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卫星展开机构活动电缆干扰力矩特性研究
1
作者 陈凯 吴云强 +2 位作者 汪林 李金柱 陈伟男 《航天器环境工程》 2026年第1期34-42,共9页
针对卫星展开机构中活动电缆产生干扰力矩以及传统建模方法难以准确模拟柔性电缆大变形行为的问题,基于任意拉格朗日–欧拉描述的绝对节点坐标方法(ALE-ANCF)建立变长度电缆动力学模型,并结合约束条件构建系统控制方程。通过实验与仿真... 针对卫星展开机构中活动电缆产生干扰力矩以及传统建模方法难以准确模拟柔性电缆大变形行为的问题,基于任意拉格朗日–欧拉描述的绝对节点坐标方法(ALE-ANCF)建立变长度电缆动力学模型,并结合约束条件构建系统控制方程。通过实验与仿真对比验证了模型的准确性,并采用控制变量法分析了电缆直径、冗余度、固定点位置、展开转速、空间温度与重力加速度等关键参数对干扰力矩的影响。参数分析表明:减小电缆直径或增大固定点间距可显著降低干扰力矩;合理增加电缆冗余度也可降低干扰力矩;提高展开转速将加剧力矩波动;空间环境温度与干扰力矩呈负相关;微重力环境下力矩波动幅度减小,但电缆缠绕风险上升。该研究可为卫星展开机构中电缆系统的参数优化提供理论依据与数据支撑。 展开更多
关键词 卫星展开机构 活动电缆 干扰力矩 ALE-ancf方法 参数分析
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考虑航母运动的舰载机系留载荷研究
2
作者 吴承运 谢帅 +1 位作者 罗江雪 彭一明 《机械设计与制造工程》 2025年第11期51-56,共6页
恶劣海况下舰载机需要系留索约束以确保安全停放。通过功率谱函数模拟航母运动,考虑起落架缓冲器的非线性弹簧-阻尼特性以及轮胎弹性,基于绝对节点坐标(ANCF)法对系留索松弛、张紧状态下的系留索力进行计算并得到舰载机相对航母的偏移... 恶劣海况下舰载机需要系留索约束以确保安全停放。通过功率谱函数模拟航母运动,考虑起落架缓冲器的非线性弹簧-阻尼特性以及轮胎弹性,基于绝对节点坐标(ANCF)法对系留索松弛、张紧状态下的系留索力进行计算并得到舰载机相对航母的偏移量。由计算结果可知,系留索力在10^(5) N量级,舰载机相对甲板具有小位移运动,为舰载机起落架系留索设计选型提供了参考。 展开更多
关键词 舰载机 起落架 航母运动 系留索 绝对节点坐标法
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覆冰接触网舞动抑制措施分析
3
作者 马伟 《电气化铁道》 2025年第S1期134-139,共6页
基于ANCF梁单元建立架空接触网OCL的非线性有限元模型,模拟在20 m/s风速下不同参数OCL的舞动响应,分析不同跨距参数和线索张力对舞动抑制的影响,并通过均方根值量化跨距及张力变化对OCL舞动的抑制作用。研究结果显示,在250 m测试锚段中... 基于ANCF梁单元建立架空接触网OCL的非线性有限元模型,模拟在20 m/s风速下不同参数OCL的舞动响应,分析不同跨距参数和线索张力对舞动抑制的影响,并通过均方根值量化跨距及张力变化对OCL舞动的抑制作用。研究结果显示,在250 m测试锚段中,采用6跨分布并将张力设置为17 k N的最佳参数配置,在减小风舞动影响的同时还具有经济性优势。此外,采用中间短两边长的跨距分布方式相比传统等跨距结构亦有一定优化效果。 展开更多
关键词 架空接触网 ancf梁单元 覆冰舞动 有限元法
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配置节点策略的绝对节点坐标平面梁单元 被引量：1
4
作者 王佳 张钰龙 王腾飞 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第7期1405-1411,共7页
