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一种兼顾仿真效率和精度的车辆-轨道非线性空间耦合动力学模型 被引量:1
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作者 王伟 雷晓燕 +1 位作者 罗锟 陈鹏 《振动与冲击》 北大核心 2025年第4期10-20,共11页
车辆-轨道非线性空间耦合动力学精细化模型常常需要耗费更多的机时,如何解决分析精度与计算效率的矛盾,是车辆-轨道非线性空间耦合动力学数值分析中的难点。首先,建立了精细化的车辆-轨道非线性空间耦合动力学模型,构建了在用迹线法搜... 车辆-轨道非线性空间耦合动力学精细化模型常常需要耗费更多的机时,如何解决分析精度与计算效率的矛盾,是车辆-轨道非线性空间耦合动力学数值分析中的难点。首先,建立了精细化的车辆-轨道非线性空间耦合动力学模型,构建了在用迹线法搜索轮轨空间接触点中引入轮轨准弹性修正的、更为精细的轮轨接触几何关系,并将迹线法融入到交叉迭代中求解车辆-轨道非线性空间耦合动力学方程,实现了同步进行轮轨接触点搜索与车辆-轨道非线性空间耦合动力学方程求解,提高了模型分析精度和数值计算效率;然后,为验证理论模型的正确性,与相关文献结果进行了对比计算,验证了模型和算法的有效性;最后,分析了模型的四类简化形式对系统响应的影响。研究表明:采用集中支撑的弹性元件模拟钢轨扣件,无法真实反映两侧扣件对钢轨侧滚振动的协同约束作用,将导致计算结果失真,采用分离支撑的弹性元件模拟钢轨扣件更为合理;轨道结构底座板参振对系统响应的影响显著,在模型中应给予考虑;底座板超出轨道板的部分对系统响应的影响较小,所产生的误差在可接受范围内;轨道子系统模型A能兼顾仿真效率和计算精度,适合用作车辆-三层轨道非线性空间耦合系统振动精细化分析模型。 展开更多
关键词 车辆-轨道非线性空间耦合动力学 高速铁路 交叉迭代 准弹性修正 有限元模型
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多压电驱动机构机电耦合动力学建模与过驱动控制
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作者 黄涛 王迎斌 +1 位作者 林志成 凌明祥 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第4期346-354,共9页
多压电驱动是突破纳米压电驱动机构位移行程限制的有效方案,但多压电驱动机构存在固有迟滞非线性、压电驱动之间耦合、非线性与线性耦合、过驱动冗余等问题。针对以上挑战,提出一种多压电并行驱动机构的机电耦合动力学建模与过驱动控制... 多压电驱动是突破纳米压电驱动机构位移行程限制的有效方案,但多压电驱动机构存在固有迟滞非线性、压电驱动之间耦合、非线性与线性耦合、过驱动冗余等问题。针对以上挑战,提出一种多压电并行驱动机构的机电耦合动力学建模与过驱动控制策略。首先,建立Hammerstein结构的机电耦合动力学模型,分别描述多压电驱动机构线性和非线性特性,并相应提出模型线性部分和非线性部分的参数估计方法。其次,提出综合反馈线性化、控制分配算法、上层控制律的总体过驱动控制策略,尤其是提出一种最小二乘控制分配算法,通过分配控制量实现误差序列二范数最小。最后,对所提出的建模与控制方法,分别进行了参数估计实验与过驱动控制实验。其中参数估计实验结果表明所提出的模型输出曲线能够很好拟合多压电驱动机构实验输出曲线,能够有效描述多压电驱动机构迟滞非线性输入输出特性,所提出的参数估计方法能准确估计模型参数。过驱动控制实验结果表明所提出的最小二乘控制分配算法的轨迹跟踪性能优于直接分配和最优分配,特别是期望轨迹为幅值130μm、频率10 Hz的正弦信号时,所提出的最小二乘控制分配算法的精度比直接分配算法提高了56.63%,比最优分配算法提高了47.83%。 展开更多
