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卫星大型柔性天线全局模态法力学特性分析
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作者 朱光楠 何贵勤 +6 位作者 李晓蕊 王俊喆 韦常柱 毛永飞 王涛 张玥 董晴 《振动工程学报》 北大核心 2026年第2期353-367,共15页
卫星天线向着大尺寸、轻量化方向发展,其惯性特性在卫星整体中占较大比例,导致姿态运动与结构振动的耦合效应突出,采用柔性结构的部件级模态进行分析会产生较大误差。为此,本文以装配有平面相控阵大型天线的卫星模型为例,提出了一种携... 卫星天线向着大尺寸、轻量化方向发展,其惯性特性在卫星整体中占较大比例,导致姿态运动与结构振动的耦合效应突出,采用柔性结构的部件级模态进行分析会产生较大误差。为此,本文以装配有平面相控阵大型天线的卫星模型为例,提出了一种携带铰接多板柔性卫星的低维、高精度结构动力学解析建模方法,并以铰链刚度为例研究系统关键参数对动力学特性的影响。研究表明,本方法可使用一组统一广义坐标对大天线卫星各个部件的刚体运动和弹性振动进行精确描述,且该方法对系统模态特性的分析可在特征正交多项式7阶截断的条件下稳定收敛,并保证频率偏差相比有限元仿真模型不超过2%;通过对铰链刚度的分析可知,系统振动频率随铰链刚度的增大而升高,并且在铰链刚度从500变化至5000 N·m/rad的过程中,系统发生模态跃迁现象。结果证明,本文方法克服了铰接多板组合结构弹性振动和板间铰链刚体转动的耦合效应,给出了多点约束下非经典边界的多板解析全局模态的一般方法,突破了现有杆梁组合结构全局模态方法的局限,为精确获取柔性卫星的固有频率和全局模态函数,发展求解大型柔性卫星的刚柔耦合全局模态一般方法提供了有效途径。 展开更多
关键词 全局模态法 平面相控阵天线 刚柔耦合 模态分析
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基于ResBiGRU-CBAM的风电机组主轴承退化趋势预测
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作者 周杰 唐贵华 +2 位作者 王子健 马萍 张宏立 《轴承》 北大核心 2026年第4期113-122,共10页
针对现有滚动轴承退化趋势预测方法难以有效捕捉轴承寿命退化过程中不确定性的问题,提出了基于残差连接(Res)结合双向门控循环单元(BiGRU)和卷积注意力模块(CBAM)的预测模型。采用核主成分分析(KPCA)结合Sinkhorn距离对多域特征集进行... 针对现有滚动轴承退化趋势预测方法难以有效捕捉轴承寿命退化过程中不确定性的问题,提出了基于残差连接(Res)结合双向门控循环单元(BiGRU)和卷积注意力模块(CBAM)的预测模型。采用核主成分分析(KPCA)结合Sinkhorn距离对多域特征集进行特征融合,构造敏感退化指标LKPSD并构建基于ResBiGRU-CBAM的预测模型,通过麻雀优化算法获取最优超参数,结合分位数回归实现退化趋势区间预测。在IEEE 2012 PHM和风电机组主轴轴承数据集上的验证结果表明,ResBiGRU-CBAM模型具备更高的预测精度与稳定性,能够有效量化不确定性,提升风电机组健康评估能力。 展开更多
关键词 滚动轴承 风力发电机组 深度学习 分位数回归 点预测 区间预测
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基于双向门控循环注意力机制与时频特征融合的变转速风电机组滚动轴承故障诊断
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作者 李帅波 马萍 +2 位作者 张宏立 张鹏 钱美 《轴承》 北大核心 2026年第4期94-102,共9页
