采用独立覆盖流形法分析精确几何描述的曲壳 被引量：6

1

作者 苏海东 周朝 +1 位作者 颉志强 陈琴 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2018年第4期158-166,共9页

在前期研究的直梁和曲梁分析新方法的基础上,提出了基于独立覆盖流形法的曲壳分析方法。采用实体分析模式,只需使多项式覆盖函数中的某些项不参与计算,就能准确模拟三维平板和曲壳的Reissner-Mindlin假设,从而避免了推导曲壳控制方程及... 在前期研究的直梁和曲梁分析新方法的基础上,提出了基于独立覆盖流形法的曲壳分析方法。采用实体分析模式,只需使多项式覆盖函数中的某些项不参与计算,就能准确模拟三维平板和曲壳的Reissner-Mindlin假设,从而避免了推导曲壳控制方程及相应数值计算公式的复杂性。借助随中面参数方程变化的局部坐标系,并计算该坐标系的局部坐标和方向余弦关于整体坐标的导数,就能实现精确几何描述下的曲壳分析。给出了具体计算过程,包括刚度矩阵积分方式,以及相关的曲壳几何计算公式。通过球面壳和平板算例,验证了方法的收敛性。最后,结合前期的二维直梁和曲梁研究,以及本文的三维曲壳和平板研究,总结了基于独立覆盖流形法的梁板壳分析新方法的特点和优势,特别是彻底解决了自锁问题。 展开更多

关键词 曲壳 精确几何 数值流形方法 独立覆盖 梁板壳分析

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基于精确几何的曲梁分析新方法 被引量：6

2

作者 苏海东 周朝 颉志强 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2018年第4期151-157,166,共8页

在前期研究的直梁的独立覆盖分析方法基础上,提出曲梁的独立覆盖分析方法。采用实体分析模式,只需使多项式覆盖函数中的某些项不参与计算,就能模拟梁的基本假设,从而避免了推导曲梁控制方程及相应数值计算公式的复杂性。借助随中面参数... 在前期研究的直梁的独立覆盖分析方法基础上,提出曲梁的独立覆盖分析方法。采用实体分析模式,只需使多项式覆盖函数中的某些项不参与计算,就能模拟梁的基本假设,从而避免了推导曲梁控制方程及相应数值计算公式的复杂性。借助随中面参数方程变化的局部坐标系,并计算该坐标系的局部坐标和方向余弦关于整体坐标的导数,就能实现精确几何描述下的曲梁分析。采用常曲率的一段圆形曲梁和变曲率的一段椭圆形曲梁的算例,验证了方法的可行性。研究方法为曲梁和下一步的曲壳分析提供了全新的途径,也是除了等几何分析方法之外的实现几何保形性的新方式。 展开更多

关键词 曲梁 精确几何 数值流形方法 独立覆盖 梁板壳分析

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基于任意形状网格和精确几何边界的数值计算 被引量：11

3

作者 苏海东 付志 颉志强 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2020年第7期167-174,共8页

有限元网格形状要尽可能规则,网格之间必须通过结点连接,这些要求给复杂形状求解域的数值计算带来很大的前处理工作负担,而且实际的曲线边界一般要离散成有限单元能够描述的形式,难以模拟CAD模型的精确几何。针对这些问题,基于独立覆盖... 有限元网格形状要尽可能规则,网格之间必须通过结点连接,这些要求给复杂形状求解域的数值计算带来很大的前处理工作负担,而且实际的曲线边界一般要离散成有限单元能够描述的形式,难以模拟CAD模型的精确几何。针对这些问题,基于独立覆盖流形法提出任意形状且任意连接的覆盖网格,在CAE分析中模拟CAD模型的精确几何边界及其边界条件:将求解域划分为可包含曲线边的任意形状的块体网格,可以采用单纯形解析积分和数值积分2种方式进行块体积分;仅需在积分过程中考虑块体之间的窄条形(包括曲线条)的覆盖重叠区域,而不必在计算模型中生成这些条形;通过边界条实现本质边界条件的严格施加,包括曲线上的边界条件;给出2个数值算例验证了方法的有效性。任意形状的覆盖网格将为实现基于精确几何模型的数值计算及其完全自动化的前处理开辟新的路径。 展开更多