关键词 多压电驱动 迟滞非线性 机电耦合动力学模型 过驱动控制 最小二乘控制分配算法
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永磁电机半直驱刮板输送机机-电耦合动力学行为 被引量:1
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作者 葛世荣 舒子龙 +3 位作者 鲍久圣 王世博 王小龙 张磊 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期65-80,共16页
针对刮板输送机传统异步电机驱动系统传动效率低、工作能耗高以及永磁直驱系统径向尺寸大难以适应综采工作面安装空间及过载工况等问题,设计了一种新型永磁电机半直驱系统,利用MATLAB/Simulink仿真软件与台架试验研究了永磁半直驱刮板... 针对刮板输送机传统异步电机驱动系统传动效率低、工作能耗高以及永磁直驱系统径向尺寸大难以适应综采工作面安装空间及过载工况等问题,设计了一种新型永磁电机半直驱系统,利用MATLAB/Simulink仿真软件与台架试验研究了永磁半直驱刮板输送机的机-电耦合动力学行为。首先,基于永磁电机驱动技术,以SGZ1000/2000型刮板输送机为例,设计了一种永磁电机半直驱系统,并完成了驱动系统关键参数设计。其次,推导齿轮传动系统动力学模型,基于状态空间方程建模法搭建永磁电机半直驱刮板输送机的机-电耦合动力学仿真模型,通过仿真试验研究了永磁电机半直驱刮板输送机在多种工况下的机-电耦合动力学行为;结果表明:永磁电机半直驱系统在空载启动定常落煤、非定常落煤以及故障后满载启动3种工况下,能够实现零速重载运行、输出转速与电磁转矩的快速响应以及动态调节;在启动瞬间与负载突变下,链条速度、加速度与张力会发生明显波动,其中:在机头与机尾链轮处的波动峰值最大;随着链条传递波动峰值会发生衰减,距离机头与机尾链轮越远,波动峰值越小。再次,利用永磁电机半直驱系统试验台,开展空载启动落煤与满载启动模拟试验,得到了永磁电机半直驱系统的动态特性,试验结果与机-电耦合动力学模型的仿真结果基本一致。最后,基于台架试验性能参数,通过对比永磁电机半直驱系统与传统异步电机驱动系统的驱动性能后得到:永磁电机半直驱系统在全负载点的驱动效率均优于传统异步电机驱动系统,至少提升了16.3%以上,可显著提高矿山运输装备的节电率,有助于推进矿山朝着绿色低碳方向发展。 展开更多
关键词 刮板输送机 永磁电机半直驱 齿轮传动 矢量控制 机-电耦合动力学
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增程式电动橡胶履带底盘刚柔耦合动力学与疲劳强度研究
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作者 李俊霖 黄宝瑞 +7 位作者 宋战锋 罗刚 曹阳 袁秋亮 周艳 陆峰 黄锋林 张元常 《机电工程》 北大核心 2025年第7期1389-1402,共14页
在对增程式电动橡胶履带底盘进行疲劳耐久设计时,提前预知其关键部件强度、疲劳寿命分布尤为重要。为此,以烟苗移栽机橡胶履带底盘为例,提出了一种基于多体动力学、有限元法和数学工具的虚拟试验场建模方法,系统构建了橡胶履带底盘─路... 在对增程式电动橡胶履带底盘进行疲劳耐久设计时,提前预知其关键部件强度、疲劳寿命分布尤为重要。为此,以烟苗移栽机橡胶履带底盘为例,提出了一种基于多体动力学、有限元法和数学工具的虚拟试验场建模方法,系统构建了橡胶履带底盘─路面动力学模型,用于预测橡胶履带底盘关键部件动态强度与疲劳强度。