针对变转速工况下风电机组滚动轴承故障振动信号特征频率时变,基于单一时域或频域信号分析的故障诊断方法难以诊断的问题,提出一种基于双向门控循环注意力机制与时频特征融合(BGRA-TFFF)的变转速风电机组滚动轴承故障诊断方法。采用双... 针对变转速工况下风电机组滚动轴承故障振动信号特征频率时变,基于单一时域或频域信号分析的故障诊断方法难以诊断的问题,提出一种基于双向门控循环注意力机制与时频特征融合(BGRA-TFFF)的变转速风电机组滚动轴承故障诊断方法。采用双通道卷积神经网络并行提取故障振动信号的时域和频域特征;通过双向门控循环单元挖掘时序上下文依赖关系,并引入注意力机制实现特征动态加权,聚焦故障瞬态冲击特征,强化故障特征频率;最后通过特征融合层整合时频域互补信息,并创新性地引入KAN层进行特征降维与分类。采用渥太华大学公开轴承数据集和试验数据进行模型验证的结果表明,BGRA-TFFF模型针对渥太华大学轴承数据集的平均分类准确率为99.76%,优于其他对比的深度学习模型;BGRA-TFFF模型针对试验数据的平均分类准确率为99.77%,且在-4~4 dB噪声条件下的平均分类准确率仍可达96.22%,体现出良好的准确性、泛化性和鲁棒性。 展开更多
关键词 滚动轴承 风力发电机组 特征频率 深度学习 神经网络 降维
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基于有限元网格的飞机燃油晃动等效建模
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作者 李斌 苗楠 +2 位作者 闫佳君 杜亚航 王森 《动力学与控制学报》 2026年第1期75-83,共9页
飞机油箱内的燃油晃动会对油箱壁面产生显著的作用力与作用力矩,进而影响飞机的动力学特性.因此,为实现燃油晃动力和晃动力矩的准确、快速预测,本研究基于有限元网格建立单摆等效力学模型.针对副油箱和机翼油箱内充液比为50%的燃油为研... 飞机油箱内的燃油晃动会对油箱壁面产生显著的作用力与作用力矩,进而影响飞机的动力学特性.因此,为实现燃油晃动力和晃动力矩的准确、快速预测,本研究基于有限元网格建立单摆等效力学模型.针对副油箱和机翼油箱内充液比为50%的燃油为研究对象,通过该力学模型预测了油箱在俯仰、滚转和偏航三种典型飞行工况下燃油的晃动力、晃动力矩及质心运动特性.进一步将预测结果与计算流体动力学仿真结果进行对比,验证了该等效模型在燃油晃动动力学响应预测中的准确性. 展开更多
关键词 燃油晃动 等效力学模型 副油箱 机翼油箱
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基于Kane方法的不同结构体系通载浮桥水动力响应分析模型
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作者 刘俊谊 陈徐均 +2 位作者 计淞 黄恒 沈海鹏 《工程力学》 北大核心 2026年第1期150-160,共11页
针对目前铰接体系浮桥和连续体系浮桥理论分析方法相互独立、通用性较低等问题,该文综合运用凯恩方法、欧拉梁理论和势流理论,建立了同时适用于铰接体系和连续体系浮桥水动力分析的弹性铰接多浮体模型,开发了相应的求解程序,并结合相关... 针对目前铰接体系浮桥和连续体系浮桥理论分析方法相互独立、通用性较低等问题,该文综合运用凯恩方法、欧拉梁理论和势流理论,建立了同时适用于铰接体系和连续体系浮桥水动力分析的弹性铰接多浮体模型,开发了相应的求解程序,并结合相关文献中的试验数据、数值分析结果和水动力分析软件计算结果完成了模型验证。通过算例分析研究了静水和波浪中浮桥铰接处弹性刚度对系统动力响应的影响。相关计算结果表明:提高浮桥连接处的弹性刚度可使系统运动响应非线性地减小,但同时也会大幅增大系统连接处的弯矩,该现象在波频较低时更为明显;浮桥两端桥节的垂荡和纵摇响应幅值均随着波频的增大而非线性降低,且首桥节的运动幅值总是大于其他桥节。实际工程应用中,需更加关注浮桥首桥节的运动响应并通过合理设计铰接处的弹性刚度优化浮桥的整体动力响应特性。 展开更多
