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相似文献
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1.
基于张力场理论的薄膜褶皱研究评述   总被引:2,自引:0,他引:2  
张力场理论是较早提出的研究薄膜褶皱的理论,该理论忽略了薄膜的弯曲刚度, 认为在褶皱区薄膜处于单轴的应力状态,褶皱的方向为大主应力方向,垂直于褶皱方向的小主应力为零.基于这种方法提出了很多褶皱的分析模型. 这些分析模型通过引入参数对薄膜的本构关系或变形梯度进行修正,然后通过数值的方法进行求解,可以得到褶皱形成以后的应力分布,及褶皱的方向. 其主要的缺点是不能得到褶皱的波长、幅度及数量等信息. 基于能量方法的褶皱分析,首先要假定褶皱的变形模式,然后通过能量关系得到褶皱幅度和波长的表达式. 本文对比分析薄膜褶皱的不同分析方法,并指出了薄膜褶皱研究的发展趋势.  相似文献   

2.
空间充气薄膜结构的褶皱分析   总被引:3,自引:1,他引:2  
引入一个表征褶皱在纹理方向收缩特性的参数``收缩系数'来替代泊松比参与计算褶皱形变,并联合褶皱产生时的应力条件和褶皱特性,实现了对空间充气薄膜结构的褶皱分析,得到了褶皱存在时的充气薄膜结构的应力场和变形. 分析中重点讨论了``收缩系数'与泊松比的关系,并讨论了引入``收缩系数'约束变形后的变形协调条件. 将两维的褶皱分析方法拓展应用到三维充气结构的褶皱分析中,分析了充气管的弯皱变形,得到了临界皱曲和极限弯矩随结构及力学参数的变化规律. 通过简单的褶皱试验,定性地分析了褶皱的形变特性并与分析结果进行了比较验证,结果一致.   相似文献   

3.
空间薄膜结构褶皱的数值模拟最新研究进展   总被引:1,自引:0,他引:1  
褶皱问题是高精度空间薄膜结构最关心的问题之一, 它是影响薄膜结构形面精度的关键因素. 由于薄膜结构褶皱机理的复杂性, 该问题一直没能得到很好的解决, 人们对褶皱的认识, 目前主要是通过试验观察和数值模拟等方法. 本文综述了空间薄膜结构褶皱数值研究的发展和现状, 并对其中重要的和被广泛采纳的方法进行了重点介绍和评述. 最后对褶皱数值分析方法所面临的问题及其发展趋势作了初步展望.   相似文献   

4.
空间薄膜结构的褶皱形变预测   总被引:3,自引:2,他引:1  
空间充气结构技术是一项全新的空间结构构建技术,基于该技术的空间充气结构是未来空间任务的主要需求对象.该结构主要由薄膜构成,因此结构形面精度的保持是关键问题.褶皱是薄膜特有的现象,它的存在会严重影响结构形面精度,因此进行褶皱研究很有必要.根据屈曲理论联合薄膜褶皱的实际构型建立了薄膜结构褶皱的预测模型,分析了矩形平面薄膜受面内水平剪切情况下的褶皱,得到了褶皱幅度和褶皱波长以及薄膜结构产生褶皱时的临界压缩应力,通过与已有文献结果及本文实验结果的比较验证了该分析方法的有效性和结果的正确性.  相似文献   

5.
薄膜褶皱的非线性屈曲有限元分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
有限元模拟已经成为目前薄膜褶皱预测的重要工具。本文采用ANSYS SHELL63单元对薄膜受剪情况下的褶皱形变进行了非线性屈曲分析。通过本征屈曲分析得到的模态模拟了薄膜的初始缺陷。利用本文的非线性有限元模型分析得到了薄膜褶皱的波长和幅度,并与理论分析结果进行了比较,结果相近。  相似文献   

6.
空间薄膜结构的褶皱研究进展   总被引:7,自引:1,他引:6  
大型柔性薄膜结构是目前国际上十分关注的可满足多项空间任务需要的新型空间结构. 由于薄膜材料柔性且抵抗压缩应力作用的能力十分有限, 因此这些空间结构在轨时多处于带有褶皱的工作状态. 褶皱的存在会改变结构的力学性能且会影响结构表面形状, 因此开展薄膜褶皱研究对柔性结构的设计和力学性能评价等具有重要意义. 本文综述了空间薄膜结构褶皱研究的发展和现状, 重点介绍了薄膜褶皱的理论研究概况, 并讨论了其中存在的问题.根据褶皱研究的最新进展对其未来的发展趋势进行了展望.   相似文献   