首先,运用RecurDyn与有限元软件建立了刚柔耦合动力学模型;其次,基于谐波叠加法,运用MATLAB建立了底盘行驶路况的随机路面模型,将其导入RecurDyn中搭建橡胶履带底盘─路面刚柔耦合动力学模型,利用仿真获取了各车速与路面等级组合工况下履带门架的危险节点等效应力时间历程,研究了履带门架的动态强度;最后,基于Recurdyn/Durability模块,在提取各工况履带门架危险单元面动态应力时间历程的基础上,采用了名义应力法、构件S-N曲线、雨流计数法、Soderberg法和Palmgren-Miner法则,研究了履带门架的疲劳强度。研究结果表明:在D级、F级路面下,履带门架总体应力水平与车速呈正相关,并在D级路面、车速2.7 km/h组合工况的6.42 s时刻出现最大等效应力,峰值为137.87 MPa,该值出现在前横梁与左边U型钢板连接处节点2538上,满足结构强度设计要求;在D级、F级路面下,履带门架疲劳寿命与车速呈负相关,在D级路面、车速3.6 km/h时,其疲劳寿命最小为18.45 y,满足农机寿命使用要求。该研究可为橡胶履带底盘式农机装备疲劳耐久分析提供理论支持和技术方案参考。 展开更多
关键词 橡胶履带底盘 履带门架 刚柔耦合动力学 机械强度 动态强度 构件S-N曲线 疲劳强度
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薄膜天线航天器刚-柔-热耦合动力学建模与复合控制研究
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作者 陈呈 刘翔 《应用数学和力学》 北大核心 2025年第3期283-297,共15页
大型空间薄膜天线在深空探测、天基预警、对地观测等领域具有广阔的应用前景.由于薄膜天线具有大、轻、柔的显著特征,其动力学与控制问题十分复杂且突出.与此同时,由于天线工作性能的需求,天线在轨运行时必须保持极高的指向精度和形面精... 大型空间薄膜天线在深空探测、天基预警、对地观测等领域具有广阔的应用前景.由于薄膜天线具有大、轻、柔的显著特征,其动力学与控制问题十分复杂且突出.与此同时,由于天线工作性能的需求,天线在轨运行时必须保持极高的指向精度和形面精度.这就要求我们对薄膜航天器进行精细的动力学分析与有效的主动控制设计.该文针对一类平面张拉式薄膜天线进行刚-柔-热耦合动力学建模与复合控制问题的研究.首先,基于非线性有限元方法建立了薄膜天线结构的非线性动力学模型,并对该模型进行了模型降阶.然后,基于非线性降阶模型并考虑空间热环境的影响,采用混合坐标法建立了航天器的刚-柔-热耦合动力学模型.最后,采用合力合成控制方法结合拉索作动的非线性振动控制策略,对航天器的姿态运动和非线性振动进行了同步、复合控制. 展开更多
关键词 薄膜天线 刚-柔-热耦合动力学建模 非线性振动 复合控制
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超导钉扎高速磁浮车-轨耦合动力学建模与仿真 被引量:5
6
作者 邓自刚 王珊 +3 位作者 徐焱 李海涛 周徐呈 张卫华 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期56-68,共13页
为探究超导钉扎磁浮车辆高速运行动态特性,建立车-轨耦合空间模型,开展不同车速下的动力学仿真。结合有限元方法获得磁轨关系数学模型;基于牛顿-欧拉法建立车辆模型,引入截短梁描述建立永磁轨道模型;以磁轨关系为纽带获得超导钉扎磁浮车... 为探究超导钉扎磁浮车辆高速运行动态特性,建立车-轨耦合空间模型,开展不同车速下的动力学仿真。结合有限元方法获得磁轨关系数学模型;基于牛顿-欧拉法建立车辆模型,引入截短梁描述建立永磁轨道模型;以磁轨关系为纽带获得超导钉扎磁浮车-轨空间耦合动力学模型;利用Matlab对模型进行仿真,分析轨道振动、电机法向力和轨道不平顺等对超导钉扎磁浮车辆-轨道系统动态响应的影响。结果表明:磁浮车辆系统的振动受轨道不平顺和车速的影响较大,受轨道振动的影响可忽略不计;在速度为620 km/h时,车体、悬浮架的最大振动加速度分别保持在0.5、8 m/s^(2)以下,具有较好的乘坐舒适性。建立的模型可为超导钉扎磁浮交通线路设计与参数优化等研究提供帮助。 展开更多