关键词 近海工程 浮桥 水动力分析 多体动力学 凯恩方法 势流理论
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人体参数对船员运动导致间断现象的影响分析
6
作者 常佳德 王海波 《中国水运》 2026年第1期37-40,共4页
在风、浪、流等环境载荷的作用下,舰船和海洋平台不可避免地产生多维运动。易使船员失去平衡并被迫中断作业,即运动导致间断(Motion induced interruption)。本文基于中国人体参数建立人体运动模型,引入倾覆系数表征姿态稳定性,分析身... 在风、浪、流等环境载荷的作用下,舰船和海洋平台不可避免地产生多维运动。易使船员失去平衡并被迫中断作业,即运动导致间断(Motion induced interruption)。本文基于中国人体参数建立人体运动模型,引入倾覆系数表征姿态稳定性,分析身高、体重等参数对人体质心、转动惯量和稳定区域的影响,分别给出平动和转动激励下的稳定判据和稳定域。结果表明,较大的倾覆系数可显著扩大稳定区域,降低MII风险,可为评估舰船运动对船员姿态稳定性的影响和制定海上作业安全措施提供参考。 展开更多
关键词 姿态稳定性 运动导致间断 人体动力学 跌倒系数 稳定域
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考虑球面副磨损间隙的空间并联机构动力学响应分析
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作者 陈修龙 张昊 樊慧凯 《振动工程学报》 北大核心 2025年第3期490-498,共9页
为了掌握球面副磨损间隙对空间并联机构动力学响应特性的影响,提出考虑多球面副磨损间隙的空间并联机构动力学建模与响应特性的分析方法。以3SPS-S空间并联机构为研究对象,基于Archard磨损模型建立球面副间隙处的磨损模型,通过计算磨损... 为了掌握球面副磨损间隙对空间并联机构动力学响应特性的影响,提出考虑多球面副磨损间隙的空间并联机构动力学建模与响应特性的分析方法。以3SPS-S空间并联机构为研究对象,基于Archard磨损模型建立球面副间隙处的磨损模型,通过计算磨损深度,并对磨损表面进行重构,得到磨损后的球头与球窝,建立考虑球面副磨损间隙的空间并联机构动力学模型,求解得到数值结果,对比分析磨损前/后机构动力学响应的变化,并分析初始间隙值、有/无负载对磨损后机构动力学响应的影响。结果表明,磨损后的非规则间隙对并联机构动态特性带来不利的影响,且增大间隙值和引入负载降低了并联机构运行的稳定性。 展开更多
关键词 空间并联机构 动力学响应 球面副 磨损间隙
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浮动坐标系下大变形柔性梁的变形梯度单元 被引量:1
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作者 陈渊钊 朱健成 +2 位作者 吴文军 杜晓康 章定国 《力学学报》 北大核心 2025年第1期249-260,共12页
