A problem in calculation of dynamic constraint force in the bearing

论述了具有中心惯性主轴的物体由于安装误差与转轴出现偏角,在计算动约束力时,必须要强调转动刚体轴向厚度对其有影响,给出了计算过程中可以忽略的条件,阐明了与偏角有关的惯性积的计算方法,并以几种特殊形状的物体为例,得到了由于尺寸比例的改变所引起的惯性积的变化规律. 所得结果对达朗贝尔原理教学至关重要,在工程应用中也有重要的意义.     

基于J-C本构模型的Comp.B炸药落锤冲击数值模拟

为研究Comp.B炸药在惯性冲击下的力学响应特性, 基于Johnson-Cook本构模型, 对 点火前的Comp.B炸药大落锤(400kg)冲击实验进行了数值模拟. 在不同应力加载条件下模 拟计算得到了用状态方程和不用状态方程的$\sigma$-$t$曲线, 对比应力峰值、应 力上升时间等主要力学参数, 结果表明考虑了状态方程的数值模 拟结果与实验吻合最好, 可以很好地模拟炸药惯性冲击下的力学响应.     

径向惯性对薄壁圆管中弹塑性复合应力波传播的影响

弹塑性压扭复合应力波在薄壁管中的传播特性,已得到较为深入的研究,但为得到简单波解,大部分研究忽略了薄壁圆管中与径向惯性有关的周向应力σθ的影响。该文采用便于动态数值方法应用的增量型弹塑性本构关系,应用有限差分数值方法,计算了考虑径向惯性效应的弹塑性薄壁管中复合应力波的演化规律和传播特性,并与无径向惯性效应的计算结果作了对比,结果表明薄壁管中的径向惯性效应对弹塑性复合应力的传播有较大的影响。     

利用卡尔曼滤波和参数自调整控制器提高飞行仿真转台性能

为了提高惯性器件仿真的真实性,飞行仿真转台被广泛应用于半实物仿真系统.但是飞行仿真转台的响应误差、响应滞后、非线性等特性影响了整个半实物仿真系统的性能.采用卡尔曼滤波器对转台的状态进行估计,并设计了带有前馈的闭环控制器,减小了飞行仿真转台的低频相位滞后.通过对转动轴上的转动惯量进行辨识,控制器的参数可以自动调整来减小负载惯量变化对系统的影响,同时控制器对系统的力矩扰动进行了补偿.经过试验验证,转台小信号运行时的失真度残小为原来的1/5,动态仿真性能也有显著提高.     

高加速应力筛选试验中惯性器件性能建模与一致性测试

针对高加速应力筛选(High Accelerated Stress Screening)试验中对受试产品剩余寿命的要求,在惯性器件剩余寿命降低到一定程度后其性能会发生变化的前提下,提出了一种考核惯性产品寿命受高加速应力影响的方法。首先在高加速应力筛选试验前测试惯性器件的关键性能,以信噪比(SNR)和相关度(ρ)为评价原则利用自回归(Auto Regressive)方法对性能指标测试参数进行建模,确定最优模型阶数;使用Burg方法计算AR模型系数。在惯性器件经受了高加速应力筛选试验后测试惯性器件的性能参数,利用Chow检验方法对加速应力筛选试验前后的性能测试参数进行检验,在一定置信度条件下考察性能参数是否发生了显著性变化,进而对高加速应力筛选试验是否影响惯性器件的剩余寿命进行判定。最后通过某型加速度计高加速应力试验进行了验证。     

旋转式光纤捷联惯导系统的误差效应分析

旋转式光纤捷联惯导系统的误差效应研究关乎系统的设计和精度的提高.在建立惯性元件误差模型的基础上,分析了系统的旋转调制原理,推导了惯性元件的零偏、安装误差、标度因数误差和随机误差在单轴单方向旋转下产生的误差效应,仿真研究了转速大小对系统精度的影响.结果表明,旋转调制可以有效补偿与转动轴垂直方向惯性元件的零偏,且转速越大效果越好;旋转调制会引入额外的标度因数误差效应,且转速越大误差越大.在设计旋转式捷联惯导系统时,要求惯性元件的标度因数误差和安装误差尽可能小,并且转速不宜过大,采取正反旋转相结合的方式可以取得更显著的误差补偿效果.     

