中心舱体与薄壁梁刚-柔耦合系统的热弹性-结构动力学分析

空间柔性结构受太阳热流冲击而诱发的振动是导致航天器失效的典型模式之一,准确预测结构热致振动的响应及稳定性是卫星设计的基础。针对常见的中心舱体与附属薄壁杆件组成的空间结构,提出了考虑刚-柔耦合、耦合热弹性和耦合热-结构三重耦合效应的热致振动分析理论模型。其中,刚-柔耦合是指舱体姿态角、顶端集中质量转动与柔性附件运动的耦合;耦合热弹性是指应变率与温度场的耦合;耦合热-结构是指舱体转动及结构变形与薄壁杆件吸收太阳热流的耦合。基于热弹性理论和Lagrange方程,推导了传热和运动的耦合方程;采用Laplace变换方法并使用Routh-Hurwitz稳定判据推导了稳定性边界方程。结果表明,该模型能够更为准确的给出热致振动响应及稳定性预测。     

运动颗粒流中的摩擦起电

绝缘颗粒系统的摩擦带电现象是一种普遍现象,但至今仍未得到很好的认识.月球及火星表面漂浮着大量尘埃颗粒,这将严重影响探测设备的太阳能帆板、散热和观察系统等的正常工作.近年来,电帘除尘方法被认为是在月表进行尘埃防护的有效手段,研究表明颗粒表面摩擦带电对月尘静电来源贡献最大,因此正确理解颗粒摩擦带电的机理对分析尘埃颗粒的运动规律至关重要.本文建立了一个基于高能态电子假定的分析模型来预测颗粒间的摩擦电荷分布.计算了颗粒摩擦生电与颗粒粒度的依赖关系,以及粒度范围对摩擦电荷产生的概率大小的影响.揭示了电荷分布的一个上限,并讨论了可能的原因.对粒子碰撞过程中的电荷转移进行了粒子动力学模拟,验证了理论预测结果.     

周期性正弦凸起凹凸板等效刚度的研究

针对构造正交各向异性周期性正弦凸起结构凹凸板的等效刚度问题，根据经典弹性薄板理论，基于对单胞结构力学特性分析和单胞结构在板宏观结构上周期性均匀化分布的特点，推导了正弦凸起凹凸板的等效刚度解析公式.以四边简支周期性正弦凸起结构凹凸板为例，将该文计算结果与有限元模拟结果进行对比，验证了该文等效刚度的合理性和精确性.最后，分析了正弦凸起凹凸板几何参数对等效刚度特性的影响，给出了结构几何参数与等效刚度之间的关系.结果表明:应用该文方法可以有效计算周期性正弦凸起凹凸板的等效刚度；由于凹凸板在构造上的几何结构变化，与基础平板相比其弯曲刚度和抗扭刚度都有明显的提升.该研究结果对凹凸板静力学和动力学的进一步研究以及实际工程应用具有指导意义.     

锑试金富集痕量金的研究——地质样品中ng/g级金的测定

研究了用锑作捕集剂富集地质物料中ng/g级金的新火试金法。此法分为捕集和灰吹两部分。当样品同含有氧化锑、碳酸钠、碳酸钾、硼砂、氧化铋和面粉的熔剂在950℃熔融时,金被捕集在熔融的锑中。然后灰吹此锑合金而得到含金的试金合粒(Ag粒或Ag-Pd粒)。结果表明,对于金的富集,锑试金法优于或等于铅试金,而试剂空白则低得多。试金合粒中金的测定可用发射光谱法(ES)或石墨炉原子吸收光谱法(AAN)完成。此两法的检出限都是0.1ng/g,分析空白0.7±0.3ng。对于3.4ng/g的样品,全过程的相对标准偏差,用ES法为10％,用AAN法是3.7％。上述方法快速,用于6个标准物质的测定,结果满意。     

棒球棒动力学分析

通过建立有限元模型, 寻找棒球的击球最佳点与棒球棒固有频率、模态振型 之间的联系. 假定棒球棒模型采用的是线弹性材料, 并且边界条件为两端自由, 这与实际是 相符合的. 接着讨论了给球棒``软木化'(在球棒头部掏出一个圆柱空腔, 在里面塞入软木 或橡胶, 然后盖上木帽) , 或者采用金属球棒都能增加``最佳点'的效果. 最后又通过实验验 证了该模型的正确性.