机械臂振动控制通常采用浮动坐标系法建立动力学模型,以确保关节运动和振动抑制有合适控制变量.但浮动坐标法受到小变形的限制,求解大变形动力学问题的精度不高,而常用的大变形建模理论,如绝对节点坐标法可以精确求解机械臂的大转动和... 机械臂振动控制通常采用浮动坐标系法建立动力学模型,以确保关节运动和振动抑制有合适控制变量.但浮动坐标法受到小变形的限制,求解大变形动力学问题的精度不高,而常用的大变形建模理论,如绝对节点坐标法可以精确求解机械臂的大转动和大变形问题,却未能提供合适的振动控制变量.为此,文章提出了一种新的大变形场离散方案-变形梯度单元,该单元采用节点变形及其梯度作为节点坐标,无任何小变形假设,其节点坐标能准确转化为节点的绝对节点坐标及其梯度,可视之为绝对节点坐标法的等效单元,能精准描述柔性体的大变形运动.研究表明:(1)变形梯度单元求解梁结构的大变形静力学问题时,其结果与绝对节点坐标法缩减梁单元的完全相同,求解效率相当;(2)模型与绝对节点坐标法处理大变形动力学问题的解几乎完全相同,可说明模型的正确性.通过广义α法求解时,由于模型和绝对节点坐标法的动力学方程形式上的差异,两种方法的动力学数值解存在非常微小的差异;(3)对于大变形机械臂的关节运动控制,基于小变形假设的一次近似刚柔耦合模型极易给出错误甚至发散的预测结果;(4)模型自然区分了关节的大转动和梁的大变形,结合PD控制策略对系统施加关节驱动力矩和若干个横向控制力,此时系统李雅普诺夫函数对时间的导数为非正定,系统能量随着时间的递增会逐渐衰减,系统稳定,且横向控制力越多,机械臂残余振动抑制效果越佳. 展开更多
关键词 浮动坐标系法 大变形 振动抑制 机械臂
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具有区间不确定性的柔性多体系统动力学反问题 被引量:1
9
作者 郭祥 靳艳飞 《振动工程学报》 北大核心 2025年第5期974-983,共10页
针对具有区间不确定性的柔性多体系统动力学反问题,提出了一种嵌套的Chebyshev多项式代理模型和改进的粒子群优化(IPSO)算法,对系统中的输入和结构参数的边界进行识别。建立具有区间不确定性的多体系统动力学方程,并采用区间中点和区间... 针对具有区间不确定性的柔性多体系统动力学反问题,提出了一种嵌套的Chebyshev多项式代理模型和改进的粒子群优化(IPSO)算法,对系统中的输入和结构参数的边界进行识别。建立具有区间不确定性的多体系统动力学方程,并采用区间中点和区间半径来描述给定的区间不确定性的输出响应。对柔性多体系统动力学的输出响应建立Chebyshev多项式代理模型。通过IPSO算法反求未知参数的区间中点和区间半径。所提方法采用Chebyshev多项式代理模型逼近原区间不确定性柔性多体系统,进一步节约了IPSO算法寻优过程的计算成本。 展开更多
关键词 区间不确定性 柔性多体系统 动力学反问题 Chebyshev多项式代理模型
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黏滑摩擦的光滑化互补模型及其在摩擦摆隔震支座中的应用 被引量:1
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作者 吴阳 张楠 +3 位作者 张欣刚 张树翠 毕皓皓 姚文莉 《振动与冲击》 北大核心 2025年第1期272-280,324,共10页
为研究摩擦摆隔震支座在地震作用下的黏滑摩擦响应问题,提出一种处理非光滑黏滑摩擦问题的光滑化模型。首先,基于线性互补理论构建摩擦力余量和相对滑移速度的互补方程。其次,在短时区间内对相对滑移速度进行时间平均,利用时均滑移速度... 为研究摩擦摆隔震支座在地震作用下的黏滑摩擦响应问题,提出一种处理非光滑黏滑摩擦问题的光滑化模型。首先,基于线性互补理论构建摩擦力余量和相对滑移速度的互补方程。其次,在短时区间内对相对滑移速度进行时间平均,利用时均滑移速度代替时变滑移速度重构互补变量,并将其转化为一组非线性互补方程,从而将非光滑的黏滑摩擦问题进行光滑化处理。随后,将摩擦摆隔震支座等效为一种考虑恢复力效应的2维摩擦耦合模型,结合所提光滑化模型进行地震响应分析,并与经典的Coulomb摩擦模型和LuGre摩擦模型进行了对比验证。研究结果表明,所提模型既能够在宏观上反映黏滑摩擦的stick-slip切换,同时还能实现非光滑问题的光滑化分析,避免在非光滑事件中频繁切换动力学模型。采用不同摩擦模型对摩擦摆隔震支座的地震响应进行计算,验证了所提模型的准确性和有效性。 展开更多