识别复杂形体转动惯量的一种新方法

本文导出了约束三线摆有阻尼自由摆动的非线性微分方程．提出复杂形体转动惯量的约束三线摆非线性等效识别法．对识别误差作了讨论．指出该法应用于复杂形体转动惯量甚至惯性张量的高精度识别的可能性     

动载下裂纹应力强度因子计算的改进型扩展有限元法

相较于常规扩展有限元法(extended finite element method, XFEM), 改进型扩展有限元法(improved XFEM) 解决了现有方法线性相关与总体刚度矩阵高度病态问题, 在数量级上提升了总体方程的求解效率, 克服了现有方法在动力学问题中的能量正确传递、动态应力强度因子数值震荡、精度低下问题. 本文基于改进型XFEM, 采用Newmark 隐式时间积分算法, 重点研究了动载荷作用下扩展裂纹尖端应力强度因子的求解方法, 与静力学方法相比, 增加了裂纹扩展速度项与惯性项的贡献. 通过数值算例研究了网格单元尺寸、质量矩阵、时间步长、裂尖加强区域、惯性项、扩展速度项及相互作用积分区域J-domain的网格与单元尺寸对动态应力强度因子求解精度的影响, 验证了改进型XFEM计算动态裂纹应力强度因子方法的有效性. 针对文献中具有挑战性的 "I 型半无限长裂纹先稳定后扩展"问题, 改进型XFEM给出目前为止精度最好的动态应力强度因子数值解.      

膜片上薄膜体声波谐振器型微加速度计

针对"FBAR(薄膜体声波谐振器)-梁"结构悬臂梁厚度不足、"嵌入式FBAR"结构微加工工艺复杂的缺点,提出了新型"膜片上FBAR(FBAR-on-diaphragm)"结构的微加速度计。其弹性膜片由氧化硅/氮化硅复合薄膜构成,既便于实现与硅微检测质量和FBAR的IC兼容集成加工,也利于改善微加速度计的灵敏度和温度稳定性。对由氧化硅/氮化硅双层复合膜片-硅检测质量惯性力敏结构和氮化铝FBAR检测元件集成的膜片上FBAR型微加速度计进行了初步的性能分析,验证了该结构的可行性。通过有限元模态分析和静力学仿真得出惯性加速度作用下膜片上FBAR结构的固有频率和弹性膜片上的应力分布;选取计算所得的最大应力作为FBAR中压电薄膜的应力载荷,结合依据第一性原理计算得到的纤锌矿氮化铝的弹性系数-应力关系,粗略估计了惯性加速度作用下氮化铝薄膜弹性系数的最大变化量;采用射频仿真软件,通过改变惯性加速度作用下弹性常数所对应的纵波声速,对比空载和不同惯性加速度作用下加速度计的谐振频率,得到加速度计的频率偏移特性和灵敏度。进一步分析仿真结果还发现:氧化硅/氮化硅膜片的一阶固有频率与高阶频率相隔较远,交叉耦合小;惯性加速度作用下,谐振频率向高频偏移,灵敏度约为数k Hz/g,其加速度-谐振频率偏移特性曲线具有良好的线性。     

用三线摆测定物体对非质心轴的转动惯量

对三线摆的线性近似模型和转动惯量计算公式的由来作了简要说明. 分析了三线摆扭振系统 质心偏移对转动惯量测试的影响，给出了扭振系统质心与三线摆中心轴对齐的判别准则和用 三线摆测定物体对非质心轴转动惯量的工程实用方法. 通过工程实例说明了该方法的有效性 与可靠性. 最后讨论了提高转动惯量实测精度的几项具体措施.     

