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  • 简介:引入状态变量表示力学系统约束方程;建立状态空间中运动约束系统新型变分原理;导出运动约束系统带乘子运动微分方程和广义状态变量运动微分方程;证明状态空间中运动约束系统运动方程是奇异;举例说明所得结果应用.

  • 标签: 分析力学 状态空间 运动约束 变分原理 运动方程
  • 简介:分析动力学与分析结构力学在数学理论上是一致.振动与结构力学问题,其实只是一个符号之差,分析力学方法对两方面可通用.双曲型偏微分方程与椭圆型偏微分方程也是差一个符号.虽然性质不同,但分析上有共同之处.本文提出在有限元分析方面,不用对时间、空间分别离散而是组成混和时空混和有限元网格.数值结果表明,时空混和有限元是有前途

  • 标签: 分析结构力学 时空混和元 双曲型偏微分方程 多尺度
  • 简介:研究了受到打击空间多刚体系统考虑库仑摩擦时动力学求解方法.在引入新无量纲时间参数后,通过建立相应动量-冲量一阶微分方程,将在趋近于零冲击区间讨论变为在有限区间中来分段研究含滑动-粘滞冲击过程,得到了受到打击空间离散系统考虑库仑摩擦时动力学求解方法.

  • 标签: 空间多刚体系统 冲击问题 空间离散系统 动力学
  • 简介:随着卫星技术发展,分离技术研究日益重要。运用动力学知识和虚拟样机技术,实现了对卫星分离动力学分析及姿态预测,对比理论计算与ADAMS仿真分析结果,验证了模型正确性。同时也分析了各种因素对母子星运动状态影响。对单弹簧和四弹簧分离机构防故障能力进行仿真分析,比较两个方案利弊。运用ADAMS对空间飞行器进行地面仿真,避免了复杂动力学计算,具有广泛应用前景。

  • 标签: 卫星分离 速度 角速度 安装偏差 ADAMS仿真
  • 简介:通过在海洋平台顶部安装主动调谐质量阻尼器(AMD),研究了平台在冰荷载作用下主导模态H∞控制.首先采用H∞方法与模态空间平衡降阶法进行控制设计,然后基于虚拟激励法得到了系统冰致振动解答,并应用此解答进行了广泛参数研究,确定了平台减振效果最佳时H∞控制器最优参数.通过该应用特例,以评价H∞控制器有效性.结果表明如果H∞控制器参数选择合适,则可以显著减小平台冰致振动响应.

  • 标签: 平衡降阶法 H∞控制 模态空间控制 冰致振动 海洋平台
  • 简介:利用图形分析方法对(2+1)维频散长波方程旋转孤立波之间相互作用进行了详细分析,发现了旋转孤立波相互作用产生一些新重要非线性现象.这就是,两个旋转孤立波碰撞是完全非弹性,它们碰撞之后可以合并成一个旋转孤立波或一个不旋转孤立波,同时可以发生波形转换及性质改变等现象,这些现象发现,对非线性水波传播与相互作用规律进一步认识、对非线性水波控制与利用都具有重要理论意义.

  • 标签: 相互作用 旋转孤立波 不旋转孤立波 非线性水波
  • 简介:空间绳网展开效果是空间绳网捕获任务成功关键所在,而空间绳网展开效果性能指标和设计参数都数目较多,且单次仿真试验耗时较长,为了避免进行耗时极长全析因仿真试验,考虑采用正交试验设计方法以减少试验次数.本文针对影响空间绳网展开效果设计参数开展了灵敏度分析,首先提出了空间绳网展开性能指标和设计参数,然后基于正交试验设计安排仿真试验,获得了正交试验结果,最后综合运用极差法和方差法,对正交试验结果各项性能指标依次进行了参数灵敏度分析.通过本文研究,精简了设计参数和待优化性能指标的个数,为下一步空间绳网展开参数优化设计打好了基础.

  • 标签: 空间绳网 正交试验 灵敏度分析
  • 简介:基于有限变形原理,采用微分几何方法推导了不考虑剪切、转动惯量和翘曲影响曲梁三维变形应力-应变关系.然后利用Hamilton变分原理推导了三维空间曲梁在考虑三个位移自由度和三个转动自由度下非线性动力学方程.把得到非线性动力学方程退化为面内圆弧拱线性动力学方程,并与已有结果进行了对比.非线性动力学方程建立为曲梁非线性动力学分析做好了必要准备.