7.
柔性薄膜结构广泛应用于航天飞行器的关键部件.形面平整度是影响薄膜结构性能的主要因素之一.褶皱幅值是评价薄膜反射面天线形面平整度的重要指标.褶皱幅值的大小与垂直于褶皱方向的横向应变密切相关.本文基于薄板稳定性理论,针对对角受拉方形薄膜建立了一个能够准确预测其褶皱变形幅值的理论模型.该模型考虑了横向拉伸力对薄膜变形的影响,将垂直于褶皱方向的位移分解为由泊松效应造成的横向收缩位移、由面外变形造成的褶皱位移以及由横向拉伸力造成的拉伸位移三个部分,重新推导了褶皱幅值的理论公式. 基于数字图像相关技术,对受拉方形薄膜进行了散斑实验测试. 利用双目视觉三维测量系统,测量了方形薄膜的三维位移场, 获得了薄膜的三维变形形貌和褶皱波形图,研究了褶皱幅值与拉伸载荷之间的非线性关系. 与已有理论模型相比,该模型进一步提高了褶皱幅值的计算精度, 与实验结果吻合良好.本文呈现的理论研究可为精确数值模型的建立及算法实现提供有意义的指导.   相似文献   

8.
柔性薄膜结构广泛应用于航天飞行器的关键部件.形面平整度是影响薄膜结构性能的主要因素之一.褶皱幅值是评价薄膜反射面天线形面平整度的重要指标.褶皱幅值的大小与垂直于褶皱方向的横向应变密切相关.本文基于薄板稳定性理论,针对对角受拉方形薄膜建立了一个能够准确预测其褶皱变形幅值的理论模型.该模型考虑了横向拉伸力对薄膜变形的影响,将垂直于褶皱方向的位移分解为由泊松效应造成的横向收缩位移、由面外变形造成的褶皱位移以及由横向拉伸力造成的拉伸位移三个部分,重新推导了褶皱幅值的理论公式.基于数字图像相关技术,对受拉方形薄膜进行了散斑实验测试.利用双目视觉三维测量系统,测量了方形薄膜的三维位移场,获得了薄膜的三维变形形貌和褶皱波形图,研究了褶皱幅值与拉伸载荷之间的非线性关系.与已有理论模型相比,该模型进一步提高了褶皱幅值的计算精度,与实验结果吻合良好.本文呈现的理论研究可为精确数值模型的建立及算法实现提供有意义的指导.  相似文献   

9.
马瑞  杨庆山  王晓峰 《力学学报》2014,46(1):114-119
依据大挠度屈曲理论,考虑沿褶皱方向张拉应力对薄膜结构的影响,推导出了屈曲后的褶皱构形参数表达式,并结合试验结果对所得公式进行了简化. 采用该公式对剪切位移载荷作用下平面张拉薄膜的屈曲现象进行分析. 通过与已有文献公式以及ABAQUS 数值分析结果和试验结果进行比较,从而验证了该公式的有效性和合理性.   相似文献   

10.
依据大挠度屈曲理论,考虑沿褶皱方向张拉应力对薄膜结构的影响,推导出了屈曲后的褶皱构形参数表达式,并结合试验结果对所得公式进行了简化. 采用该公式对剪切位移载荷作用下平面张拉薄膜的屈曲现象进行分析. 通过与已有文献公式以及ABAQUS 数值分析结果和试验结果进行比较,从而验证了该公式的有效性和合理性.  相似文献   

11.
An eigenvalue method considering the membrane vibration of wrinkling out-of-plane deformation is introduced, and the stress distributing rule in membrane wrinkled area is analyzed. A dynamic analytical model of rectangular shear wrinkled membrane and its numerical analysis approach are also developed. Results indicate that the stress in wrinkled area is not uniform, i.e. it is larger in wrinkling wave peaks along wrinkles and two ends of wrinkle in vertical direction. Vibration modes of wrinkled membrane are strongly correlated with the wrinkling configurations. The rigidity is larger due to the heavier stress in the part of wrinkling wave peaks. Therefore, wave peaks are always located at the node lines of vibration mode. The vibration frequency obviously increases with the vibration of wave peaks.  相似文献   

12.
胡友  刘小会  蔡萌琦  严波 《力学季刊》2019,40(2):373-383
为了揭示地形变化对连续档输电线动态特性的影响,本文提出了基于任意高差角的动刚度理论.首先将单档导线视为连续档导线的子结构,构建了两悬挂点不等高的单档导线振动方程,并在该理论方程中引入了二次项,能够考虑重力沿弦向分量的影响,推导出绝缘子串绕其悬挂点转动的动刚度计算方法,通过动刚度理论研究连续档导线横向振动模态和频率,并应用有限元软件ABAQUS 验证理论模态和频率公式的准确性.所得结果表明,动刚度的计算方法具有较高的精度,理论模态与有限元输出结果吻合较好,同时获得的频率和模态可为山地高压输电线路防舞技术的研究提供依据.  相似文献   