关键词 任意形状网格 精确几何 本质边界条件 数值流形方法 独立覆盖

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精确几何薄曲梁曲壳分析的分区级数解 被引量：3

4

作者 苏海东 韩陆超 颉志强 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2022年第9期144-151,共8页

薄梁板壳的数值计算涉及关于挠度的4阶微分方程,其困难在于构造C_(1)连续的近似函数;同时,由于薄曲梁和曲壳控制方程的复杂性,通常用直梁或平板单元近似地模拟曲梁或曲壳,容易产生几何误差进而带来力学分析上的误差。前期研究采用独立... 薄梁板壳的数值计算涉及关于挠度的4阶微分方程,其困难在于构造C_(1)连续的近似函数;同时,由于薄曲梁和曲壳控制方程的复杂性,通常用直梁或平板单元近似地模拟曲梁或曲壳,容易产生几何误差进而带来力学分析上的误差。前期研究采用独立覆盖流形法实现了基于厚梁板壳假设的精确几何曲梁和曲壳分析,本文在此基础上讨论了这种新型流形法的分区级数解的C_(1)连续性,完成了基于Euler-Bernoulli梁理论和Kirchhoff-Love板壳理论的精确几何薄曲梁和曲壳分析,并解决了几何公式推导复杂的问题。详细给出了薄曲梁的计算公式,简述了薄曲壳的计算过程,将前期文献中的算例在薄梁板壳假设下重新计算,验证了方法的有效性,相比厚梁板壳假设可节省约30%的自由度。研究成果同时展示了应用独立覆盖流形法求解4阶微分方程的潜力。 展开更多

关键词 梁板壳分析 曲梁和曲壳 精确几何 级数解 C_(1)连续

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几何精确NURBS有限元中边界条件施加方式对精度影响的三维计算分析 被引量：10

5

作者 王东东 轩军厂 张灿辉 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期31-37,共7页

非均匀有理B样条(NURBS)有限元法把计算机辅助几何设计(CAGD)中的NURBS几何构形方法与有限元方法有机结合起来,有效消除了有限元离散模型的几何误差,提高了计算精度。但是由于NURBS基函数不是插值函数,直接在控制节点上施加位移边界条... 非均匀有理B样条(NURBS)有限元法把计算机辅助几何设计(CAGD)中的NURBS几何构形方法与有限元方法有机结合起来,有效消除了有限元离散模型的几何误差,提高了计算精度。但是由于NURBS基函数不是插值函数,直接在控制节点上施加位移边界条件会引起较大误差。本文详细讨论了NURBS基函数的插值特性,在NURBS有限元分析中采用罚函数法施加位移边界条件,提高了收敛率和计算精度。结合典型三维弹性力学问题,对两种施加位移边界条件的方法进行了对比和分析。计算结果表明,直接施加位移边界条件会导致收敛率和精度的明显降低,而基于罚函数法的NURBS有限元分析则能达到最优收敛率,并具有更高的精度。 展开更多

关键词 NURBS有限元法 几何精确分析 无网格法 罚函数法 位移边界条件

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基于几何精确桨叶模型的旋翼刚柔耦合建模 被引量：4

6

作者 吴杰 杨卫东 虞志浩 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第31期119-123,共5页

建立一种适合于多种直升机桨毂构型的高精度旋翼结构动力学模型。将几何精确桨叶模型集成到传统的旋翼刚柔耦合动力学模型中去,使得新模型既适用于全铰接式旋翼,又能对先进桨毂构型(无铰式或无轴承)桨叶精确建模。建模过程中不进行阶次... 建立一种适合于多种直升机桨毂构型的高精度旋翼结构动力学模型。将几何精确桨叶模型集成到传统的旋翼刚柔耦合动力学模型中去,使得新模型既适用于全铰接式旋翼,又能对先进桨毂构型(无铰式或无轴承)桨叶精确建模。建模过程中不进行阶次截断,不作小量假设。采用有限变形下的Green应变表达式及几何精确的弹性变形运动几何学关系式,推导桨叶应变能、动能以及外载荷虚功。桨叶根部铰约束处的转角分别以三个独立刚体自由度与桨叶弹性变形自由度耦合,依据Hamilton作用量原理建立旋翼刚柔耦合动力学方程。大变形梁与铰接式旋翼桨叶算例验证了模型的有效性与高精度。 展开更多

