弹簧扭转常量
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用三线摆方法测试物体转动惯量的误差问题 被引量:32
11
作者 宋超 潘钧俊 +1 位作者 叶郁文 庄表中 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2003年第1期59-61,共3页
通过对均质圆盘的转动惯量用实验方法测试的结果和理论精确值的对比,揭示了摆线长度是三线摆方法测试物体转动惯量精度的主要影响因素.从而对这种方法的等效条件作了进一步的讨论和补充.
关键词 三线摆方法 转动惯量 误差 均质圆盘 等效条件 刚体动力学 高校 教学研究
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集成地质、力学信息和监测数据的滑坡动态模型 被引量:17
12
作者 朱建军 丁晓利 陈永奇 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第3期261-266,共6页
首先假设边坡滑坡体为刚体,建立边坡滑坡的动态模型,由此建立卡尔曼滤波的系统方程。边坡的力学状态通过卡尔曼滤波与边坡变形观测的数据联系起来了。模型的不确定性(模型误差)是通过建立的虚拟观测方程来考虑的。与已有的方法不同的是... 首先假设边坡滑坡体为刚体,建立边坡滑坡的动态模型,由此建立卡尔曼滤波的系统方程。边坡的力学状态通过卡尔曼滤波与边坡变形观测的数据联系起来了。模型的不确定性(模型误差)是通过建立的虚拟观测方程来考虑的。与已有的方法不同的是,所建立的方法不仅利用包含在观测中的统计信息,而且能利用边坡滑坡的有关力学状态和地质条件所提供的信息。最后,以一实例论证方法的可行性。 展开更多
关键词 卡尔曼滤波 刚体假设 滑坡监测 滑坡动态模型 力学信息
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内圈离心位移对高速角接触球轴承刚度的影响 被引量:11
13
作者 王保民 梅雪松 +1 位作者 胡赤兵 邬再新 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期145-150,共6页
以弹性力学理论、滚动轴承动力学和沟道控制理论为基础,计算了角接触球轴承内圈在离心力作用下的径向位移,给出了计及内圈离心位移影响时,高速角接触球轴承滚动体与内、外圈的接触刚度与轴承整体的径向刚度、轴向刚度、角刚度的计算方... 以弹性力学理论、滚动轴承动力学和沟道控制理论为基础,计算了角接触球轴承内圈在离心力作用下的径向位移,给出了计及内圈离心位移影响时,高速角接触球轴承滚动体与内、外圈的接触刚度与轴承整体的径向刚度、轴向刚度、角刚度的计算方法和相应程序。对7012/CD轴承的计算结果表明,轴承内圈外径的离心位移随转速增加而增大,在高速条件下其值较大,不容忽视;轴承内圈离心位移对内圈接触刚度和轴承径向刚度影响较大,导致内圈接触刚度和轴承径向刚度相对增大;对外圈的接触刚度、轴承轴向刚度和角刚度的影响很小;随着转速的增加与内圈离心位移的增大,对轴承内圈接触刚度与轴承径向刚度的影响会更加明显。因此,为使高速角接触球轴承的刚度分析更加精确、更加接近实际,必须考虑内圈离心位移的影响。 展开更多
关键词 角接触球轴承 离心位移 接触刚度 轴承制度
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改进的拉氏乘子法在接触摩擦问题中的应用 被引量:18
14
作者 王水林 邓建辉 葛修润 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第5期64-67,共4页
以节理单元的刚度系数作为罚方法中的罚参数,将改进的拉格朗日乘子法应用于接触摩擦问题。给出了模拟物体接触时粘结、滑动与张开或闭合的迭代求解格式及刚度对称化方法。并对某坝基变形进行了分析。
关键词 罚方法 拉格朗日乘子法 接触摩擦问题 节理 岩体
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承受轴压载荷的加筋板的准静态分析 被引量:21
15
作者 吉国明 孙刚 张量 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期308-311,共4页
准静态分析是一种通过限制加载速率,使动力学因素在结果中的影响控制在可接受的范围内的动力学分析方法。为了求解承受轴压载荷的加筋板的稳定性问题,利用施加位移载荷的准静态动力学分析方法,得到加筋板的极限破坏载荷。通过与静态分... 准静态分析是一种通过限制加载速率,使动力学因素在结果中的影响控制在可接受的范围内的动力学分析方法。为了求解承受轴压载荷的加筋板的稳定性问题,利用施加位移载荷的准静态动力学分析方法,得到加筋板的极限破坏载荷。通过与静态分析对比,表明准静态分析方法能够准确、高效地解决轴压稳定性问题。从而显示动力学分析方法在静力学问题中的应用价值,为求解静力分析问题提供另一种思路。 展开更多
关键词 加筋板 后屈曲 轴压 准静态
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救生伞假人高速空投开伞动载试验 被引量:6
16
作者 刘丹阳 贾月红 +2 位作者 杨春信 王璐 宋炳辉 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1623-1632,共10页