关键词 非线性互补(NLCP) 黏滞-滑移 模型光滑化方法 摩擦摆隔震支座(FPB)
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具备保持架运动特性感测功能的摩擦自供电航天飞轮轴承
11
作者 高帅 肖锦涛 +2 位作者 韩勤锴 詹宇鹏 周宁宁 《轴承》 北大核心 2025年第4期22-28,共7页
滚动轴承运行中的打滑和保持架不稳定涡动会显著影响航天器飞轮系统的指向精度。提出了一种可应用于航天器飞轮系统的摩擦自供电轴承(KSTSPB),其利用保持架非导向间隙空间开发摩擦发电组件,利用保持架的周向及平面运动空间感知保持架的... 滚动轴承运行中的打滑和保持架不稳定涡动会显著影响航天器飞轮系统的指向精度。提出了一种可应用于航天器飞轮系统的摩擦自供电轴承(KSTSPB),其利用保持架非导向间隙空间开发摩擦发电组件,利用保持架的周向及平面运动空间感知保持架的运动学行为,可实现保持架异常运动特征的实时监测。采用高速摄像并在保持架上标记识别点阵的保持架运动精准测量方法进行验证,结果表明,KSTSPB输出信号同时受到轴承速度和载荷的影响,其输出电压与涡动间隙指标之间呈负相关性,可实现对保持架打滑的定量分析以及保持架不稳定涡动的定性分析。 展开更多
关键词 滚动轴承 航空航天 飞轮 摩擦电 保持架 打滑 涡动
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串链式太阳帆航天器进出地影刚-柔-热耦合动力学分析
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作者 彭奕翔 刘铸永 +2 位作者 袁婷婷 刘锦阳 武云丽 《中国空间科学技术(中英文)》 北大核心 2025年第6期84-98,共15页
针对串链式太阳帆航天器在轨进出地影期间冷热交变引起的航天器热致振动问题,提出一种刚柔热耦合的动力学建模方法。首先推导了柔性板的动力学变分方程和热传导方程,然后同时考虑中心刚体姿态角、帆板转角、帆板弹性变形以及进出地影对... 针对串链式太阳帆航天器在轨进出地影期间冷热交变引起的航天器热致振动问题,提出一种刚柔热耦合的动力学建模方法。首先推导了柔性板的动力学变分方程和热传导方程,然后同时考虑中心刚体姿态角、帆板转角、帆板弹性变形以及进出地影对太阳辐射热流密度的影响,基于单向递推组集的方法建立了串链式太阳帆航天器的多物理场耦合动力学模型。采用铰相对坐标和模态坐标缩减自由度,有效提升了计算效率。仿真结果表明,在航天器进入阴影区和重新进入阳照区时,中心刚体的角速度和太阳帆板的挠度均会产生明显的振动,振幅随着换热系数增大而减小,振动衰减后帆板温度接近于环境温度。揭示了多源耦合振动对系统运动稳定性的影响规律,为变温度场下串链式太阳帆航天器的姿态控制建立基础。 展开更多
关键词 串链式太阳帆航天器 进出地影 刚-柔-热耦合 动力学 单向递推组集方法
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非对称径向电磁轴承结构设计及电磁特性分析
13
作者 李雪威 滕伟 +2 位作者 吴传磊 秦润 柳亦兵 《轴承》 北大核心 2025年第8期51-59,共9页
