大载荷下空间桁架结构主承力用碳/环氧推力管的重量优化设计 被引量：17

1

作者 彭超义 杜刚 +1 位作者 曾竟成 肖加余 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 2003年第6期33-35,21,共4页

航天发动机推力支架空间桁架结构通常采用金属材料。碳 /环氧复合材料用于这种空间桁架结构的主承力推力管可以显著减轻推力支架的重量。为了节约昂贵的实验费用 ,通常先对支架结构和重量进行优化设计。本文以橡胶芯模辅助RTM工艺制备的... 航天发动机推力支架空间桁架结构通常采用金属材料。碳 /环氧复合材料用于这种空间桁架结构的主承力推力管可以显著减轻推力支架的重量。为了节约昂贵的实验费用 ,通常先对支架结构和重量进行优化设计。本文以橡胶芯模辅助RTM工艺制备的碳 /环氧管件为模型建立了某种结构优化后的推力支架空间桁架结构的有限元模型 ,采用大型有限元分析软件ANSYS7.0对推力管的外径、壁厚和重量进行了优化设计 ,得出推力管最佳参数为外径 7.8cm ,壁厚 2 .2 3mm ,总重 11.5 8kg。 展开更多

关键词 空间桁架结构 主承力 碳/环氧推力管 重量优化 航天发动机 推力支架

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空间桁架结构采用黏弹性阻尼的振动控制技术 被引量：10

2

作者 李东旭 刘望 蒋建平 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2011年第4期46-50,共5页

航天器空间桁架结构在太空特殊物理环境下的振动控制问题是航天技术中的一大难题,为探讨阻尼被动控制技术的有效程度。首先从理论上分析黏弹性材料(VEM)的阻尼作用机理,由此设计一种双夹层圆柱式黏弹性阻尼器(VED),研究VED阻尼杆在桁架... 航天器空间桁架结构在太空特殊物理环境下的振动控制问题是航天技术中的一大难题,为探讨阻尼被动控制技术的有效程度。首先从理论上分析黏弹性材料(VEM)的阻尼作用机理,由此设计一种双夹层圆柱式黏弹性阻尼器(VED),研究VED阻尼杆在桁架中的最佳位置配置问题,并推导阻尼桁架结构的动力学方程,结合VEM的阻尼特性分析结构的动态品质。最后以一字型桁架为例,对VED阻尼被动控制效果进行仿真分析,结果显示在共振区内桁架的振幅衰减达35%,可取得良好的控制效果。 展开更多

关键词 振动与波 空间桁架结构 黏弹性阻尼器 最优配置 被动振动控制

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大型空间桁架结构装配序列的分层规划方法 被引量：6

3

作者 郭继峰 王平 崔乃刚 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期350-353,共4页

为了自主规划空间在轨装配任务的装配序列,结合大型空间桁架结构的固有分层特性,提出了一种基于连接矩阵的分层规划方法.根据连接矩阵的定义和分层规划的基本原理,通过分析几何结构单元之间普遍的三种连接方式,提出了相应结构的连接矩... 为了自主规划空间在轨装配任务的装配序列,结合大型空间桁架结构的固有分层特性,提出了一种基于连接矩阵的分层规划方法.根据连接矩阵的定义和分层规划的基本原理,通过分析几何结构单元之间普遍的三种连接方式,提出了相应结构的连接矩阵建立方法和规则,来组织低层规划;通过对大型结构进行结构分析,运用桁架结构几何原理,建立整个结构的连接矩阵,来实现高层规划,并以常见的空间桁架结构为例进行了说明,从几何特性角度,讨论了该方法的普遍性. 展开更多

关键词 大型空间桁架结构 连接矩阵 分层规划

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基于齿形法的空间桁架结构抗风优化 被引量：2

4

作者 黄友钦 王艳萍 +2 位作者 傅继阳 林俊宏 吴玖荣 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2013年第5期22-25,37,共5页

