基于虚拟中心引力场方法的航天器转移轨道设计

空间机动技术是实现空间操作任务的基础,具有重要的研究价值. 研究了连续推力作用下航天器转移轨道设计问题,提出了一种基于虚拟中心引力场的轨道设计方法. 该方法有两大特点:(1) 能够将机动轨道设计问题转化为虚拟中心引力场参数的优化问题,简化了设计过程;(2) 对轨道形状或推力方向、大小不做任何假定,能够应用于一般情况下的机动轨道设计. 将该方法应用于航天器二维和三维的转移轨道设计,并和形状方法进行了对比分析. 仿真结果分析表明,采用该方法简化了轨道设计过程,为航天器快速轨道设计提供了新思路.      

“轨道力学”多媒体CAI课件的开发

本文分析了“轨道力学”传统教学过程中存在的问题，介绍了多媒体ＣＡＩ课件的结构及课件开发平台与媒体制作工具，并对课件的教学效果和在教学过程中所发挥的作用进行介绍．     

旋转导向钻具组合力学分析

旋转导向系统代表了当今定向钻井的先进水平,是井眼轨道控制技术的发展方向. 为了解决旋转导向钻井轨道控制问题,进行了旋转导向钻具组合(rotary steering bottom hole assembly, RS-BHA) 力学分析. 应用纵横弯曲法建立了典型的柔性RS-BHA 三维力学分析模型,得到了钻头侧向力和导向参数间的相互关系,进而根据极限曲率法可预测旋转导向工具的造斜能力,并计算设计井眼轨道需要的导向参数. 通过力学分析,可以优化RS-BHA,了解井眼轨道控制规律,为旋转导向工具设计和定向钻井自动控制提供理论依据.     

钢结构格构柱设计理论的力学问题

借助钢结构格构柱设计理论的换算长细比、横向最大剪力以及分肢承载力三个重要力学问题的解决思路和求解技巧的演绎教学,培养学生发现工程中的力学问题、寻找解决力学问题的途径、服务工程设计的能力,引导学生深刻认识力学理论在解决工程问题中的重要作用,进而激发学生学习力学理论的兴趣,实现学生探究、解决工程问题的创新思维、创新能力的培养目标.     

融合力学思维能力培养的实践选题训练教学设计与实施——以理论力学中自由刚体运动知识拓展为例

力学思维培养是力学专业培养目标的“高阶性”定位,实践选题训练将理论知识应用于解决实际问题有利于思维能力培养。为达成高阶性教学培养目标,力学基础理论课的实践选题训练教学设计和实施需进一步思考。本文以工程力学专业理论力学课程中自由刚体运动为例,通过多层次构建知识点关联性结构框架,多角度设计实践选题训练实施方案,探索工程力学专业本科学生力学思维能力培养的实践选题训练教学方法。     

注重基础、立足工程、强化实践、融入模拟、激励创新——材料力学教学改革探索

材料力学是机械类、土木类和力学类等工科类专业的核心课程,课程秉承“强基础、重实践、融模拟、促创新”的理念;构建“融工程、融前沿、融思政”的教学资源与内容,夯实学生的力学理论知识,培养学生利用力学理论解决实际工程问题的能力,同时帮助学生塑造正确的世界观、人生观、价值观和职业观;将抽象的力学概念与三阶递进的课程实践融会贯通,培养学生的动手实践能力、探索精神和创新能力;将数值模拟技术引入课堂,初步培养学生利用数值模拟软件解决力学问题的能力。建立以传授知识为中心,以解决工程问题为导向,以创新实践为特点,以数值模拟软件为工具,以立德树人为根本的课堂。     

融合信息技术,探索军队院校力学课程的形成性考核模式

融合信息技术,探索以学生为中心、以能力培养为导向的力学课程形成性考核模式,并以流体力学课程实施为例,把学生的学习过程细分为教学前、中、后三阶段,对其知识学习情况、自主学习能力、随堂学习能力、团队合作能力、交流研讨能力、求解问题能力及应用创新能力等进行全面监督、测评与激励,促进学生全方位发展,通过两种考核模式比较综合地给...     

