一种超级梁单元桁架式臂架结构强度荷载计算

桁架式臂架结构强度承载能力计算是臂架型起重机核心计算之一.以单个臂节作为一个子结构,将其内部自由度凝聚到臂节端面,基于臂节端面刚性假设,将边界自由度进一步凝聚到臂节端面形心,臂节自重离散到形心节点上,形成一种考虑重力的超级梁单元.基于共旋坐标法,建立每个臂节的随动坐标系,可以准确计算计及大长度臂架几何非线性效应的单元应...     

大型偏心结构吊装欠约束问题研究

吊装施工过程中被吊模块的水平度是作业要求的重要指标,通常需要增加配重调平。传统有限元方法需要补充约束以消除单元刚体位移,且需要重复计算平衡方程来求解调平载荷,效率不高。将模块的运动分解为随动坐标系的整体运动以及相对该坐标系的弹性变形,可将欠约束问题化为多体系统的静平衡问题。基于虚功率原理推导了吊装平顺时刻的节点力平衡方程以及相应的切线刚度矩阵,并将配重表示为基础配重与载荷系数相乘的形式。通过对节点力平衡方程求导,得到一组以载荷系数为自变量的微分方程,通过求解微分方程并结合水平度判据,可快速搜寻满足水平度要求的载荷系数。数值算例表明,该方法在解决偏心模块吊装欠约束问题方面具有明显的优势,在确定配重载荷方面具有较快的速度和合理的精度。     

多体系统中位移近似与模型修正

在建立多体系统动力学模型过程中，根据系统广义坐标的取值范围可以给出位移矢量的合理近似，但按照近似位移求得的速度和加速度却往往没有合理的精度，从而造成系统动力学模型的误差。利用约束的力学性质将系统位移所在的空间分解为互相正交的子空间，通过研究系统速度和加速度在这两个子空间的性质，提出了修正系统动力学模型的有效方法。     

多体动力学程序切断铰的处理方法

多体系统动力学从非树系统派生出树系统的计算需要进行切断铰的处理。切断铰约束方程的形成是进行多体系统程序编写时的重要部分,其处理过程复杂,需要一定的技巧。本文引入了约束正交补轴的概念,详细介绍了几种典型(旋转铰、万向节、棱柱铰、旋转棱柱组合铰)切断铰位移约束方程、速度约束方程、加速度约束方程的形成方法,并给出了详细的程序化过程,该方法适用于任何类型的切断铰。最后给出相应算例,结果表明本文的方法能快速、正确地形成切断铰约束方程。     

平面滑移铰内发生自激振动的充分条件

自激振动是含摩擦机械系统最严重也最具破坏性的运动形式. 目前, 通常以增加润滑的方式 尽可能减少自激振动. 本文以平面滑移铰为研究对象, 假设铰连接的物体为刚体, 并且认为 铰内的间隙为小量, 推导了平面滑移铰内产生不符合物理事实解的条件. 这可看作是导致系 统产生自激振动的一种诱因. 该条件适用于任何含平面滑移铰的机械系统.     

Mindlin板弯曲和振动分析的高阶杂交应力四边形单元

基于Mindlin板理论提出了一种高阶八节点杂交应力四边形单元.该单元不仅能通过零剪力分片检验,而且能通过非零常剪力增强型分片检验.单元边界位移插值采用任意阶Timoshenko梁函数,对不同厚跨比的四边简支、固支方板,以及圆板进行了弯曲和自由振动分析,数值结果表明无论对薄板还是中厚板,该单元均是准确和有效的,并且具有几何不变性.     

混合状态哈密顿元

提出了一种混合状态哈密顿元,克服了原有方法所建立的单元不能组装的困难。给出了将系统中转化为哈密顿正则方程的方法。利用所得结果可在任意形状区域内建立哈密顿体系,能把一般的复杂形状边界的有限元分析问题在哈密顿体系内求解。     

含非理想空间棱柱铰的多体系统接触分析

传统的接触分析方法通过物体间的相对运动确定接触位置. 将这种方法用于多体系统中铰内的接触分析时, 无论铰内间隙是否十分微小都必须解除铰的运动学约束, 从而导致求解效率和求解精度方面的诸多弊端. 基于铰约束反力与铰内接触力之间的力系等效关系, 以及铰内可能接触点运动之间内在的运动学关系, 以矩形截面的棱柱铰为例, 提出了一种对空间棱柱铰进行摩擦接触分析的方法, 可在不解除铰的运动学约束的前提下得到铰内接触模式和接触力. 数值算例验证了方法的可行性.      

曲线坐标系下哈密顿体系的建立

在任意曲线坐标系下建立了曲六面体区域的哈密顿体系，扩大了哈密顿体系的适用范围，并使系统方程具备了处理任意复杂边界条件的能力。     

平面棱柱铰内考虑摩擦效应的接触分析

研究了多体系统中平面棱柱铰内的摩擦接触分析。在忽略铰内的碰撞效应的前提下,根据接触力系与约束反力的等效关系,以及各个角点接触力自身满足的互补关系,得到了接触力系关于摩擦力的线性互补方程。结合库仑摩擦定律,确定了铰内角点处的接触反力以及摩擦合力;另外,由接触力曲线可以得到铰内的接触形式,以及各个接触形式发生改变的时刻。通过ADAMS算例验证,这些接触形式转换的时刻就是铰内发生碰撞的时刻,为高效率地研究铰内碰撞提供了可能。