目前对风敏感结构的优化方法研究集中于高层建筑结构,很少针对大跨空间结构.准则法是求解多设计变量优化问题的有效方法.首先建立复杂空间桁架结构的抗风优化设计理论和方法,然后以一实际双层柱面网壳结构为研究对象,基于风洞试验数据... 目前对风敏感结构的优化方法研究集中于高层建筑结构,很少针对大跨空间结构.准则法是求解多设计变量优化问题的有效方法.首先建立复杂空间桁架结构的抗风优化设计理论和方法,然后以一实际双层柱面网壳结构为研究对象,基于风洞试验数据计算的等效静力风荷载进行优化设计,并讨论了截面积下限、满应力步长等因素对优化结果的影响.研究表明,在所有杆件最大应力不超过初始设计值的条件下,结构总重降低了约48%,通过设定截面积下限不仅保证截面积的合理取值,也使材料性能得到充分利用,进一步降低结构总重. 展开更多

关键词 空间桁架结构 抗风优化 准则法 射线步 截面积下限

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多重约束下空间桁架结构抗风优化 被引量：2

5

作者 黄友钦 林俊宏 +1 位作者 傅继阳 吴玖荣 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2013年第8期824-835,共12页

目前复杂结构的抗风优化研究大多集中于高层建筑,很少针对风敏感的大跨屋盖结构.考虑强度、刚度和几何尺寸等多重约束,基于虚功原理和Lagrange乘子将抗风优化转化为无约束问题,编制数值程序整合有限元计算和优化分析两部分,然后对杆件数... 目前复杂结构的抗风优化研究大多集中于高层建筑,很少针对风敏感的大跨屋盖结构.考虑强度、刚度和几何尺寸等多重约束,基于虚功原理和Lagrange乘子将抗风优化转化为无约束问题,编制数值程序整合有限元计算和优化分析两部分,然后对杆件数为10 080的实际双层柱面网壳进行优化设计,讨论了设计变量可行域、初始值和调整步选择等对优化结果的影响.研究表明,采用本文方法可实现对空间桁架结构进行多重约束下的高效抗风优化设计,网壳总重降低约37%,风致响应分布不均使得有必要设定可行域下限,而设计变量初值和调整步选择不影响最后的优化结果. 展开更多

关键词 空间桁架结构 抗风优化 多重约束 准则法 调整步

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基于神经网络的空间桁架结构建模研究 被引量：2

6

作者 姚志峰 周洁敏 陶云刚 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期445-448,共4页

空间桁架结构的振动主动控制目前已成为振动控制领域研究的热点。为了研究空间桁架的主动控制方法 ,首先必须建立其准确的模型。神经网络固有的学习能力使其在模型辨识中得到广泛应用。针对空间桁架结构的非线性动态特性 ,本文采用了修... 空间桁架结构的振动主动控制目前已成为振动控制领域研究的热点。为了研究空间桁架的主动控制方法 ,首先必须建立其准确的模型。神经网络固有的学习能力使其在模型辨识中得到广泛应用。针对空间桁架结构的非线性动态特性 ,本文采用了修正的 Elman递归网络进行了模型辨识。结果表明 ,带有自反馈增益修正的 El-man网络能很好地反映桁架结构的真实情况 ,适用于非线性动态系统的模型辨识。 展开更多

关键词 神经网络 振动控制 建模方法 Elman递归网络 空间桁架结构 非线性动态特性

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空间桁架结构动力刚化有限元分析 被引量：1

7

作者 王建明 刘又午 +1 位作者 张大钧 毕勤胜 《振动与冲击》 EI CSCD 1997年第4期12-17,共6页

作高速大范围运动的弹性体,由于运动和变形的耦合将产生动力刚化现象,传统的动力学理论难以计及这种影响。本文在有限元方法中首次引入了单元耦合形函数(阵),以此将单元弹性位移表示成为单元结点位移的二阶小量形式。利用几何非线性的... 作高速大范围运动的弹性体,由于运动和变形的耦合将产生动力刚化现象,传统的动力学理论难以计及这种影响。本文在有限元方法中首次引入了单元耦合形函数(阵),以此将单元弹性位移表示成为单元结点位移的二阶小量形式。利用几何非线性的应变—位移关系式,在小变形假设条件下确定了单元耦合形函数。在此基础上,根据Kane方程,运用模态坐标压缩,并通过适当的线性化处理,得到了一致线性化的动力学方程。编制了空间桁架结构动力刚化有限元分析程序,仿真算例证明了理论和算法的正确性。 展开更多