一般形式的共振轨道研究

为了利用较小的推力使航天器的轨道产生较大的变化,可以利用共振原理来研究航天器的运动,称这样一类非开普勒轨道为共振轨道.将圆频率作为变量,通过合理地选择轨道描述参数、时间尺度和推力描述方式建立了一般形式的共振轨道模型,并基于仿真分析研究了共振轨道圆频率对共振轨道的影响.通过对地球-火星共振转移轨道的算例进行仿真分析,初步研究了共振轨道在星际探测轨道设计中应用的效果.研究结果表明:圆频率改变将对推力峰值产生影响;共振轨道在星际探测中的应用是可行的,并且在能量消耗方面优于Lambert轨道.     

木卫停泊轨道间低耗能小推力转移轨道设计方法研究

对木卫停泊轨道间的低耗能小推力转移轨道设计方法进行了研究,提出基于"类halo轨道截面"法的低耗能转移轨道参数化方法和基于配点法的多体Lambert问题求解算法,并利用全局优化算法得出了燃耗最少的初步优化结果;利用多体同伦法和固定近心点高度的多圈转移控制律得到了各段小推力转移轨道的有效设计结果.所提方法同样适用于其他天体间的转移轨道设计,为多体环境下低耗能小推力转移轨道提出了新的设计思路和方法.     

数值模拟软件在振动力学教学中的应用

振动力学课程教学过程偏重理论知识的讲解,教学中涉及大量的公式推导,学生理解起来有一定难度。本文将数值模拟软件引入振动力学教学过程,首先分析了振动力学教学过程中存在的主要问题,然后列举了多个典型振动力学数值模拟实例,将振动力学中的现象、概念等通过软件直观地模拟出来。通过问卷调查及应用前后成绩分布分析发现,振动力学教学结合数值模拟可提高学生对振动力学问题的直观认识,有效激发学生的学习热情,提高自主学习能力,培养学生的数值建模及利用数值手段分析并解决实际问题的能力。     

三体轨道动力学研究进展

三体系统轨道动力学问题是航天动力学领域中的经典问题,具有丰富的理论与工程意义,并将在人类由近地延伸到深空的航天活动过程中起到至关重要的作用.本文回顾并总结了三体系统轨道动力学相关研究进展,并结合未来的深空探测的发展趋势,展望了三体系统轨道动力学研究中的热点与挑战.首先阐述了三体问题的研究背景及意义,简要回顾了三体系统动...     

工科专业背景下材料力学建模能力的培养与实践1)

为了培养学生运用材料力学解决复杂工程问题的能力,在授课时要注重理论分析与试验的结合. 文章在试验观测的基础上,提出基本假定,对梁截面进行受力分析,通过截面的几何关系、材料的物理关系和梁的静力平衡关系,建立钢筋混凝土梁开裂载荷的力学模型,并通过试验对计算公式的准确性进行验证. 力学模型的建立过程体现了运用材料力学解决工程问题的一般方法,提高了学生的学习、科研兴趣,增强了学生的动手能力和试验观测、分析能力,也加深了学生对材料力学基本理论知识的理解,进而培养学生灵活运用材料力学知识解决复杂工程问题的能力.     

以创新能力培养为导向的理论力学教学体系探索

在以创新能力培养为导向的高校理论力学教学体系中,应以逻辑方法为基础,在课程教学中强调科学方法论的作用,提高学生综合分析问题的能力.同时,辅以积极心理学的教育理论,结合教学实践,在课堂教学中注重培养学生健全的人格,鼓励学生的主观创新精神,最终实现其创新能力的全面发展与提高.     