  • 标签: 空间曲梁 动力学方程 微分几何 变分原理
  • 简介:研究了空间结构振动抑制被动非线性消振方法.提出了适用于空间环境非线性消振器结构及动力学模型,该结构通过引入磁力实现空间环境下航天器结构振动抑制.然后,从理论上建立了含有非线性消振器空间悬臂梁结构动力学模型,并通过Galerkin截断及数值分析方法分析了瞬态激励下非线性消振器对空间悬臂梁结构被动振动抑制效果.仿真结果表明,该被动非线性消振器对系统能量耗散率可以达到92%,可以实现非常好振动抑制效果,能够适应空间环境,并提高航天系统可靠性.

  • 标签: 非线性消振器 磁力 被动控制 非线性动力学
  • 简介:为了模拟空间分离过程,在地面上研制了具备五自由度大型缓冲试验台,以此研究在对接分离过程中运输飞船和空间站相对分离速度、姿态角及姿态角速度等变化规律.本文建立了地面环境及空间零重力环境两种状态下理论分离模型,对比了两种状态下分离过程和结果;同时还建立了两种状态下全数值样机仿真模型,依据某工况下试验条件,计算分析了运输飞船和空间站在分离过程中运动特性.从理论和数值仿真两方面阐述了缓冲试验台在模拟分离时情况,论证了利用缓冲试验台模拟空间状态下两飞行器分离过程有效性.

  • 标签: 空间对接机构 缓冲试验台 连接分离 仿真
  • 简介:为了保证空间站正常运行所需要大量能源及发射入轨时较小重量代价,我国空间站采用大面积柔性电池翼设计方案.大柔性电池翼因其结构复杂且频率极低,在轨运行时又要承受多次大机动过程产生载荷,各承力组件强度校核和参数设计成为影响整个空间站任务成败重要环节.本文从工程应用角度出发建立了空间站柔性电池翼线性简化模型,计算并分析了柔性电池翼在轨大机动过程中各关键组件载荷,计算结果可对大柔性电池翼强度校核和减重设计起到一定指导作用.

  • 标签: 空间站 柔性电池翼 伸展机构 载荷计算 模态综合法
  • 简介:考虑执行机构性能、传感器空间指向等复杂约束,研究了空间飞行器姿态机动路径规划问题.建立了姿态机动路径规划模型,并通过使用微分平坦理论将其映射到平坦输出空间,消除微分方程约束同时降低设计空间维数;给出了平坦输出参数化描述伪谱法,并运用共形映射、重心插值等技术改善了微分矩阵病态特性,提高了路径规划精度.仿真表明:该方法能够较快规划出满足约束姿态机动路径,对工程应用具有一定参考价值.

  • 标签: 姿态机动 微分平坦 共形映射 Chebyshev伪谱法
  • 简介:针对地球静止轨道空间碎片清除需求,开展了服务星通过绳索拖拽空间碎片离轨多体动力学与控制仿真研究.分析了在轨拖拽期间系统拓扑构型,采用递推方法推导了考虑地球J2摄动服务星和空间碎片柔性多体动力学方程组,建立了基于集中参数法绳索动力学模型,通过约束方程将绳索与服务星和空间碎片相连接,建立了服务星姿态控制力矩方程,最后形成了服务星在轨拖拽空间碎片期间柔性多体系统多体动力学方程.通过悬链线模型与本文采用集中参数模型比较验证了本文采用柔性绳索模型正确性,然后通过数值仿真分析了与服务星质量接近空间碎片被拖动期间动力学特性,为这类航天器总体设计及空间碎片清除策略制定提供了参考依据.