关键词 直升机 旋翼动力学 几何精确 刚柔耦合

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几何精确梁的Hamel场变分积分子 被引量：5

7

作者 王亮 安志朋 史东华 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期692-698,共7页

利用场论下的Hamel形式,对几何精确梁提出一种保结构的变分积分子,并通过数值仿真说明该算法保持能量、动量和几何结构的特性。

关键词 几何精确梁 Hamel场变分积分子 保结构

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Hamel框架下几何精确梁的离散动量守恒律 被引量：4

8

作者 高山 史东华 郭永新 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1712-1719,共8页

Hamel场变分积分子是一种研究场论的数值方法,可以通过使用活动标架规避几何非线性带来的计算复杂度,同时数值上具有良好的长时间数值表现和保能动量性质.本文在一维场论框架下,以几何精确梁为例,从理论上探究Hamel场变分积分子的保动... Hamel场变分积分子是一种研究场论的数值方法,可以通过使用活动标架规避几何非线性带来的计算复杂度,同时数值上具有良好的长时间数值表现和保能动量性质.本文在一维场论框架下,以几何精确梁为例,从理论上探究Hamel场变分积分子的保动量性质.具体内容包括:利用活动标架法对几何精确梁建立动力学模型,通过变分原理得到其动力学方程,利用其动力学方程及Noether定理得到系统动量守恒律;将几何精确梁模型离散化,通过变分原理得到其Hamel场变分积分子,利用Hamel场变分积分子和离散Noether定理得到离散动量守恒律,并给出离散动量的一阶近似表达式;Hamel场变分积分子可在计算中利用系统对称性消除系统运动带来的非线性问题,但此框架中离散对流速度、离散对流应变及位形均不共点,而这种错位导致离散动量中出现级数项,本文对几何精确梁的离散动量与连续形式的关系及其应用进行了讨论,并通过算例验证了结论.上述证明方法也同样适用一般经典场论场景下的Hamel场变分积分子.Hamel场变分积分子的动量守恒为进一步研究其保结构性质提供了参考依据. 展开更多

关键词 几何精确梁 Hamel 场变分积分子 离散动量守恒 NOETHER 定理 保结构数值格式

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独立覆盖流形法的通用计算公式和通用程序设计——(三)算例验证 被引量：1

9

作者 苏海东 宋文硕 +2 位作者 龚亚琦 韩陆超 韦玉霞 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第4期211-218,共8页

在前两篇提出的通用计算公式、通用程序设计方法的基础上,通过求解弹性力学运动微分方程、传导方程、波动方程(含稳态和瞬态分析),给出了一至三维包括位移场、温度场、渗流场、声场、静电场和势流场等算例进行全面验证,涵盖了任意形状... 在前两篇提出的通用计算公式、通用程序设计方法的基础上,通过求解弹性力学运动微分方程、传导方程、波动方程(含稳态和瞬态分析),给出了一至三维包括位移场、温度场、渗流场、声场、静电场和势流场等算例进行全面验证,涵盖了任意形状和任意连接的网格、精确几何边界的模拟及本质边界条件的准确施加、高阶级数逼近、裂纹尖端附近解析级数的应用等独立覆盖流形法的特色功能。最后对全文进行总结,并提出“级数流形元(级数元)”的新名称。 展开更多

关键词 数值流形方法 独立覆盖 偏微分方程 级数解 网格剖分 精确几何 级数流形元

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基于几何精确梁的风力机叶片动力学建模及动态特性分析 被引量：2