STUDY ON TEACHING SYSTEM OF THEORETICAL MECHANICS ORIENTED BY THE DEVELOPMENT OF INNOVATION AND CREATIVITY

在以创新能力培养为导向的高校理论力学教学体系中,应以逻辑方法为基础,在课程教学中强调科学方法论的作用,提高学生综合分析问题的能力.同时,辅以积极心理学的教育理论,结合教学实践,在课堂教学中注重培养学生健全的人格,鼓励学生的主观创新精神,最终实现其创新能力的全面发展与提高.     

强化学生力学建模能力的几点思考

本文提出了以培养力学建模能力为载体, 强化力学思维方式的教学思想. 重点以固体力学主干课程为基础分析和讨论了力学模型的概念和要点, 强调了力学基本量和基本原理学习的重要性, 并对力学模型的建模方法、分类、基本原则进行了讨论. 通过理论力学和材料力学的典型例题分析, 举例说明了建模步骤. 最后, 对如何在教学中培养学生力学建模能力、学习要点、学习方法进行了探讨.     

基础力学课程教学中非标准化考核模式的探索与实践

非标准化考核能够更加真实全面地反映学生学习掌握知识、灵活应用知识以及知识建构的能力,更加有利于培养学生的创新能力、科学思维和质疑精神。本文针对基础力学课程教学进行了非标准化考核模式的探索与实践,以学生的学习成效为导向,以“师生协同、知行合一、育教一体”为教学理念,设计建立了线上线下混合式多元化全过程的考核评价机制,加强学生课堂内外、线上线下学习的评价,提升课程学习的深度、广度和难度。实践表明,非标准化考核模式的实施为基础力学课程教学提供了更加全面合理的课程评价体系。本文考核模式与方法可为基础力学教师提供一些严把质量关的教育教学改革借鉴思路,同时也为学习基础力学的学生提高学业学习水平起到积极的引导作用。     

理论力学课程中3W1H教学法的应用

理论力学作为高等工程类专业技术基础课程,以理论分析为基础,充分培养学生理论与实际相结合的分析问题与解决问题的能力.本文结合自身教学实践和体会,给出了在理论力学课程中3W1H教学法的实施过程和应用方案,该教学法的应用对于启迪学生思维,引导学生进行力学问题分析和求解,提高学生的学习能力和工程实践应用能力具有良好效果和借鉴作用.     

理论力学研究导向型教学方法探索与实践

基于“创新性、高阶性和挑战度”的教学理念，提出了理论力学课程的研究导向型教学方法。通过引入工程实际的例题、科技前沿及大国工程等案例，培养学生力学建模、分析实际问题的能力以及家国情怀和崇高的价值理念；通过翻转课堂，调动学生的学习积极性；通过课程小论文的研究，培养学生的批判性思维及查阅文献、力学建模、创新性设计和研究复杂工程问题的能力。实践结果表明，学生的学习积极性、翻转课堂参与度及课程的教学效果得到了有效提高。     

钢构件设计中的弹塑性力学问题

分析我国现行《钢结构设计规范》GB50017-2003,对比美、欧规范,针对钢结构常用受力构件设计的强度问题和稳定问题涉及到的弹塑性理论应用,通过课堂教学环节,讲授钢结构构件设计原理和弹塑性设计方法,让学生深刻体会弹性设计理论和弹塑性设计理论的差异,认识弹塑性理论在钢结构设计中应用的必要性. 同时也让学生学习正确运用力学知识解决工程问题的思维方法,激发学生学习力学理论的兴趣,培养学生综合应用知识解决工程问题的能力.     

弯矩作用平面内稳定公式推导的力学问题

借助现行《钢结构设计规范》GB 50017-2003中实腹式压弯构件弯矩作用平面内稳定实用计算公式的构建和演绎过程,通过课堂教学环节,让学生深刻体会力学知识在结构工程专业知识学习中的重要性,同时也让学生学习解决科学研究问题的思维方法,激发学生学习知识的兴趣,培养学生综合应用知识的能力和开展科学研究的能力.