大型偏心结构吊装欠约束问题研究

吊装施工过程中被吊模块的水平度是作业要求的重要指标,通常需要增加配重调平。传统有限元方法需要补充约束以消除单元刚体位移,且需要重复计算平衡方程来求解调平载荷,效率不高。将模块的运动分解为随动坐标系的整体运动以及相对该坐标系的弹性变形,可将欠约束问题化为多体系统的静平衡问题。基于虚功率原理推导了吊装平顺时刻的节点力平衡方程以及相应的切线刚度矩阵,并将配重表示为基础配重与载荷系数相乘的形式。通过对节点力平衡方程求导,得到一组以载荷系数为自变量的微分方程,通过求解微分方程并结合水平度判据,可快速搜寻满足水平度要求的载荷系数。数值算例表明,该方法在解决偏心模块吊装欠约束问题方面具有明显的优势,在确定配重载荷方面具有较快的速度和合理的精度。     

多体动力学程序切断铰的处理方法

多体系统动力学从非树系统派生出树系统的计算需要进行切断铰的处理。切断铰约束方程的形成是进行多体系统程序编写时的重要部分,其处理过程复杂,需要一定的技巧。本文引入了约束正交补轴的概念,详细介绍了几种典型(旋转铰、万向节、棱柱铰、旋转棱柱组合铰)切断铰位移约束方程、速度约束方程、加速度约束方程的形成方法,并给出了详细的程序化过程,该方法适用于任何类型的切断铰。最后给出相应算例,结果表明本文的方法能快速、正确地形成切断铰约束方程。     

含非理想空间棱柱铰的多体系统接触分析

传统的接触分析方法通过物体间的相对运动确定接触位置. 将这种方法用于多体系统中铰内 的接触分析时, 无论铰内间隙是否十分微小都必须解除铰的运动学约束, 从而导致求解效率 和求解精度方面的诸多弊端. 基于铰约束反力与铰内接触力之间的力系等效关系, 以及铰内 可能接触点运动之间内在的运动学关系, 以矩形截面的棱柱铰为例, 提出了一种对空间 棱柱铰进行摩擦接触分析的方法, 可在不解除铰的运动学约束的前提下得到铰内接触模式和 接触力. 数值算例验证了方法的可行性.     

平面滑移铰内发生自激振动的充分条件

自激振动是含摩擦机械系统最严重也最具破坏性的运动形式. 目前, 通常以增加润滑的方式 尽可能减少自激振动. 本文以平面滑移铰为研究对象, 假设铰连接的物体为刚体, 并且认为 铰内的间隙为小量, 推导了平面滑移铰内产生不符合物理事实解的条件. 这可看作是导致系 统产生自激振动的一种诱因. 该条件适用于任何含平面滑移铰的机械系统.     

ON THE STABILITY BOUNDARY OF HAMILTONIAN SYSTEMS

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＭａｎｙｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｓｃａｎｂｅｖｉｅｗｅｄａｓｌｉｎｅａｒＨａｍｉｌｔｏｎｉａｎｓｙｓｔｅｍｓ.Ｗｈｅｎｗｅｓｔｕｄｙｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｓｙｓｔｅｍｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｔｈｅｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｓ,ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃａｎｂｅｒｅｇａｒｄｅｄａｓｔｈｅｓｙｓｔｅｍｄｅｐｅｎｄｉｎｇｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓ.Ｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｓｙｓｔｅｍｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ,ｓｕｃｈａｓｃｒｉｔｉｃａｌｌｏａｄ ,ｃｒｉｔｉｃａｌａｎｇ…     

平面棱柱铰内考虑摩擦效应的接触分析

研究了多体系统中平面棱柱铰内的摩擦接触分析。在忽略铰内的碰撞效应的前提下,根据接触力系与约束反力的等效关系,以及各个角点接触力自身满足的互补关系,得到了接触力系关于摩擦力的线性互补方程。结合库仑摩擦定律,确定了铰内角点处的接触反力以及摩擦合力;另外,由接触力曲线可以得到铰内的接触形式,以及各个接触形式发生改变的时刻。通过ADAMS算例验证,这些接触形式转换的时刻就是铰内发生碰撞的时刻,为高效率地研究铰内碰撞提供了可能。     

内参型四边形四节点拟协调平面单元

在拟协调框架之下,利用新的内参形函数构造了一个四边形四节点拟协调平面单元.新的内参位移函数也可以添加到等参单元Q4中来构造新的内参型等参单元.新构造的拟协调单元QC6N具有显式刚度矩阵,因而效率更高.数值例子表明相比于四节点等参单元,新构造的单元可以提高计算精度和抗网格畸变的能力.     

哈密顿系统的稳定性边界

通过采用摄动法对线性哈密顿参数系统的特征值和特征向量进行灵敏度分析，给出了此类系统的稳定性边界的判据，结果表明：具有约当链的系统重特征根对系统的稳定性起至关重要的作用。     

刚体单元及其在多体系统动力学中的应用

多体系统动力学分析软件要求人工输入形状复杂物体的质量、质心位置和转动惯量,而实际上这些参量并不容易获得。本文探索了一种以组成物体的刚体单元为基本要素的新方法,并结合实际需要具体构造了刚性四面体和刚性梁单元。以刚体单元为基础并内嵌网格剖分模块的分析软件能够自动获得这些参数,从而具备处理任何复杂系统的能力。仿真结果的对比分...     

月壤样品袋整形缠绕运动分析与仿真

月壤样品袋整形是探月工程月壤采样的重要一环。传统仿真分析是按照给定的几何参数和材料参数进行动力学建模。本文运用逆向思维，在样品袋顺利缠绕条件下，建立整形缠绕系统的运动学模型；根据样品袋顺利缠绕的运动方程和受力分析，得到顺利缠绕的卷筒驱动条件和结构运动参数范围。结果表明，导向套运行速度是影响缠绕的关键因素，且需要与卷筒角速度匹配调整。当卷筒角速度为0.6 r/min时，导向套运行速度调整为11.63 mm/min，可以使样品袋重叠点和失效范围达到最小。研究结果为样品袋整形缠绕系统设计提供了参考。