10

作者 谢浩 李德源 +1 位作者 曲珍壮 黄维 《新能源进展》 2022年第3期203-208,共6页

基于几何精确梁理论,结合广义-α时间预测法的迭代算法,考虑叶片复合铺层材料的各向异性特性,建立了大型风力机叶片的几何非线性动力学模型并导出了相应的特征方程,编制了数值仿真程序。通过对几何非线性梁标准算例和某10 MW柔性风力机... 基于几何精确梁理论,结合广义-α时间预测法的迭代算法,考虑叶片复合铺层材料的各向异性特性,建立了大型风力机叶片的几何非线性动力学模型并导出了相应的特征方程,编制了数值仿真程序。通过对几何非线性梁标准算例和某10 MW柔性风力机叶片动力特性的模拟分析,验证了动力学模型的正确性,以及几何精确梁模型对分析叶片几何非线性大变形及其所导致的非线性动力学效应的有效性。叶片在静止和转动工况下的模态分析结果表明,在动力刚化效应作用下,叶片的固有频率会随着转速的增加而增大,动力刚化效应在挥舞方向比在摆振方向更明显,在低阶模态比在高阶模态更明显。 展开更多

关键词 风力机叶片 几何精确梁 动力刚化 模态分析

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独立覆盖流形法的通用计算公式和通用程序设计——(一)通用计算公式 被引量：1

11

作者 苏海东 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第4期193-201,210,共10页

独立覆盖流形法是偏微分方程数值计算的新方法,在近似函数构造的基础层面上形成了偏微分方程的“分区级数解”,实现了有限元法及一些新方法的主要分析功能,在网格划分的灵活性、计算稳定性等方面还具有一些独特优势,但也意味着其计算公... 独立覆盖流形法是偏微分方程数值计算的新方法,在近似函数构造的基础层面上形成了偏微分方程的“分区级数解”,实现了有限元法及一些新方法的主要分析功能,在网格划分的灵活性、计算稳定性等方面还具有一些独特优势,但也意味着其计算公式和程序设计不同于现有方法。总结了近年来该方法在固体计算中的主要研究成果,归纳了一套简洁的通用计算公式,局部近似函数中的形函数表达为单位分解函数、坐标转换矩阵和级数矩阵的乘积,具体讨论了各种情况下的形函数及其求导方法,给出各种矩阵的表达式以及时间积分方法,用于求解弹性力学运动微分方程、传导方程、波动方程,包括一维至三维的稳态和瞬态分析和三类边界条件,涵盖了高阶级数、任意形状网格、精确几何边界模拟及本质边界条件的准确施加、裂纹尖端附近采用解析级数等特色功能。利用这些公式即可开展独立覆盖流形法通用程序的开发工作。 展开更多

关键词 偏微分方程 级数解 网格剖分 精确几何 独立覆盖 数值流形方法

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独立覆盖流形法的通用计算公式和通用程序设计——(二)通用程序设计

12

作者 苏海东 杨震 +2 位作者 颉志强 祁勇峰 龚亚琦 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第4期202-210,共9页

在独立覆盖流形法通用计算公式的基础上,给出了计算程序的整体流程。对一维至三维各种几何形体(包括分区、条带和边界面)的积分方式进行总结,基于点、线、面、体的单纯形几何元素开发积分程序,实现网格形状的通用性。提出将积分模块与... 在独立覆盖流形法通用计算公式的基础上,给出了计算程序的整体流程。对一维至三维各种几何形体(包括分区、条带和边界面)的积分方式进行总结,基于点、线、面、体的单纯形几何元素开发积分程序,实现网格形状的通用性。提出将积分模块与被积函数模块分开考虑的编程思路,然后再将两者任意组合,使程序具备了扩展性,有望实现偏微分方程求解的通用性。通过级数公式和相应的各种坐标以及坐标转换矩阵、级数矩阵的确定,实现了级数的通用性。所有计算参数都可以通过用户子程序输入公式,实现输入参数的通用性。最终可用较少的程序代码,实现弹性力学运动微分方程、传导方程、波动方程的一维至三维稳态和瞬态分析(含一类至三类边界条件)。 展开更多