关键词 桁架 动力刚化 空间桁架结构 航天器 有限元分析

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作大运动的空间桁架结构动力有限元分析 被引量：1

8

作者 刘又午 王建明 +1 位作者 刘才山 张大钧 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第4期42-45,共4页

作大运动的空间桁架，由于运动和变形的耦合将产生动力刚化现象，传统的动力学理论难以计及这种影响。在有限元方法中首次引入单元耦合形函数（阵），将单元弹性位移表示成为单元结点位移的二阶小量形式。利用几何非线性的应变-位移关... 作大运动的空间桁架，由于运动和变形的耦合将产生动力刚化现象，传统的动力学理论难以计及这种影响。在有限元方法中首次引入单元耦合形函数（阵），将单元弹性位移表示成为单元结点位移的二阶小量形式。利用几何非线性的应变-位移关系式，在小变形假设条件下确定单元耦合形函数。根据Kane方程，运用模态坐标压缩，并通过适当的线性化处理，得到了一致线性化的动力学方程。编制空间精架外构动力刚化有限元分析程序。仿真算例证明理论和算法的正确性。 展开更多

关键词 动力刚化 有限元 结构动力学 空间桁架结构

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空间桁架结构减振设计与试验验证 被引量：1

9

作者 骆海涛 富佳 +2 位作者 王鹏 王巍 陈宁 《噪声与振动控制》 CSCD 2019年第1期1-4,共4页

空间桁架结构由于管壁刚度大、末端载荷悬臂安装,传统直接敷加约束阻尼层的方法,减振效果并不明显。通过减振优化技术,设计出空间桁架和航天载荷的最优结构。这是一种打断长管结构,在打断后短管上敷加自由阻尼层,通过胶黏剂来进行连接... 空间桁架结构由于管壁刚度大、末端载荷悬臂安装,传统直接敷加约束阻尼层的方法,减振效果并不明显。通过减振优化技术,设计出空间桁架和航天载荷的最优结构。这是一种打断长管结构,在打断后短管上敷加自由阻尼层,通过胶黏剂来进行连接。这种结构与直接在长管上敷加约束阻尼层的结构相比,减振效果更好,质量也更轻。采用B&K测试系统,对原始模型和打断长管新模型进行了振动试验过程中的数据采集,得到了空间桁架结构在X、Y、Z 3个方向上载荷测点的加速度响应情况。试验结果表明,打断长管方案结合敷加黏弹性约束阻尼层的方法结构简单、易于实现,能有效降低桁架末端航天载荷的振动水平,对其他空间结构的减振设计具有重要的借鉴意义。 展开更多

关键词 振动与波 空间桁架结构 黏弹性约束阻尼层 振动特性 加速度响应

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空间桁架结构大位移问题的有限元分析方法 被引量：2

10

作者 朱军 周光荣 《计算力学学报》 CAS CSCD 2000年第3期339-342,共4页

本文基于总体拉格朗日坐标描述法 ,采用 Kirchhoff应力张量和 Green应变张量定义 ,导出了严格意义下的杆单元增量列式。计算表明本文方法可以有效用于空间桁架结构大位移问题分析。

关键词 空间桁架结构 大位移 有限元分析

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机器人在轨构建空间桁架结构的装配序列规划方法 被引量：7

11

作者 罗建军 王嘉文 +1 位作者 王明明 刘聪 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期437-449,共13页