13.
Yang  Jiancheng  Li  Changyou  Xu  Mengtao  Yang  Tianzhi  Zhang  Yimin 《Nonlinear dynamics》2022,107(3):1965-1987

In this study, a novel kinetic model is established to investigate the dynamic characteristic of the ball screw feed system by considering the thermal deformation of bearing joints, screw-nut joints and screw shaft. Based on the Hertz contact theory, the relationship between elastic restoring force and axial deformation of bearing joints and screw-nut joints is obtained, respectively. Then the dynamic characteristics of the kinetic equation are analyzed by Runge–Kutta method. The vibration characteristics of the feed system with and without thermal deformation are analyzed, and the results indicate that the amplitude becomes larger when thermal deformation is considered. The motion state of the feed system at different frequencies is analyzed, and the results show that with the change of frequency, the motion state of the system will appear period-doubling motion, quasi-periodic motion and chaotic motion. Finally, the influence of different parameters on the vibration characteristics of the system is discussed.

  相似文献   

14.
This paper studies the wave based active vibration control of a membrane antenna structure. The membrane antenna structure studied in this paper has a great prospect in aerospace engineering. First, the dynamic model of the membrane antenna structure is established based on the finite element method. Then, based on the hypothesis of modal excitation mechanism, a wave-based controller is designed using the wave attenuation method. This method does not depend on the wave transfer function of the structure, so it can be applied to structures with complex shapes and boundaries. At last, the validity of the presented controller is verified through numerical simulations. Simulation results indicate that the dynamic behavior of the membrane antenna structure shows obvious wave characteristics; the presented controller can suppress the vibration of the structure effectively through holding back the formation of standing waves, and better control effect can be obtained when the actuators are placed near to the excitation point.  相似文献   

15.
谐波振动下线接触弹流润滑的仿真及分析   总被引:4,自引:0,他引:4  
采用多重网格技术对谐波振动下线接触弹流问题进行了仿真 ,并对不同振动参数下油膜厚度与压力分布的仿真结果进行了分析 .结果表明 :谐波幅值和频率均对弹流膜厚度、形状及压力分布具有重要影响  相似文献   

16.
一种含负刚度元件的新型动力吸振器的参数优化   总被引:1,自引:0,他引:1  
提出了一种含有负刚度弹簧元件的新型动力吸振器模型,对该模型的最优参数进行了详细研究. 通过拉氏变换得到了系统的解析解,发现该系统存在着两个固定点,利用固定点理论得到了动力吸振器的最优阻尼比和最优频率比. 进一步研究发现接地刚度取负值时能够得到更好的减振效果,根据负刚度的特性得到了在保证系统稳定情况下的最优负刚度比. 通过数值解与解析解的对比证明了解析解的正确性. 通过与两种已有的典型动力吸振器模型在简谐激励和随机激励情况下的对比,说明了负刚度模型在主系统减振方面具有很大的优势,减振效果远优于两种已有动力吸振器模型,从而为设计新型动力吸振器模型提出了理论上的依据.   相似文献   

17.
Presented is a total-Lagrangian displacement-based non-linear finite-element model of thin-film membranes for static and dynamic large-displacement analyses. The membrane theory fully accounts for geometric non-linearities. Fully non-linear static analysis followed by linear modal analysis is performed for an inflated circular cylindrical Kapton membrane tube under different pressures, and for a rectangular membrane under different tension loads at four corners. Finite-element results show that shell modes dominate the dynamics of the inflated tube when the inflation pressure is low, and that vibration modes localized along four edges dominate the dynamics of the rectangular membrane. Numerical dynamic characteristics of the two membrane structures were experimentally verified using a Polytec PI PSV-200 scanning laser vibrometer and an EAGLE-500 8-camera motion analysis system.  相似文献   

18.
Subject to a compressive membrane force, a film bonded to a compliant substrate often forms a pattern of wrinkles. This paper studies such wrinkles in a layered structure used in several recent experiments. The structure comprises a stiff film bonded to a compliant substrate, which in turn is bonded to a rigid support. Two types of analyses are performed. First, for sinusoidal wrinkles, by minimizing energy, we obtain the wavelength and the amplitude of the wrinkles for substrates of various moduli and thicknesses. Second, we develop a method to simultaneously evolve the two-dimensional pattern in the film and the three-dimensional elastic field in the substrate. The simulations show that the wrinkles can evolve into stripes, labyrinths, or herringbones, depending on the anisotropy of the membrane forces. Statistical averages of the amplitude and wavelength of wrinkles of various patterns correlate well with the analytical solution of the sinusoidal wrinkles.  相似文献   

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