关键词 偏微分方程 级数解 网格剖分 精确几何 独立覆盖 数值流形方法

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基于三次样条插值的几何精确曲梁单元 被引量：2

13

作者 张志刚 马新旋 +2 位作者 王才东 郑华栋 王良文 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2023年第6期61-67,共7页

为了对包含大变形梁的柔性多体系统进行精确建模和动力学仿真分析,基于三次样条插值构造了一种总体参数少且方便与CAD几何模型融合的大变形平面曲梁单元。首先,选取单元节点位置矢量和首末两端节点处位置矢量的弧长导数为整体参数,采用... 为了对包含大变形梁的柔性多体系统进行精确建模和动力学仿真分析,基于三次样条插值构造了一种总体参数少且方便与CAD几何模型融合的大变形平面曲梁单元。首先,选取单元节点位置矢量和首末两端节点处位置矢量的弧长导数为整体参数,采用三次样条插值函数对梁的形心线运动进行近似;其次,在充分考虑细长梁变形基础上,利用Euler-Bernoulli梁变形假设由插值得到的形心线切向确定了梁截面的转动;最后,依据几何精确梁理论推导出了梁的轴向应变和曲率,基于虚功率原理推导出了平面曲梁单元的质量矩阵、节点力列阵和广义外力列阵,并得到了总体切线刚度矩阵。相较于现有大变形平面梁单元,所提单元总体参数大幅降低。此外,由于构造的单元耦合变形场严格保证了梁截面与形心线切向的垂直关系,这从根本上避免了剪切闭锁现象在应用中的出现。在数值算例部分,通过对平面梁静力学几何非线性问题和动力学刚柔耦合问题典型算例求解及对比表明:所提出的几何精确曲梁单元在保证计算精度的同时提高了计算效率。 展开更多

关键词 几何精确梁 三次样条 曲梁 几何非线性 刚柔耦合

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基于几何精确Euler-Bernoulli梁单元的柔顺机构动力学分析

14

作者 张志刚 周翔 +1 位作者 毛红生 王胜永 《轻工学报》 CAS 北大核心 2021年第3期70-78,共9页

基于几何精确梁理论(GEBT),研究大变形柔顺机构的动力学建模与仿真求解问题:依据Euler-Bernoulli梁变形假设,构造严格满足梁截面与形心线切向垂直关系的大变形梁单元变形场;利用虚功率原理推导几何精确Euler-Bernoulli梁单元的节点力、... 基于几何精确梁理论(GEBT),研究大变形柔顺机构的动力学建模与仿真求解问题:依据Euler-Bernoulli梁变形假设,构造严格满足梁截面与形心线切向垂直关系的大变形梁单元变形场;利用虚功率原理推导几何精确Euler-Bernoulli梁单元的节点力、质量矩阵及广义外力,对柔顺四连杆机构和空间圆弧导向柔顺机构两种典型柔顺机构建立精确动力学模型,并进行仿真对比.仿真结果表明,与绝对节点坐标(ANCF)梁单元模型和ADAMS的数值结果相比,采用几何精确Euler-Bernoulli梁单元进行柔顺机构动力学仿真分析在计算效率和计算精度上均具有优越性. 展开更多

关键词 柔顺机构 几何精确梁理论 EULER-BERNOULLI梁 大变形 动力学仿真

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含过渡曲面的弧齿锥齿轮齿面精确建模 被引量：16

15

作者 唐进元 曹康 +1 位作者 杜晋 李友元 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2009年第3期317-321,共5页