针对机器人在轨构建空间桁架结构的装配序列规划问题,提出一种可同时求解装配单元装配序列与机器人运动的序列规划方法。首先设计了装配机器人并建立了动力学模型;其次,对机器人在整个装配过程中的运动进行了分类并分别给出了规划与控... 针对机器人在轨构建空间桁架结构的装配序列规划问题,提出一种可同时求解装配单元装配序列与机器人运动的序列规划方法。首先设计了装配机器人并建立了动力学模型;其次,对机器人在整个装配过程中的运动进行了分类并分别给出了规划与控制方法;然后,建立了装配序列规划的评价指标并采用离散粒子群算法求解。最后,以常用空间桁架结构为例,通过仿真校验了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 在轨装配 空间桁架结构 机器人 装配序列规划 离散粒子群

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计入关节摩擦的空间桁架结构动力学建模及共振分析 被引量：2

12

作者 刘福寿 徐文婷 +2 位作者 金栋平 刘向东 路平立 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期663-670,共8页

关节非线性对大型可展开空间桁架结构整体动力学特性有着重要影响。将关节模拟为具有六个方向刚度且其中任意方向可含有非线性特性的弹簧系统,研究了空间桁架结构非线性动力学建模与共振分析方法。采用双线性滞回模型模拟关节的摩擦特性... 关节非线性对大型可展开空间桁架结构整体动力学特性有着重要影响。将关节模拟为具有六个方向刚度且其中任意方向可含有非线性特性的弹簧系统,研究了空间桁架结构非线性动力学建模与共振分析方法。采用双线性滞回模型模拟关节的摩擦特性,基于描述函数法得到了关节等效刚度和等效阻尼的解析表达式。在对两端含非线性关节的桁架构件进行动力学缩聚的基础上,建立了桁架结构在频域下的整体缩聚动力学模型,并采用Newton⁃Raphson迭代方法进行频域响应求解。通过数值算例将本文方法的计算结果与有限元分析结果进行比较,验证了本文方法的准确性和高效性。 展开更多

关键词 结构振动 空间桁架结构 非线性关节 摩擦滑移 双线性滞回模型

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消能减震技术在某大跨空间桁架结构中的应用研究 被引量：7

13

作者 林颖捷 杨海勇 +1 位作者 何瑶 潘鹏 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2020年第1期51-56,共6页

为研究屈曲约束支撑(BRB)与黏滞消能器(VFD)对大跨空间桁架结构的减震控制作用,在某会展中心大跨空间桁架结构部位设置BRB与VFD,利用有限元分析软件SAP2000对大跨空间桁架结构进行罕遇地震作用下的非线性时程分析。研究地震波输入时BRB... 为研究屈曲约束支撑(BRB)与黏滞消能器(VFD)对大跨空间桁架结构的减震控制作用,在某会展中心大跨空间桁架结构部位设置BRB与VFD,利用有限元分析软件SAP2000对大跨空间桁架结构进行罕遇地震作用下的非线性时程分析。研究地震波输入时BRB与VFD对大跨空间桁架结构的减震控制机理,以空间桁架整体结构的位移、加速度及构件内力为减震控制指标,对比分析采用不同方案对结构抗震性能的影响。结果表明:在大跨空间桁架结构部分设置消能器可以有效地控制桁架在地震作用下的受力与变形,改善桁架部分的抗震性能;大震下消能器的滞回曲线均较饱满,消能器耗能能力良好;大跨空间桁架结构布置BRB较布置VFD减震效果更优。 展开更多

关键词 大跨空间桁架结构 消能减震 屈曲约束支撑 黏滞消能器 弹塑性时程分析

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具有反向学习的多目标元胞遗传算法的空间桁架结构优化设计 被引量：2

