空间拦截最优末端导引规律研究的新方法

给出了空间拦截控制的非线性微分方程，并在非线性控制系统引入了结构力学中的多重子结构法，从而求出了空间拦截非线性最优末端导引规律，同时给出了相应的数值仿真。     

有限元子结构并行算法的效能分析

引入了有限元子结构的并行算法,该方法通过划分子结构,由多个CPU并行进行静凝聚,然后求解界面位移,最后返回各小结构并行求解内点位移和应力.该方法在ELXSI 6 400并行机上程序实现,表明能大幅度节省机时.本文同时也对该方法的效能进行了分析.     

实验／分析模态双协调综合的实现

本文讨论了实验/分析模态双协调综合实现中实验子结构转角自由度和集中力矩柔度的测量问题。首次提出基于有限元理论的双无加载概念,并通过仿真计算说明其在转角自由度测量的应用价值.最后以一汽车底架模型为实例,经过分析综合和实验(/分析)综合,实践了本文的主题.     

分析层状半空间对入射地震波响应的改进模型

采用层内位移线性近似的薄层元及基岩半空间刚度的Ｔａｙｌｏｒ级数展开技术，利用基岩地震动三分量反算入射波振幅，建立了层状半空间场地地震波响应分析的一种改进模型，分析了层状半空间对倾斜入射ＳＨ，ＳＶ和Ｐ波的动力响应．结果表明，本文模型不仅具有较高精度，而且非常便于数值处理和计算机编程     

基于力等价结构的复杂超静定结构求解新方法研究

超静定结构内力计算是结构力学课程学习的重点和难点,当超静定次数较多时,采用传统方法计算时难度极大且不易理解。本文总结提出了力等价结构思想,力等价结构与原结构在内力、变形上完全等价,基于该思想提出了复杂超静定结构内力计算的新方法,并将其应用到位移法、混合法求解多次超静定的复杂结构算例中。通过与传统方法对比,验证了所提力等价结构思想的可行性。所提方法可大大降低复杂超静定结构基本未知量的数目,简化计算过程,提高求解效率。

     

研究带有附加质量和弹性支承的弹性体动态特性的新方法

本文把梁的振动问题表示成第二类Fredholm型积分方程的特征值问题,然后用一种新的方法探讨了附加质量、弹性支承和截面形状变化对梁的动态特性的影响.     

空间刚架结构的广义逆力法

在结构计算中，根据算法中所采用的基本未知量的不同．结构分析方法可以分为力法、位移法和混合法。其中位移法由于适宜计算机处理而在结构计算领域得到了广泛的应用．经典力法相比之下应用就远不如位移法普遍，虽然力法本身在力学上有其独特的优势。广义逆矩阵做为一种较新的数学工具，自二十世纪五十年代诞生以来正日益表现出越来越旺盛的生命力。广义逆力法就是一种基于力法和广义逆矩阵理论的新的迭代算法。这种算法是一种完全适合计算机处理的力法方法。该算法的思路以及对于求解线弹性空间刚架结构问题的具体公式均在文中给出并给出了算例。从算例计算结果可以看到广义逆力法有着较好的计算效率和计算精度。该算法的提出为力法在计算机计算领域的应用开拓了新的发展空间。该算法在材料非线性问题和结构并行计算方面也有着较好的应用前景。     

双臂空间机器人系统末端惯性空间轨迹的反馈跟踪控制

本文讨论了载体位置不受控制的双臂空间机器人系统的载体姿态与机械臂末端抓手协调运动的控制问题.结合系统的动量守恒关系对双臂空间机器人系统的运动学、动力学作了分析,推导出了系统的载体姿态与机械臂末端抓手协调运动的增广广义Jacobi关系.并以此为基础,给出在载体位置不受控制的情况下,惯性坐标系内双臂空间机器人系统的载体姿态与机械臂末端抓手协调运动的反馈跟踪控制规律.研究结果表明,在系统动力学模型及参数较精确确定的情况下,本文提出的控制方案能够有效地控制双臂空间机器人机械臂的末端抓手与载体姿态准确地完成指定的运动,而不需对其载体的位置进行主动控制.仿真计算结果证实了方法的有效性.     