针对传统绝对节点坐标梁单元计算效率和收敛率较低的问题,本文提出了基于配置节点策略的绝对节点坐标有限元多节点平面梁单元的构建方法。单元位移场采用非均布的P阶勒让德多项式二阶导数的零点和单元边界点作为节点进行离散插值,单元... 针对传统绝对节点坐标梁单元计算效率和收敛率较低的问题,本文提出了基于配置节点策略的绝对节点坐标有限元多节点平面梁单元的构建方法。单元位移场采用非均布的P阶勒让德多项式二阶导数的零点和单元边界点作为节点进行离散插值,单元的弹性能和动能采用P点的龙贝格数值积分算法进行计算,这种配置使单元节点与数值积分点重合。采用P-1阶拉格朗日插值函数建立单元的位移场,使用增强的连续介质力学方法推导单元的弹性力及刚度阵,基于配置节点策略,推导了多节点绝对节点坐标平面梁单元。通过经典算例分析,验证了该单元在静力学及动力学方面的表现,讨论了单元的收敛性、精确性及计算效率。 展开更多
关键词 绝对节点坐标法 配置节点策略 配置节点绝对节点坐标梁单元 多节点梁单元 增强连续介质力学 p-细化方法 勒让德多项式 拉格朗日插值
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基于多项式混沌方法的柔性多体系统不确定性分析 被引量：11
5
作者 皮霆 张云清 吴景铼 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第19期2341-2343,2348,共4页
研究了柔性多体系统的参数不确定性问题。采用绝对节点坐标方法来描述柔性体的变形,运用多项式混沌方法对柔性多体系统进行不确定性分析。通过理论分析与算例研究,对比了多项式混沌方法与广泛使用的Monte Carlo方法的精度和效率。结果表... 研究了柔性多体系统的参数不确定性问题。采用绝对节点坐标方法来描述柔性体的变形,运用多项式混沌方法对柔性多体系统进行不确定性分析。通过理论分析与算例研究,对比了多项式混沌方法与广泛使用的Monte Carlo方法的精度和效率。结果表明,在相同精度要求下,多项式混沌方法在复杂柔性多体系统不确定性分析中效率更高,在工程分析中更具实用价值。 展开更多
关键词 柔性多体系统 绝对节点坐标 多项式混沌 随机响应面方法
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一种外LET柔顺半铰的动力学建模与分析 被引量：1
6
作者 李鹏飞 曹博宇 +2 位作者 汪振宇 赵晨 赵荣昌 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第14期1727-1733,共7页
对一种外LET柔顺半铰进行建模与动力学特性分析.采用斜率不连续的绝对节点坐标法(ANCF)建立了该柔顺半铰系统动力学方程;对外力作用下半铰中心线和外轮廓的运动变形进行仿真,与实验结果对比,证明了绝对节点坐标法对柔顺半铰动力学建模... 对一种外LET柔顺半铰进行建模与动力学特性分析.采用斜率不连续的绝对节点坐标法(ANCF)建立了该柔顺半铰系统动力学方程;对外力作用下半铰中心线和外轮廓的运动变形进行仿真,与实验结果对比,证明了绝对节点坐标法对柔顺半铰动力学建模的有效性;进一步分析了半铰外形尺寸变化对其变形规律的影响. 展开更多
关键词 柔顺机构 外LET柔顺半铰 绝对节点坐标法 斜率不连续性
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柔性多体系统设计灵敏度的高效计算方法
7
作者 皮霆 张云清 陈立平 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期5-8,共4页