14

作者 贾建伟 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第19期270-276,共7页

为了解决具有多约束的桁架结构问题,提出一种具有反向学习的多目标元胞遗传算法应用于空间桁架结构多目标优化设计中。根据分析元胞遗传算法特点,引入一种反向学习策略、差分进化策略和约束处理技术。通过标准测试函数对比分析,算法能... 为了解决具有多约束的桁架结构问题,提出一种具有反向学习的多目标元胞遗传算法应用于空间桁架结构多目标优化设计中。根据分析元胞遗传算法特点,引入一种反向学习策略、差分进化策略和约束处理技术。通过标准测试函数对比分析,算法能很好地保持Pareto解集的收敛性和均匀性。针对空间桁架结构优化的数学模型,采用实数编码和个体修正方法,将该算法对72杆空间桁架优化问题进行求解,并与MOCell的优化结果进行比较。结果表明,新算法获得的Pareto解集更加均匀,极端点值域更宽广,具有一定的工程实用性。 展开更多

关键词 多目标优化 反向学习 元胞遗传算法 空间桁架结构

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大型空间桁架面天线的结构—电磁耦合优化设计 被引量：9

15

作者 王从思 段宝岩 +1 位作者 郑飞 仇原鹰 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1776-1781,共6页

由于载荷变化及各种随机干扰,大型空间桁架面天线必须保持非常精确的形状.基于提高空间天线电磁性能以及降低作动器能耗的目的,结合大型空间桁架天线结构的特点,建立了以天线轴向增益和作动器能耗为目标函数,以结构强度、作动器变形和... 由于载荷变化及各种随机干扰,大型空间桁架面天线必须保持非常精确的形状.基于提高空间天线电磁性能以及降低作动器能耗的目的,结合大型空间桁架天线结构的特点,建立了以天线轴向增益和作动器能耗为目标函数,以结构强度、作动器变形和轴力为约束条件的多目标优化模型.数值试验结果表明,结构—电磁耦合优化设计模型只需较低的作动器能耗,就能明显提高天线电性能,很好地满足了天线结构与电磁设计要求. 展开更多

关键词 面天线 空间桁架结构 耦合分析 优化模型

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基于静定空间桁架原理的空间相机结构设计 被引量：3

16

作者 杨利伟 李志来 鲍赫 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第11期73-77,共5页

现代空间光学遥感器向着大口径、长焦距的方向发展。焦距变长意味着主次镜间隔变长,也就意味着次镜的系统公差更难保证。针对次镜严格的公差要求,本文提出了一种空间桁架结构的设计理念。根据静定空间桁架原理,设计了两种结构方案,采用... 现代空间光学遥感器向着大口径、长焦距的方向发展。焦距变长意味着主次镜间隔变长,也就意味着次镜的系统公差更难保证。针对次镜严格的公差要求,本文提出了一种空间桁架结构的设计理念。根据静定空间桁架原理,设计了两种结构方案,采用有限元分析软件,对两种方案进行了分析,求得前三阶固有频率、绕X轴的倾角和Y方向刚体位移。分析结果表明,设计方案1的一阶模态为78Hz,绕X轴的倾角为2″,沿Y轴的最大刚体位移是0.04mm;设计方案2的一阶模态为113.7Hz,绕X轴的倾角为1.5″,沿Y轴的最大刚体位移是0.022mm。两种方案都能满足设计要求,而方案2比方案1有明显优势。静定空间桁架原理为空间相机结构设计提供了可靠的理论依据。 展开更多

关键词 空间相机 光学系统 空间桁架结构 静定 空间桁架原理

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空间管桁架结构体育馆施工全过程模拟分析与健康监测 被引量：17

17

作者 王秀丽 荣子豪 +3 位作者 杨本学 罗崇德 周岩 吴小燕 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2017年第2期18-25,共8页