为了降低卧式飞轮转子系统径向电磁轴承的损耗,结合转子系统的实际承载需求,设计了一种磁极非对称的径向电磁轴承,采用等效磁路法推导了电磁合力的数学模型,完成了该非对称径向电磁轴承的参数设计;采用Ansys Maxwell软件对非对称径向电... 为了降低卧式飞轮转子系统径向电磁轴承的损耗,结合转子系统的实际承载需求,设计了一种磁极非对称的径向电磁轴承,采用等效磁路法推导了电磁合力的数学模型,完成了该非对称径向电磁轴承的参数设计;采用Ansys Maxwell软件对非对称径向电磁轴承的静磁场特性和承载力特性进行分析,并采用场路耦合有限元仿真对非对称和对称2种结构的径向电磁轴承总损耗进行对比。结果表明:设计的非对称径向电磁轴承能够以较小的控制电流满足转子系统的悬浮要求;与对称径向电磁轴承相比,在同等承载力要求下,转子静态悬浮和高速旋转工况下非对称径向电磁轴承的总损耗分别降低了8.38%和15.81%;在同等电流激励下,非对称径向电磁轴承具有更大的承载力和更小的损耗。 展开更多
关键词 滑动轴承 磁力轴承 非对称 结构设计 损耗 有限元分析
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高速列车轴箱轴承低频波动载荷加载装置
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作者 侯宇 郑勇辉 +1 位作者 孙鹏田 王曦 《轴承》 北大核心 2025年第2期46-52,共7页
在高速列车运行过程中,复杂的轮轨关系等因素会使轴箱轴承承受宽频带的波动冲击载荷,导致滚子-滚道接触载荷大幅变化,加速轴承的磨损及疲劳失效。为在实验室环境中模拟轴箱轴承运用过程中承受的低频波动载荷,基于凸轮-弹簧机构设计、搭... 在高速列车运行过程中,复杂的轮轨关系等因素会使轴箱轴承承受宽频带的波动冲击载荷,导致滚子-滚道接触载荷大幅变化,加速轴承的磨损及疲劳失效。为在实验室环境中模拟轴箱轴承运用过程中承受的低频波动载荷,基于凸轮-弹簧机构设计、搭建了一种低频波动载荷加载装置并开发了相应的轴箱轴承试验台架,加载装置施加的低频波动载荷以及在波动加载工况下轴箱轴承内部动态载荷分布情况的试验结果表明,所设计的波动载荷加载装置能够对轴箱轴承施加给定幅值、频率的波动载荷,轴承承载区域滚子-滚道接触载荷的波动情况与轴承总外加载荷的波动情况一致,验证了该波动载荷加载装置的有效性和可行性。 展开更多
关键词 滚动轴承 轴箱轴承 高速列车 变载荷 加载 试验台架
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基于几何精确梁的侧凸脊柱降阶建模及振动分析
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作者 肖祖铭 郭建峤 +3 位作者 冯志杰 郭伟 刘晓民 田强 《力学学报》 北大核心 2025年第11期2666-2677,共12页
提出了基于医学影像与几何精确描述的脊柱侧凸患者胸腰椎多柔体动力学建模方法,并通过振动模态与传递率分析,理解脊柱侧凸对其人因振动响应的影响机制.基于正侧位X光片提取侧凸脊柱三维几何参数,结合运动节律约束,驱动脊柱肌骨系统动力... 提出了基于医学影像与几何精确描述的脊柱侧凸患者胸腰椎多柔体动力学建模方法,并通过振动模态与传递率分析,理解脊柱侧凸对其人因振动响应的影响机制.基于正侧位X光片提取侧凸脊柱三维几何参数,结合运动节律约束,驱动脊柱肌骨系统动力学模型调整至侧凸脊柱构型.在此基础上,将椎间盘及与其相连的两个椎体简化为几何精确梁单元,单元节点对应椎体质心,其旋转矢量对应椎体三维姿态,单元刚度矩阵由包含椎间盘、韧带及肌肉贡献的椎间刚度线性化得到.进一步,开展侧凸脊柱模态与振动传递率分析,探讨侧凸脊柱形态对其生物动力学响应的影响机制.数值分析得到的固有频率、头足向传递率等结果与文献实测或仿真值具有一致性,脊柱侧凸会引起其矢状面和冠状面振动耦合,在提升侧凸脊柱头足向共振频率的同时,降低传递率幅值.本研究为揭示脊柱侧凸患者的个性化人因振动机制提供了多柔体动力学建模与分析方法,为车辆振动舒适性评估及临床诊疗康复方案设计等提供了理论支撑与定量分析模型. 展开更多