关键词 超导钉扎磁浮 高速磁浮 车-轨空间耦合动力学 建模与仿真
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津潍黄河桥静态线形平顺性及车-线-桥耦合动力学特性研究 被引量:1
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作者 袁伟 龙许友 +1 位作者 谢剑 周丽 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第14期259-266,共8页
为确保新建高速铁路大跨度桥梁建成投入运营后的安全性和舒适性,有必要提前开展大跨桥静动力学仿真研究。以主跨600 m的津潍铁路东营黄河公铁大桥为研究对象,基于车-线-桥动力相互作用原理构建了车-线-桥耦合系统动力学模型,分析了温度... 为确保新建高速铁路大跨度桥梁建成投入运营后的安全性和舒适性,有必要提前开展大跨桥静动力学仿真研究。以主跨600 m的津潍铁路东营黄河公铁大桥为研究对象,基于车-线-桥动力相互作用原理构建了车-线-桥耦合系统动力学模型,分析了温度荷载、公铁路车辆荷载、混凝土收缩徐变作用下的大跨桥线形变化特点,从桥梁轨面线形曲率半径和车-线-桥系统动力响应两方面综合评估了大跨桥线路平顺性。研究结果表明:公铁路车辆荷载作用下桥面变形量最大达到596 mm,计算挠跨比为1/1006,满足规范中1/500设计挠跨比的要求;拉索降温15℃工况下桥梁轨面线形最小曲率半径为23784 m,满足规范中350 km/h车速下23630 m的理论最小竖曲线半径限值要求;单线或双线列车行驶通过对桥梁竖向动力性能的影响差异显著,对列车运行安全性影响差异较小,但会对行车舒适性有一定影响差异;随着列车运行速度从200 km/h提高至350 km/h,车-线-桥系统动力响应会显著增大,桥梁竖向位移、桥梁竖向加速度、轮轨垂向力、脱轨系数、轮重减载率、车体垂向加速度、垂向ISO 2631指标、UIC 513指标的增量尤为显著,但各指标均满足规范要求;温度荷载引起的附加变形会显著提高轮轨垂向力和轮重减载率指标,使列车运行安全性及舒适性有所降低,并会使桥梁动力响应有所提高,但各指标仍满足规范要求。 展开更多
关键词 高速铁路 大跨度桥梁 车-线-桥耦合动力学 线形平顺性 行车安全舒适性 附加变形
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基于耦合动力学的拖拉机传动装置性能提升 被引量:3
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作者 胡博 孙忠民 曹乃悦 《农机化研究》 北大核心 2024年第9期264-268,共5页
为进一步提升我国农用拖拉机的综合作业效率,选定其传动装置展开性能优化分析。以耦合动力学理论为改善原则,结合拖拉机传动装置的工作机理与效率传递特点,建立耦合动力学数学模型,并通过传动结构分析与性能提升方案设计,进行整机作业... 为进一步提升我国农用拖拉机的综合作业效率,选定其传动装置展开性能优化分析。以耦合动力学理论为改善原则,结合拖拉机传动装置的工作机理与效率传递特点,建立耦合动力学数学模型,并通过传动结构分析与性能提升方案设计,进行整机作业试验。试验结果表明:基于耦合动力学的拖拉机传动装置性能优化效果明显,传动系统的传动效率与动力输出效率分别相对提高了5.09%和7.40%;此思路将传动系统的机械元件与电控模块的内部力学关系进行耦合处理,改善了整机的系统稳定性与振动舒适度,综合作业效率相对提升了6.90%,是耦合思维在拖拉机转型升级的创新应用,具有重要的借鉴意义。 展开更多