通过使用绝对节点坐标方法和非线性应变位移关系,提出了一种组装柔性多体系统设计灵敏度方程的方法.该方法不仅可以避免推导灵敏度方程所需的大量符号计算,而且能够提高计算灵敏度的效率.给出了平面柔性曲柄滑块机构的算例,通过直接微... 通过使用绝对节点坐标方法和非线性应变位移关系,提出了一种组装柔性多体系统设计灵敏度方程的方法.该方法不仅可以避免推导灵敏度方程所需的大量符号计算,而且能够提高计算灵敏度的效率.给出了平面柔性曲柄滑块机构的算例,通过直接微分法与伴随变量法的对比,表明所提出的方法不仅能够保证精度,而且对于中等规模的设计灵敏度分析,能够使直接微分法达到与伴随变量法相当的效率,具有广泛的工程应用价值. 展开更多
关键词 动力学 灵敏度分析 柔性多体系统 绝对节点坐标 直接微分法
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基于绝对节点坐标法的平面梁有限变形下变形重构 被引量：6
8
作者 吴懋琦 谭述君 高飞雄 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期2776-2789,共14页
现有的对有限变形条件下柔性结构变形重构的研究往往单纯基于曲率与应变间的几何关系,同时忽略了被测体的纵向变形及其与弯曲变形的耦合效应.为得到一种更加精确且能借助现有的力学工具进行应用方向扩展的变形重构方法,以平面梁为对象,... 现有的对有限变形条件下柔性结构变形重构的研究往往单纯基于曲率与应变间的几何关系,同时忽略了被测体的纵向变形及其与弯曲变形的耦合效应.为得到一种更加精确且能借助现有的力学工具进行应用方向扩展的变形重构方法,以平面梁为对象,借鉴变形重构逆有限元法的思想,将平面梁的变形重构问题视作一类最优化问题.首先,通过引入绝对节点坐标法(absolute nodal coordinate formulation,ANCF)对柔性结构大变形下非线性的平面梁应变-位移关系进行精确描述,构造了一种逆梯度缩减ANCF平面索梁单元.然后,对此逆ANCF单元进行改进,在简化节点自由度的同时通过引入罚函数确保单元节点处的曲率连续性,既保证了本问题的适定性,也提升了最终解的精确性.最后,基于该单元利用Newton法构造了平面梁有限变形下变形重构问题的两种求解算法,即逐单元算法和多单元整体算法,以实现不同需求下的稳定求解.数值仿真结果表明,本方法在大变形条件下的变形重构误差小于1%,而且在测点较少的情况下依然保持较高的精度,同时验证了本方法的收敛性与计算效率. 展开更多
关键词 绝对节点坐标法 变形重构 逆有限元法 有限变形 平面梁
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绝对节点坐标梁单元弹性力建模及模态仿真的常见方法对比研究
9
作者 周川 赵春花 +1 位作者 独亚平 郭嘉辉 《上海工程技术大学学报》 CAS 2022年第2期196-204,共9页
通过理论推导和数值分析,研究二维绝对节点坐标梁单元在不同弹性力建模方法下的模态参数.介绍连续介质力学、增强连续介质力学以及应变分解法,并推导应变分解法应用的局限性,从理论角度说明了3种方法的特点.基于广义特征方程得到不同弹... 通过理论推导和数值分析,研究二维绝对节点坐标梁单元在不同弹性力建模方法下的模态参数.介绍连续介质力学、增强连续介质力学以及应变分解法,并推导应变分解法应用的局限性,从理论角度说明了3种方法的特点.基于广义特征方程得到不同弹性力建模方法下的绝对节点坐标梁单元的4种固有模态,以简支梁结构为例,分析绝对节点坐标梁单元弹性力建模方法对4种固有模态的作用规律.不同弹性力建模方法下,横向低阶单元的4种固有频率相较横向高阶单元更高,表现得更“刚”.连续介质力学方法下,各单元的低阶剪切固有频率与解析解存在20%~30%误差,而应变分解法和增强连续介质力学方法能够将剪切固有频率的误差控制在4%内,提高单元收敛精度. 展开更多
关键词 绝对节点坐标法 固有频率计算 应变分解法 增强连续介质力学方法 连续介质力学方法
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