利用有限元软件ABAQUS中的生死单元法模拟空间管桁架结构施工过程的吊装阶段,把模拟得出的杆件应力与节点位移结果作为模拟施工过程卸载阶段的初始条件。利用支座位移法对卸载阶段进行模拟,同时对比了3种卸载方法,并将分级分步卸载方法... 利用有限元软件ABAQUS中的生死单元法模拟空间管桁架结构施工过程的吊装阶段,把模拟得出的杆件应力与节点位移结果作为模拟施工过程卸载阶段的初始条件。利用支座位移法对卸载阶段进行模拟,同时对比了3种卸载方法,并将分级分步卸载方法的模拟数据与健康监测数据进行对比,验证了模拟方法的可行性。结果表明:以吊装阶段结果为初始条件的卸载过程模拟可以找出临时支撑上部在施工过程中受往复荷载的杆件,施工中应增强这部分杆件的加固措施;分级分步卸载可以防止结构杆件应力与节点位移变化过快,避免整体结构由此产生设计中未考虑到的动力响应;模拟结果与实际健康监测数据较为吻合,分级分步卸载为最佳的卸载方案,在实际工程中更为适用。 展开更多

关键词 空间管桁架结构 施工过程 数值模拟 健康监测 生死单元法

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空间可展桁架结构动力学分析 被引量：28

18

作者 赵孟良 吴开成 关富玲 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期1669-1674,共6页

采用广义逆矩阵方法分析空间可展桁架结构的运动过程.以笛卡尔坐标系下节点的自然坐标为未知量,建立桁架结构展开过程的动力学基本方程,将约束方程嵌入动力学方程,导出一组不含乘子且方程数目等于结构自由度数的动力学方程.采用主动校... 采用广义逆矩阵方法分析空间可展桁架结构的运动过程.以笛卡尔坐标系下节点的自然坐标为未知量,建立桁架结构展开过程的动力学基本方程,将约束方程嵌入动力学方程,导出一组不含乘子且方程数目等于结构自由度数的动力学方程.采用主动校正法对数值分析的约束违约进行了修正.提出了一种切实有效的数学算法构造了约束方程及其雅可比矩阵,实时地模拟了结构收纳过程的约束条件.自行编制的仿真程序算例证明了该分析方法的正确性. 展开更多

关键词 空间可展桁架结构 广义逆 主动校正 约束方程 动力学分析

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大跨度空间钢管桁架结构的风振响应和风振控制研究 被引量：10

19

作者 丁阳 赵奕程 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期17-21,共5页

为了获得大跨度空间钢管桁架结构在风荷载作用下的实时受力、变形情况和风振系数,本文采用自回归法编制计算程序,数值模拟具有空间相关性的大跨度空间钢管桁架结构的多点风速时程,根据由风速时程转化的作用于结构的风荷载时程对两个大... 为了获得大跨度空间钢管桁架结构在风荷载作用下的实时受力、变形情况和风振系数,本文采用自回归法编制计算程序,数值模拟具有空间相关性的大跨度空间钢管桁架结构的多点风速时程,根据由风速时程转化的作用于结构的风荷载时程对两个大跨度空间钢管桁架结构进行风振响应分析和风振系数的计算.结果表明,编制的计算程序可较好地模拟大跨度空间钢管桁架结构的空间点风速时程,计算所得风速时程的功率谱与目标功率谱吻合较好;采用粘滞阻尼器后结构节点位移及杆件应力振动幅值均有所降低,可有效地减小结构的风振响应;根据风振响应的计算结果给出了可供设计参考的结构风振系数. 展开更多

关键词 大跨度空间钢管桁架结构 风速模拟 风振响应 风振控制 风振系数

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空间可展开桁架结构展开过程分析的理论与方法 被引量：15

20

作者 陈务军 关富玲 +1 位作者 董石麟 张京街 《浙江大学学报（自然科学版）》 CSCD 2000年第4期382-387,共6页

以理想桁架节点笛卡尔坐标为未知量 ,全面建立了复杂桁架结构的几何约束方程 ,并推导出相应的几何约束 Jacobi矩阵 ,建立了空间展开桁架结构展开过程分析的理论与方法 ,系统地分析了机构特性 ,阐明了展开过程的力学本质特点 。

关键词 展开过程分析 约束Jacobi矩阵 空间展开桁架结构

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