  • 标签: 空间碎片清除 绳索力学模型 柔性航天器 多体系统动力学与控制 在轨服务
  • 简介:针对传统数值方法求解微分-代数方程过程中经常遇到违约问题,本文以空间太阳能电站太阳能接收器简化二维模型为例,采用辛算法模拟了简化模型展开过程,研究了辛算法在求解过程中约束违约问题.首先,基于Hamilton变分原理,将描述简化二维模型展开过程Euler-Lagrange方程导入Hamilton体系,建立其Hamilton正则方程;随后,采用s级PRK离散方法离散正则方程,得到其辛格式;最后,采用辛PRK格式模拟太阳能接收器二维展开过程.模拟结果显示:本文构造辛PRK格式能够很好地满足系统位移约束.

  • 标签: 辛PRK格式 保结构 空间太阳能电站
  • 简介:研究了由色关联色噪声驱动双稳杜芬模型稳态概率密度函数及状态变量均值和标准方差.首先应用一致有色噪声近似方法,推导出了具有色关联色噪声驱动双稳杜芬模型稳态概率密度函数解析表达式.分析了噪声"有色性"及关联性对稳态密度函数和状态变量均值、标准方差影响,发现了一些由白噪声激励杜芬模型中不会出现非线性现象:加性噪声强度、噪声之间关联系数和关联时间都能够诱导非平衡相变.

  • 标签: 色噪声驱动 色关联 模型 稳态分析 双稳 概率密度函数
  • 简介:探讨了摆非线性振动方程新解法.由此方程和初始条件着手,可推导出一系列派生性质,它们包括:最大位移,最大速度,初始加速度和相平面上相轨线.把近似运动表成Fourier级数形式,其中圆周频率也是待定.令近似运动满足这些派生性质,便可以定出待定Fourier系数和圆周频率.文中提出了4参数法和5参数法,即:4个或5个待定Fourier系数和圆周频率.分析计算表明,4参数法己有较高精度,5参数法结果己和精确解相差甚微.

  • 标签: 非线性振动方程 性质 派生 FOURIER级数 参数法 初始条件
  • 简介:对含Karnopp摩擦柔性滑移铰系统进行动力学建模和仿真.将滑移铰中滑块视为柔性体,滑道视为刚性接触面,考虑滑道与滑块之间间隙.由于柔性滑块与滑道接触状态和摩擦情况比较复杂,采用有限元方法建立了柔性滑块力学模型,基于罚函数方法建立含Karnopp摩擦柔性滑移铰接触力模型,通过试算迭代法判断柔性滑块各节点接触状态,基于KED方法和Newmark方法给出了含该滑移铰机械系统动力学方程数值算法.最后,以含Karnopp摩擦柔性滑移铰和驱动摆杆构成机械系统为例进行动力学仿真,分析了其动力学特性,验证了本文给出方法有效性.

  • 标签: 柔性滑移铰 Karnopp摩擦 间隙 有限元
  • 简介:提出了一个新加速增长加权网络模型.与以前边权固定模型或边权局部分配模型相比,该模型允许流被全局更新,并给出度、边权、与点强度分别服从幂律分布.特别地,这些幂律指数是非普适而且依赖于两个网络参数.该模型还指出点强度高度依赖于度并且它们之间服从幂律关系,这与许多实证研究结果相符.数字仿真验证了理论预测正确性.

  • 标签: 加权演化网络 边权全局演化 加速增长的网络 幂律分布
  • 简介:基于有限元基本理论,用ANSYS软件对(P/FGM/P)型带压电层功能梯度材料悬臂板结构进行了模态分析,这里选用SHELL99单元类型.给出(P/FGM/P)型带压电层FGM悬臂矩形板振动模态图,得到固有频率,并且对前8阶模态做模态分析,讨论了其对结构动力学行为影响.通过模态分析可以得知带压电层FGM悬臂矩形板模态振型有横向振动,扭转振动,拉伸振动,横向振动以前两阶模态为主,分析结果对系统结构设计与优化以及振动特性研究提供了有效依据.

  • 标签: 功能梯度材压电材料 悬臂板 ANSYS 模态分析
  • 简介:基于动力系统稳定性理论、数值计算分岔图和线性化系统最大Lyapunov指数,研究了经兴奋性化学耦合快峰神经元同步动力学.研究表明,随着一些关键参数改变,耦合神经元能呈现丰富同步行为,如各种周期同步和混沌同步.研究结果对理解神经元系统同步运动具有指导意义.

  • 标签: 快峰神经元模型 兴奋性化学突触 同步