关键词 脊柱侧凸 多柔体动力学 几何精确梁 个性化建模 模态分析 振动传递率
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飞行器箱式发射安全性研究
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作者 孙英超 徐锦岗 +3 位作者 李玉亮 索涛 欧阳金栋 林海彬 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第S2期50-55,共6页
为了精确分析发射系统与飞行器相互耦合对飞行器发射出箱安全性的影响,基于LS-DYNA软件建立飞行器、发射箱、发射架多体系统柔性动力学模型。结合动力松弛方法初始化,研究了发射角对飞行器出箱姿态的影响规律。通过对发射飞行试验数据... 为了精确分析发射系统与飞行器相互耦合对飞行器发射出箱安全性的影响,基于LS-DYNA软件建立飞行器、发射箱、发射架多体系统柔性动力学模型。结合动力松弛方法初始化,研究了发射角对飞行器出箱姿态的影响规律。通过对发射飞行试验数据与仿真结果一致性对比,验证了仿真模型和建模方法的准确性、合理性。进一步开展了各参数对飞行器姿态的影响,最终得出质量、摩擦因数、质心以及推力线位置对飞行器姿态有显著影响。该结论可为飞行器箱式发射参数设计提供参考。 展开更多
关键词 柔体动力学 箱式发射 运动姿态 飞行器 发射安全性
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基于无网格法的中心刚体-FGM微梁动力学建模和仿真
17
作者 杜超凡 徐宁宁 +3 位作者 黎亮 余传斌 章定国 方建士 《力学学报》 北大核心 2025年第10期2432-2445,共14页
采用无网格点插值法和无网格径向基点插值法描述柔性体微梁的变形场,对旋转功能梯度材料(FGM)微梁的动力学特性进行研究.基于修正偶应力理论和刚柔耦合动力学建模理论,在浮动坐标系中描述变形位移,计及由横向弯曲变形所引起的纵向缩短量... 采用无网格点插值法和无网格径向基点插值法描述柔性体微梁的变形场,对旋转功能梯度材料(FGM)微梁的动力学特性进行研究.基于修正偶应力理论和刚柔耦合动力学建模理论,在浮动坐标系中描述变形位移,计及由横向弯曲变形所引起的纵向缩短量,即非线性耦合变形项,在系统动能中保留与之有关的所有高阶量,在系统势能中加入了考虑尺度效应的偶应力张量和曲率张量,利用第二类Lagrange方程,建立了旋转FGM微梁的高次刚柔耦合非线性动力学模型.通过仿真算例,比较了一次近似模型和高次模型的适用范围,同时验证了所建模型的正确性.进一步研究了材料梯度变化、材料特征长度参数变化以及转动规律等因素对旋转微梁瞬态动力学响应和稳态自由振动的影响规律.当梁的厚度减小到与材料的特征长度参数接近时,尺度效应对FGM微梁系统的瞬态动力学响应和稳态自由振动的影响不可忽略.将无网格法的仿真结果与传统有限元法和假设模态法进行比较分析,表明了无网格法作为一种柔性体离散方法在刚柔耦合多体系统动力学的研究中具有可推广性,丰富了柔性多体系统动力学领域的离散方法. 展开更多
关键词 无网格法 功能梯度材料微梁 尺度效应 刚柔耦合动力学
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基于路面几何约束的履带车辆动力学约化建模 被引量:1
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作者 孙博天 李文涵 +1 位作者 柳月 王雪峰 《动力学与控制学报》 2025年第11期44-52,共9页