空间静不定桁架的变形协调条件及求解

根据桁架受载后各杆件的伸长量、各杆件夹角的变化之间的几何关系，以各杆的伸长量和夹角的微小变化为未知量，建立了空间静不定桁架的变形协调条件，并结合实例给出了求解空间静不定桁架的一种计算方法．     

建筑物-设备互动体系的减震机理研究

将结构及结构中某些设备分别视为主、子结构组成互动体系，通过对这种结构的频域分析，得到了在外部激励荷载作用下结构反应的概率特性，主、子结构的相互作用情况，以及由于主、子结构的相互作用对主结构产生减震效果的减震机理，并分析了互动减震体系中对减震效果有影响的因素．研究表明，互动减震体系的减震机理是子结构向主结构施加一个惯性力，其大小与激励外力相等，方向相反，使主结构的振动消失。     

刚架结构频域子结构法的实验研究

以空间刚架为模型,对Jetmundsen频域子结构综合法进行了探索性实验,并研究了子结构的界面自由度完整性对最后综合结果的影响。实验中,频响函数矩阵中与线自由度响应和集中力输入相关的项通过加速度计与力传感器直接测量,而与转角自由度响应或纯力矩输入相关的项通过一种结合转角自由度间接测试和模态分析技术的方法获取。实验结果显示,实验子结构综合法能够有效地预报结构的动力学性能,而转角自由度的引入能在一定程度上改善预报质量。     

漂浮基双臂空间机器人姿态与末端抓手惯性空间轨迹协调运动的模糊滑模控制

本文讨论了载体姿态受控、位置不受控制的双臂空间机器人系统的控制问题.利用拉格朗日方法并结合系统动量守恒关系,建立了双臂空间机器人系统的非线性系统动力学模型.以此为基础,考虑到空间机器人系统结构的复杂性及其某些参数的变动性,根据具有较强鲁棒性的变结构控制理论,设计了双臂空间机器人载体姿态与两机械臂末端抓手惯性空间轨迹协调运动的滑模变结构控制方案.为了克服滑模变结构控制器抖振的缺点,附加设计了一个模糊控制器,以便根据系统的输出来动态调节滑模变结构控制器等速趋近率的系数,从而既确保了系统的快速响应而又消除了原有的抖振.系统数值仿真,证明了上述控制方案良好的控制效果.     

基于LQG最优控制法的压电智能结构独立模态空间控制

采用压电材料作为传感器和驱动器对智能结构振动主动控制进行研究,基于机电耦合的压电智能结构传感和驱动方程,将振动控制动力学方程变换到模态空间对方程进行解耦。通过计算结构最大应变,确定压电元件的最佳粘贴位置。考虑到系统过程噪声和量测噪声的影响,设计Kalman滤波器,采用基于线性二次型高斯(LQG)最优控制的独立模态空间控制方法对压电智能结构的振动进行控制。最后以压电智能悬臂梁为例进行控制仿真,验证了此方法的有效性。     

弹性梁间接触压力规律的研究

本文对不同刚度、不同长度、不同支承条件下的两根梁,在任意外载作用下的接触压力规律进行了研究,并导出有关接触压力规律的四个定理,分析了几个实例,对其中一个例子进行实验验证. ...     