对刚体假人和软体假人进行地面冲击试验,用小波方法将假人质心动载按不同频率和观察尺度分开,并分析了混沌特性参数随小波观察尺度的演化规律。对刚体假人进行高速空投试验,并用相平面分析假人质心动载与姿态的关联性。结果表明:假... 对刚体假人和软体假人进行地面冲击试验,用小波方法将假人质心动载按不同频率和观察尺度分开,并分析了混沌特性参数随小波观察尺度的演化规律。对刚体假人进行高速空投试验,并用相平面分析假人质心动载与姿态的关联性。结果表明:假人质心动载波动集中在30~50Hz的频段,软体假人对高频振荡具有良好的缓冲作用;质心动载的高频细节解随机性较大,高频干扰的误差放大率也较大,在刚体假人空投试验提取真实动载时应滤掉;高速空投试验过程中,拉直动载与开伞动载呈明显的负相关性,且开伞动载与假人的姿态角、角速度存在明显关联性,并得到了相平面中的有利开伞区域。 展开更多
关键词 开伞动载 救生伞 高速空投 混沌特性 小波 相平面
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大垂度柔索的动力学建模与仿真 被引量:12
17
作者 李宾 李映辉 殷学纲 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2000年第6期640-646,共7页
用多刚体_球铰模型对大垂度柔索进行离散化建模 ,利用多刚体系统动力学理论建立了该模型的动力学方程· 采用矩阵广义逆理论对其位移和速度进行修正 ,以消除该微分_代数方程在数值分析中的违约现象· 数值仿真证明了该方法的... 用多刚体_球铰模型对大垂度柔索进行离散化建模 ,利用多刚体系统动力学理论建立了该模型的动力学方程· 采用矩阵广义逆理论对其位移和速度进行修正 ,以消除该微分_代数方程在数值分析中的违约现象· 数值仿真证明了该方法的正确性· 展开更多
关键词 大垂度柔索 多刚体动力学 数值仿真 动力学 建模
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复杂形体重磁异常的等参数有限元积分算法研究 被引量:6
18
作者 金钢燮 胡祥云 +4 位作者 超敬来 南明根 康正男 金敬七 刘慧 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期231-239,共9页
重力及磁法勘探的正演问题从本质上说均涉及到积分计算。当前的重磁勘探正演计算方法大部分可归为解析积分法,但是对于一些复杂的形体还难以导出解析式。本文提出了一种计算重力和磁力异常的新算法,其原理是利用在等参数有限元上的高斯... 重力及磁法勘探的正演问题从本质上说均涉及到积分计算。当前的重磁勘探正演计算方法大部分可归为解析积分法,但是对于一些复杂的形体还难以导出解析式。本文提出了一种计算重力和磁力异常的新算法,其原理是利用在等参数有限元上的高斯数值积分公式,直接计算面积元、体积元的异常而实现积分。理论研究和模型计算结果表明,该方法不必计算对数函数及反三角函数,可以保证较高的精确性,程序易实现。特别是此法可以利用曲线、曲面表述任何复杂形态的地质体,为计算任意复杂形体的重磁异常提供了一种新途径。 展开更多
关键词 重磁正演 高斯积分公式 等参数有限单元 复杂形体
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干摩擦振子双粘着运动响应的级数形式解及粘滑边界分析 被引量:6
19
作者 钱大帅 刘占生 +1 位作者 刘镇星 叶建槐 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期73-78,共6页
基于摩擦力函数的分段表达式,利用谐波平衡方法给出双粘着运动响应的级数形式解析解。双粘着运动响应仅包含奇次谐波成分,其响应幅值与粘着时长受频率比、力幅比及粘性阻尼比影响。基于级数解给出参数平面内的粘滑边界线函数。粘性阻尼... 基于摩擦力函数的分段表达式,利用谐波平衡方法给出双粘着运动响应的级数形式解析解。双粘着运动响应仅包含奇次谐波成分,其响应幅值与粘着时长受频率比、力幅比及粘性阻尼比影响。基于级数解给出参数平面内的粘滑边界线函数。粘性阻尼增大能缩小纯滑动参数区域范围,在频率较小时影响更明显。当粘性阻尼比小于0.165 2时,粘滑边界线出现凸凹交替特征。 展开更多
关键词 干摩擦振子 粘滑运动 双粘着运动 级数解 粘滑边界
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海上浮动机场动力学建模及非线性动力响应特性 被引量:9
20
作者 徐道临 卢超 张海成 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期289-300,共12页
海上浮动机场由多个浮体模块柔性连接组成,是一个典型的刚柔流耦合的多振子网络系统.从网络动力学角度提出一个新的建模方法,构建了具有链式拓扑结构特征的海上浮动机场非线性力学模型.数值仿真分析了浮动机场的非线性响应和连接件载荷... 海上浮动机场由多个浮体模块柔性连接组成,是一个典型的刚柔流耦合的多振子网络系统.从网络动力学角度提出一个新的建模方法,构建了具有链式拓扑结构特征的海上浮动机场非线性力学模型.数值仿真分析了浮动机场的非线性响应和连接件载荷,表明线性分析方法可能严重低估了实际情况.探讨了浮体模块响应的网络协同效应,以及"振幅死亡"现象.初步探讨了振幅死亡与连接件刚度参数和波浪周期的关系,对海上浮动机场的稳定性设计具有特殊意义.为研究非线性网络结构动力学问题,包括大型海上浮体结构,提供一个新的分析工具和应用范例. 展开更多
关键词 海上浮动机场 网络动力学 非线性响应 振幅死亡 刚柔耦合
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