履带车辆拥有良好的路面适应能力,被广泛应用于各类复杂地形中.基于动力学建模的履带车辆仿真是研究履带车辆动力学性能与优化设计参数的有效手段.履带车辆和路面之间的复杂接触常常会降低履带车辆模型的求解效率和稳定性.本文提出了一... 履带车辆拥有良好的路面适应能力,被广泛应用于各类复杂地形中.基于动力学建模的履带车辆仿真是研究履带车辆动力学性能与优化设计参数的有效手段.履带车辆和路面之间的复杂接触常常会降低履带车辆模型的求解效率和稳定性.本文提出了一种将路面视为几何约束嵌入到动力学模型中的约化建模方法,在给定路面和轮子几何后,通过离线计算得到一条不依赖于行驶速度和其他车辆参数的名义轮心轨迹,即轮与路面接触的轨迹约束.在轨迹的几何约束基础上,依据负重轮所受路面支持力的大小及轮心位置,可以判断车轮何时与路面接触,这使得模型能有效模拟复杂路面条件下的履带车辆通过性.所提出的模型在不同频率的正弦路面和带坑洞的路面上进行了仿真验证. 展开更多
关键词 履带车辆 动力学 约束嵌入 模型降维
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串链式太阳帆板航天器刚-柔-热耦合多体动力学研究
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作者 彭奕翔 袁婷婷 +1 位作者 刘锦阳 武云丽 《宇航学报》 北大核心 2025年第10期2029-2043,共15页
基于串链式太阳帆板航天器多源耦合动力学需求,建立了刚-柔-热耦合分析模型并开展振动特性研究。针对冷热交变环境引发的热致振动问题,通过推导柔性板动力学变分方程与热传导方程,构建了太阳辐射热流密度、光压强度与系统位形参数的耦... 基于串链式太阳帆板航天器多源耦合动力学需求,建立了刚-柔-热耦合分析模型并开展振动特性研究。针对冷热交变环境引发的热致振动问题,通过推导柔性板动力学变分方程与热传导方程,构建了太阳辐射热流密度、光压强度与系统位形参数的耦合关系式。基于单向递推组集方法,采用铰相对坐标与模态坐标混合描述,建立了适用于复杂构型的动力学模型,有效降低了计算维度。通过与商业软件仿真结果对比验证,模型计算误差小于3.2%。研究揭示了连接板刚度、热流密度及关节力矩对系统稳定性的影响规律:当连接板刚度降低至临界值时,系统固有频率偏移量超过15%;太阳热流强度与结构热变形呈非线性正相关,最大变形量可达0.06 m;关节力矩输入可抑制83%的热致振动幅值。研究成果为航天器热-结构-控制一体化设计提供了理论支撑。 展开更多
关键词 串链式太阳帆板 刚-柔-热耦合 多体动力学 单向递推组集方法
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大型掘进机主驱动轴承动态性能测试系统 被引量:1
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作者 李帅远 周建军 +2 位作者 常振 周凯 王利明 《轴承》 北大核心 2025年第6期73-79,共7页
为获取隧道掘进机主驱动轴承的关键动态性能,采用多位测点法采集振动、温度和油液信号并进行数据分析处理,对主驱动轴承动态性能进行多方位测量,利用LabVIEW虚拟仪器构建盾构机主驱动轴承动态性能测试系统,通过盾构轴承综合性能试验平... 为获取隧道掘进机主驱动轴承的关键动态性能,采用多位测点法采集振动、温度和油液信号并进行数据分析处理,对主驱动轴承动态性能进行多方位测量,利用LabVIEW虚拟仪器构建盾构机主驱动轴承动态性能测试系统,通过盾构轴承综合性能试验平台进行试验,结果表明,该测试系统操作简便、准确,可实时监测、采集主驱动轴承的振动、温度和油液等信号,并通过数据分析处理获取主驱动轴承的运行状态,为盾构机主驱动轴承动态性能评估体系提供数据支撑。 展开更多
关键词 滚动轴承 转盘轴承 圆柱滚子轴承 掘进机 综合测试系统 虚拟仪器
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