一种基于模拟惯量偏差的电惯量控制算法

采用电惯量替代机械飞轮模拟车辆摩擦制动过程的能量转化,是制动试验台的发展趋势,电惯量控制算法就成为制动试验台模拟车辆载荷的关键。针对列车制动试验台,基于转矩控制计算方法存在的惯量模拟偏差及波动大的问题,提出了惯量偏差控制算法。该算法将制动能量方程引入平均惯量计算中,将平均惯量及瞬时模拟惯量值与目标值的偏差,直接作为算法输入量,控制电机转矩。通过惯量偏差控制方程,实现了基于不同偏差量的电机转矩控制策略,达到了提高模拟精度、减小惯量波动的目的。将提出的惯量偏差控制算法与转矩控制法进行了比较试验。结果显示,惯量偏差控制法模拟的瞬时惯量,偏差超过5 kg?m2以上的时间占总制动时间的比例,比转矩控制法小60%,惯量模拟误差从10%降到了1%。相对于转矩控制算法,基于惯量偏差的电惯量控制算法,克服了模拟精度易受角减速度计算时滞、摩擦材料性能变化、机械阻力等因素影响的缺陷。     

认识惯性的过程与惯性定律

对惯性被认识的过程, 以及惯性定律的形成历史进行了探讨.     

汽车机械惯量电模拟技术

为了在汽车测试中模拟汽车惯量,研究了机械惯量电模拟的方法.分析总结了传统飞轮组模拟方法的层限性.分析和给出在不同测试目的和测试结构下,汽车等效惯量的不同计算方法.分析了测试系统的运动方程.从中导出了在电模拟时需要补偿的转矩,分别讨论了加减速过程和惯量不匹配这两种情况下补偿转矩的性质.研究了异步电动机的4象限运行机械特性,针对具体实现时所使用的变频拖动系统的特点,结合工程条件,求解异步电动机变频变压时的机械特性方程,给出了频率控制方程.仿真结果表明,控制方法是可行的.     

惯性力系简化中心的讨论

 针对一般力系简化时简化中心选择的任意性，给出了惯性力系向任意点简化的结果，并验证 了常见运动刚体惯性力简化的结果.     

惯性释放法在结构耐撞性拓扑优化中的应用和改进

惯性释放法是在飞行器设计中采用的一种近似分析方法,用于获得载荷作用下的自由-自由结构的内力响应。为了克服结构耐撞性拓扑优化问题求解的困难,探讨了惯性释放法在结构耐撞性拓扑优化中的应用和改进。将惯性释放法改进的惯性释放法、ESL(等效静力法)的优化思想与HCA(混合胞元自动机法)的材料更新规则结合,提出了一种新的高效的可用于耐撞性拓扑优化问题的混合法。数值算例结果表明,改进的惯性释放法对于多数碰撞问题均可以获得精度较高的结果,而惯性释放法对部分问题同样可以获得精度较高的结果,同时应用过程更加简便。优化算例的结果显示,新的混合法可以获得吸能性能更好的结构设计,同时有效地降低优化过程的耗时。     

Effect of inertia on thermoelastic flow instability

Thermal effects induced by viscous heating cause thermoelastic flow instabilities in curvilinear shear flows of viscoelastic polymer solutions. These instabilities could be tracked experimentally by changing the fluid temperature T₀ to span the parameter space. In this work, the influence of T₀ on the stability boundary of the Taylor–Couette flow of an Oldroyd-B fluid is studied. The upper bound of the stability boundary in the Weissenberg number (We)–Nahme number (Na) space is given by the critical conditions corresponding to the extension of the time-dependent isothermal eigensolution. Initially, as T₀ is increased, the critical Weissenberg number, We_c, associated with this upper branch increases. Increasing T₀ beyond a certain value T^* causes the thermoelastic mode of instability to manifest. This occurs in the limit as We/Pe → 0, where Pe denotes the Péclet number. In this limit, the fluid relaxation time is much smaller than the time scale of thermal diffusion. T₀ = T^* represents a turning point in the We_c–Na_c curve. Consequently, the stability boundary is multi-valued for a wide range of Na values. Since the relaxation time and viscosity of the fluid decrease with increasing T₀, the elasticity number, defined as the ratio of the fluid relaxation time to the time scale of viscous diffusion, also decreases. Hence, O(10) values of the Reynolds number could be realized at the onset of instability if T₀ is sufficiently large. This sets limits for the temperature range that can be used in experiments if inertial effects are to be minimized.     

Fluid inertia effects in squeeze films

Summary Fluid inertia effects in squeeze films are analyzed. Experimental results are also presented. The agreement between theory and experiment is very good.     

求解截面主惯性矩的矩阵特征值法

 提出求解截面形心主惯性矩的一种新算法，通过构造惯性矩阵，将主惯性矩和 主惯性轴的计算归结为矩阵的特征值问题，算法简单，便于应用.