针对用SGM法加工的弧齿锥齿轮,根据刀具、机床和被加工齿轮的相互运动及切齿过程,由齿轮啮合方程和弧齿锥齿轮切齿原理详细地推导出弧齿锥齿轮过渡曲面和齿廓曲面方程,得到弧齿锥齿轮精确数学模型,根据一对锥齿轮的加工参数在MATLAB中... 针对用SGM法加工的弧齿锥齿轮,根据刀具、机床和被加工齿轮的相互运动及切齿过程,由齿轮啮合方程和弧齿锥齿轮切齿原理详细地推导出弧齿锥齿轮过渡曲面和齿廓曲面方程,得到弧齿锥齿轮精确数学模型,根据一对锥齿轮的加工参数在MATLAB中编程计算并采集了齿面数据点,然后导入Pro/E建立了含有过渡曲面的弧齿锥齿轮三维模型。建立的含过渡曲面的弧齿锥齿轮模型为弧齿锥齿轮的数字化制造与有限元分析提供基础条件。 展开更多

关键词 弧齿锥齿轮 过渡曲面 齿面方程 精确几何模型

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细长输流管道大变形动力学研究进展

16

作者 陈伟 曹润青 +2 位作者 胡嘉纯 代胡亮 王琳 《力学进展》 北大核心 2025年第1期113-174,共62页

细长输流管道是发动机液压装置、航空加油机、核工业热交换器、海洋钻井平台等工程装备系统的一类重要结构.当流速较高时,细长管道可能会发生屈曲或颤振等流致失稳现象,严重时可酿成重大安全事故.输流管道的流致失稳及其非线性振动是典... 细长输流管道是发动机液压装置、航空加油机、核工业热交换器、海洋钻井平台等工程装备系统的一类重要结构.当流速较高时,细长管道可能会发生屈曲或颤振等流致失稳现象,严重时可酿成重大安全事故.输流管道的流致失稳及其非线性振动是典型的流固耦合力学行为,已成为结构动力学、流固耦合力学等研究领域的一个普遍性范例.在建立动力学方程、明确稳定性机理和分析非线性振动规律之后,近年来人们极其关注输流管道的大变形/大位移动力学问题.本文系统介绍了细长输流管道非线性振动,特别是其弯曲大变形动力学的研究进展.首先,概述了输流管系统的非线性特征及其分类,简要分析了一些常用假设的合理性.其次,重点介绍了泰勒展开近似模型、几何精确理论模型、绝对节点坐标描述计算模型、数据驱动模型及相关的其他建模与求解方法.然后,针对两端支撑管道和悬臂管道两类有本质区别的动力学系统,回顾了其非线性动力学机理与演化规律,重点介绍了悬臂管道从小变形假设到大变形响应的一些新近研究进展.在此基础上,还介绍了提高输流管稳定性、抑制输流管非线性振动和利用输流管大变形响应的主要方法.最后,对细长输流管道大变形动力学的研究现状进行了归纳总结,并指出值得关注的几个基础性科学问题. 展开更多

关键词 输流管道 流固耦合 大变形动力学 几何精确模型 绝对节点坐标法

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考虑几何非线性的风力机叶片气弹模型 被引量：7

17

作者 吕品 廖明夫 尹尧杰 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2015年第12期1805-1812,共8页

针对大型轻型柔性叶片存在的几何非线性变形情况,基于几何精确梁理论建立了非线性叶片梁单元,考虑了叶片预弯预扭、各向异性、变形耦合以及截面偏心的特点。对非线性结构方程的数值求解方法进行了探讨。结合动量叶素理论建立了可用于分... 针对大型轻型柔性叶片存在的几何非线性变形情况,基于几何精确梁理论建立了非线性叶片梁单元,考虑了叶片预弯预扭、各向异性、变形耦合以及截面偏心的特点。对非线性结构方程的数值求解方法进行了探讨。结合动量叶素理论建立了可用于分析叶片大变形动态响应问题的几何非线性气弹模型。通过两个算例验证了结构模型的正确性。以NREL 5MW风力机叶片为研究对象,分析了叶片静态变形、固有频率、以及在阵风、偏航错误条件下的动态响应,并与FAST计算结果进行了对比,结果表明,在静态变形范围内几何非线性气弹模型与FAST非常好的吻合,进一步验证了该模型计算正确性。通过降低叶片截面弯曲刚度,发现在叶片大变形时,几何非线性气弹模型可以获得更准确的结果。 展开更多

