绳系释放时的航天器耦合动力学分析

本文研究了绳系释放对于航天器刚体姿态的影响.基于离散的系绳黏弹性模型,建立了航天器和系绳间刚-柔耦合的时变非线性动力学模型.以Kissel释放控制律为例,研究了系绳自由释放及受控释放时航天器姿态动力学问题,揭示了绳系释放对于航天器本体姿态的影响规律.结果表明,系绳自由释放末的冲击可致航天器旋转,而受控系绳释放使航天器产生绕其局部平衡位置的振荡.航天器初始姿态对绳系航天器的释放动力学具有显著影响.     

提升绳振动对吊桶摆动量影响的动力学分析

在分析吊桶摆动原因的基础上,以提升绳振动为突破口,将凿井天轮、滑架、吊桶看作一个系统,建立了动力学模型,给出了横向摆动的方程并作了数值计算,得到了吊桶摆动量和各参数对摆量影响的规律。这为有关规程制定吊桶布置安全间隙提供了理论依据。     

绳牵引并联机器人悬链线优化解算方法

针对大跨度绳牵引并联机器人难以建立精确动力学模型的问题,该文提出一种绳索非线性悬链线模型降维优化解算方法。该方法首先通过柔索微分单元和积分法推导绳索悬链线模型的差分方程并确定其边界条件;根据系数矩阵行列式为零的方法对悬链线模型的超越方程进行降维;进一步通过换元法和Taylor展开方法求出悬链线模型的解析解;接着基于Newton迭代方法得出悬链线模型的精确数值解,分析数值解的取值范围确定其正确符号;最后,对降维优化解算方法的合理性和有效性通过实例计算进行了验证。研究成果可为绳牵引并联机构的动力学精确建模和稳定运动实时控制提供理论依据。     

全模颤振四绳支撑系统运动特性与稳定性

全模颤振风洞试验是飞行器气弹设计与验证的重要环节,其中的一个关键问题是设计满足固有频率和运动调整范围要求的模型支撑。该文以跨声速风洞试验为应用背景,基于绳系并联机构原理,提出一种四绳-三弹簧牵引的全模颤振支撑方式。根据运动学关系,建立该四绳-三弹簧系统的刚度表达式;基于虚功原理,推导了系统应满足稳定性的条件。通过刚度和气动导数矩阵分析,以及气动力作用下的模型位姿响应,证明了该支撑适用于静不稳定飞机模型。经过系统冲击响应及其频率影响因素研究表明：该支撑能满足全模颤振对支撑系统固有频率的要求;通过仿真计算和Adams软件模拟,验证了该支撑能通过控制绳长和操纵舵面调控,实现对飞机模型位姿的有效调整。研究结果可以为全模颤振试验模型支撑技术提供一种新的思路。     

飞网捕获机构中受约束绳索的建模方法研究

针对飞网捕获系统中大量非光滑接触以及刚柔耦合造成的动力学建模困难问题,提出一个简化模型。该模型将收口绳索与收口环和分离体之间的接触视为滑移关节,并采用约束方法开展动力学研究。考虑到滑移关节的碰撞,引入接触刚度,建立滑移关节的接触动力学方程。利用绝对节点坐标法描述绳索单元,采用虚功原理建立绳索单元动力学模型;对于分离体等刚体,采用四元数描述,建立刚体含约束动力学方程。对收口系统的收口过程建模仿真,得到绳索和牵引质量块的运动规律,并对比不同收口环数目下的收口时间和收口程度。研究结果表明,收口环的数目增加可以使边线绳收缩得更加紧凑,但较多的收口环会延长收口时间,降低收口效率。     

功率超声振动系统中横向振动的研究

利用耦合振动理论研究功率超声技术中大尺寸矩形截面振动系统的多维耦合振动,推出了振动系统的频率方程,分析了振动系统中横向与纵向振动之间的相互关系以及横向振动模式的分布情况,计算并测量了考虑横向振动后系统的纵向谐振频率。     

钢箱拱桥中CFRP系杆受力性能试验研究

结合怀化某大桥,按照相似原理,建立了碳纤维系杆拱桥缩尺试验模型,对其受力性能进行了试验研究;并采用空间有限元分析软件Midas/Civil对模型桥使用阶段各工况进行了空间模拟分析.试验结果表明:CFRP系杆拉力和拱脚水平位移的实测结果与有限元分析结果基本吻合;用有限元程序的计算分析结果指导模型桥测点选取和加载等工作是可行的,其分析结果是正确的;CFRP作为系杆其总预应力损失率的最大测量值为2.1%,预应力损失较小,其预应力值稳定.     

社会系统中舆情动力学的统计物理研究

近年来,许多物理学家开始关注利用统计物理思想和方法来研究社会系统中群体行为的涌现现象,例如疾病的雪崩、舆情的传播以及同步现象.实证研究表明:真实社会系统具有其特有的性质,例如小世界特性和节点度分布的无标度特性等.一个显而易见的问题:这些特性如何影响社会系统中群体行为的涌现.本文关注复杂网络拓扑结构对舆情传播行为的影响,并扼要介绍了社会系统中3个著名的舆情演化动力学模型及其研究现状,旨在为初学者提供一定的帮助.     

模拟驾驶系统中动力学模型的研究与仿真

采用动力学和运动学分析方法对汽车所受的力进行研究,得出其动力学方程,从而对汽车驾驶进行仿真,并对车辆动力学仿真运动模型实验建模,将实验的数据发送给视景计算机,由其驱动视景变化,视景计算机对车辆运动进行碰撞检测,将碰撞结果反馈给主机进行所受外力的计算,由此仿真模拟驾驶系统的运动.通过实验所建立的模型基本满足模拟驾驶系统的要求.