基于子结构法的土-地下空间结构体系地震反应高效计算系统研究

为研发适用于土-地下空间结构相互作用体系地震反应分析的高效计算系统,本文基于子结构方法,综合利用ABAQUS软件和SASSI 2010的各自优势,通过二次开发,构建了一个适于土-地下空间结构动力相互作用分析的高效计算系统(ABAQUS-SASSI 2010 Combined System,简称ASCS)．该计算系统实现了ABAQUS软件和SASSI 2010的无缝连接,用户可以按照ABAQUS软件的可视化前处理功能,方便地建立包括土-地下空间结构相互作用体系在内的各种有限元模型,并调用和执行SASSI 2010程序的不同模块,按子结构方法对整个体系实施高效计算．为验证ASCS计算系统的有效性,文中首先采用ASCS计算系统对日本阪神地震中大开地铁车站的震害进行了模拟;然后,采用ABAQUS软件建立土-大开地铁车站结构相互作用体系的整体有限元分析模型,通过对比分析ASCS计算系统的子结构法结果和ABAQUS软件的整体有限元法结果,进一步验证了ASCS计算系统的计算精度和效率．结果表明：基于本文ASCS计算系统的数值模拟结果与阪神地震中大开地铁车站的震害结果一致;ASCS计算系统的子结构法结果与整体有限元法结果基本吻合,但前者的CPU时间是后者的1/21,明显提高了计算效率．     

基于遗传算法的建筑结构最优阻尼研究

为了确定建筑结构的最优阻尼,本文采用了具有鲁棒性的临界激励法。使用临界激励法时,频率作用区问较难确定,为此,本文通过模态变换以减少高阶频率的影响,这样可以简化频率作用区间的搜寻。在保证结构抗震效果的前提下,为进一步减少结构总的阻尼增量并使优化算法简单可行,本文引入实代码遗传算法。此外,通过实例分析可知,底部楼层阻尼取较大的值是有利的。     

空间机械臂载体与末端抓手协调运动的鲁棒与自适应混合控制方案

研究载体位置不受控制的空间机械臂载体与末端抓手协调运动的控制问题.结合系统动量守恒关系,建立了均与适当选择的惯性参数呈线性关系的系统动力学方程及协调运动的广义Jacobi矩阵.基于上述结果,针对系统中惯性参数不确定的情况,设计了载体姿态与机械臂末端抓手惯性空间轨迹协调运动的鲁棒与自适应混合控制方案.提出的控制方案具有不需要测量、反馈载体的位置、移动速度、移动加速度的优点,并由于对不确定参数采用保持鲁棒性的方式,减少了计算量.仿真运算证实了提出的控制方法的有效性.     

漂浮基空间机械臂关节空间轨迹的鲁棒自适应跟踪控制

本文讨论了具有不确定系统参数的漂浮基空间机械臂系统的控制问题,由于截体的位置与姿态均不变控制,空间机械臂系统的控制方程失去了关于系统惯性参数的线性性质,给控制系统设计带来极大的困难,基于增广变量的思想,我们克服了上述难点,保持了控制方程关于系统惯性参数的线性关系;在此基础上,针对系统中机械臂参数不确定,载荷参数未知的情况,提出了关节空间轨迹追踪的鲁棒自适应控制方案,并应用Lyapunov直接方法对上述控制方案的渐近稳定性条件作了证明,提出的控制方案适用于空间站舱内机械手控制系统设计,仿真运算证实了该方法的有效性。     

筒形件液压拉深过程最优压边力的研究

结合筒形件液压拉深新装置的基本工作原理，提出了筒形件拉深法兰部分切向应变更为精确的简化计算公式，进一步获得了该法兰区域板料径向及切向应力的新的数学表达式。应用能量法重新建立了筒形件拉深时法兰区板料不起皱的最小压边力的数学表达式。明确指出液压拉深时拉深中的危险断面在板料凹模圆角区和筒壁区相交处，建立了相应的拉深力的计算公式，并获得了拉深破裂临界状态时极限拉深力及径向应力表达式。推导出了拉深破裂最大压边力的公式．指出实际拉深时最佳压边力应在防皱最小压边力和拉破最大压边力之间选取，同时根据该结果也能计算液体压力与最小拉深系数的关系。计算结果表明，该液压拉深方法可大幅度提高拉深变形程度，值得在工业实际中推广应用。     

差分格式收敛性研究的一种新方法

提出了一种对差分格式收敛性进行研究的新方法．应用U变换法和有限差分法，分析了均质简支梁的静力问题，求出了在均布荷载作用下梁的挠度和弯矩的精确解析表达式，并研究其收敛性，得到了收敛率系数的精确值．