关键词 风力机叶片 几何非线性 几何精确梁 大变形

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纵荡工况下叶片柔性对15 MW级浮式风力机气动特性影响研究

18

作者 马璐 周乐 +3 位作者 张险峰 雷肖 沈昕 杜朝辉 《太阳能学报》 北大核心 2025年第6期667-675,共9页

以IEA-15 MW风力机为对象,基于涡尾迹模型和几何精确梁模型研究了纵荡工况下叶片形变对风力机性能的影响。结果表明,浮台的纵荡运动所带来的附加速度会改变风力机的入流速度,从而使风力机的载荷出现波动;而相比于固定工况,纵荡工况下风... 以IEA-15 MW风力机为对象,基于涡尾迹模型和几何精确梁模型研究了纵荡工况下叶片形变对风力机性能的影响。结果表明,浮台的纵荡运动所带来的附加速度会改变风力机的入流速度,从而使风力机的载荷出现波动;而相比于固定工况,纵荡工况下风力机的输出功率有所提升,且在考虑叶片柔性后风力机载荷有所下降。此外,在风力机纵荡运动过程中,风力机的载荷对入流速度变化的响应存在延迟,同时叶片柔性形变带来的附加速度会加剧载荷响应的延迟。 展开更多

关键词 浮式风力机 气动特性 柔性形变 自由尾迹模型 几何精确梁模型

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空间框架结构几何非线性分析方法的改进研究 被引量：3

19

作者 李文雄 马海涛 陈太聪 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期928-935,共8页

以几何精确梁理论为基础,分别采用高阶拉格朗日插值和埃米特插值构造高精度空间梁单元.提出基于单元层次平衡迭代的自由度凝聚方法,以保证单元的通用性.实现了基于载荷控制或柱面弧长控制的结构几何非线性分析算法.算例研究结果表明,提... 以几何精确梁理论为基础,分别采用高阶拉格朗日插值和埃米特插值构造高精度空间梁单元.提出基于单元层次平衡迭代的自由度凝聚方法,以保证单元的通用性.实现了基于载荷控制或柱面弧长控制的结构几何非线性分析算法.算例研究结果表明,提出的改进方法不但提高了计算效率,而且还具有较高的数值稳定性;特别是基于三次埃米特插值构造的单元表现出较好的性态,适用于结构屈曲后分析. 展开更多

关键词 非线性分析 有限元 几何精确梁 有限转动 埃米特插值 内部自由度

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考虑含几何非线性弹簧的配气机构动力学 被引量：3

20

作者 张健 齐朝晖 +1 位作者 卓英鹏 徐金帅 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期279-287,共9页

为精确描述配气机构中气门弹簧的非线性刚度特性和动态颤振现象,提出一种整体式气门弹簧的几何非线性动力学模型,通过添加接触力元建立配气机构刚柔耦合动力学模型,结合气门弹簧的螺旋结构和大变形特点,选取弹簧半径、弹簧高度、螺旋线... 为精确描述配气机构中气门弹簧的非线性刚度特性和动态颤振现象,提出一种整体式气门弹簧的几何非线性动力学模型,通过添加接触力元建立配气机构刚柔耦合动力学模型,结合气门弹簧的螺旋结构和大变形特点,选取弹簧半径、弹簧高度、螺旋线极角、簧丝截面扭转角以及在弹簧两端节点处对初始极角的一阶导数作为气门弹簧的描述变量,在弹簧单元域内采用三次样条插值离散;基于Bernoulli梁假设的几何精确梁理论,建立含轴向应变和曲率矢量的弹簧变形虚功率,在数值求解中滤除柔性弹簧模型中的应力高频振荡分量,实现ODE45常规微分求解器的快速求解.计算结果表明:气门弹簧在静态压缩过程中具有明显的非线性刚度变化,与传统模型相比偏差不大于2.4%;配气机构的转速越高,气门弹簧动态力颤振现象就越明显;在正常工况下配气机构的接触受力情况与集中质量弹簧模型计算结果相吻合. 展开更多

关键词 发动机 配气机构 气门弹簧 几何精确梁理论 模型光滑化

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