关键词 拖拉机 耦合动力学 性能提升 传动效率 转型升级
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滚珠丝杠进给系统刚柔耦合动力学建模与时变动态特性分析 被引量:3
9
作者 张欣雨 赵巍 +1 位作者 张雷 王太勇 《机床与液压》 北大核心 2024年第13期176-188,共13页
数控机床运行过程中,多轴滚珠丝杠进给系统的刚度和惯量会随着各轴位姿的变化而变化,致使其动态特性呈时变的特点。多轴滚珠丝杠进给系统时变动态特性的高保真建模与分析已成为数控机床轮廓误差精准预测的瓶颈难题之一。针对这一难题,... 数控机床运行过程中,多轴滚珠丝杠进给系统的刚度和惯量会随着各轴位姿的变化而变化,致使其动态特性呈时变的特点。多轴滚珠丝杠进给系统时变动态特性的高保真建模与分析已成为数控机床轮廓误差精准预测的瓶颈难题之一。针对这一难题,提出基于拉格朗日方程与Ritz级数法的滚珠丝杠进给系统刚柔耦合动力学建模与分析方法。以某型号五轴加工中心的两轴滚珠丝杠进给系统为具体对象,重点考虑丝杠本体轴扭方向的连续弹性体变形影响,采用拉格朗日方程建立滚珠丝杠进给系统的刚柔耦合动力学模型,并采用Ritz级数法对方程求解,得到动力学模型的数值解。利用所建立的动力学模型分析进给轴位姿对两轴进给系统固有频率和模态振型的影响,发现各阶固有频率和模态振型随进给轴位姿的变化规律与对应阶次的主导轴有关。随着主导轴进给台由固定端移动至支撑端,对应阶次的固有频率逐渐减小,对应阶次的振型中丝杠本体的弹性振动幅值逐渐增大。此外,两轴进给系统的低阶模态振型主要由承载轴主导,高阶模态振型主要由附属于承载轴的子轴主导。最后,通过模态实验对所提方法进行应用验证,证明所建立动力学模型的准确性。研究结果对数控机床轮廓误差的精准预测具有重要参考价值。 展开更多
关键词 滚珠丝杠进给系统 刚柔耦合动力学建模 时变动态特性 模态实验
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基于车轨耦合动力学分析的地铁e型弹条扣件疲劳寿命预测 被引量:1
10
作者 陈金明 钟盛华 +3 位作者 刘逸平 彭睿 李滨 杨德坚 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第2期766-772,共7页
地铁是城市交通的重要组成部分,而扣件系统是地铁轨道结构的关键部件,起到固定钢轨、减振降噪的作用。为分析地铁e型弹条扣件的疲劳性能,基于车辆轨道动力学理论,通过多体动力学软件UM建立了车轨耦合模型,研究了车辆速度、轨道不平顺类... 地铁是城市交通的重要组成部分,而扣件系统是地铁轨道结构的关键部件,起到固定钢轨、减振降噪的作用。为分析地铁e型弹条扣件的疲劳性能,基于车辆轨道动力学理论,通过多体动力学软件UM建立了车轨耦合模型,研究了车辆速度、轨道不平顺类型以及曲线半径与钢轨动力学响应的关系;并通过有限元软件ABAQUS对扣件系统进行了仿真计算,将车轨耦合动力分析得到的钢轨位移作为疲劳荷载,采用应力疲劳计算的方法对弹条的疲劳寿命进行了预测和分析。结果表明:钢轨位移响应受不平顺类型和车辆速度的影响较小,而加速度响应对两者则比较敏感;轨道曲线半径的改变,对内轨位移的影响相对明显,随着半径的减小,内轨的位移时程曲线出现明显的上移,同时对加速度的影响也增大,内轨加速度峰值呈增大趋势;基于此模型计算的弹条疲劳寿命为2.14×10^(7)次,寿命最低处位于弹条后拱小圆弧段,与实际断裂位置相吻合;弹条初始安装扣压力对弹条疲劳寿命的影响很大,随着初始安装扣压力的增大,弹条的疲劳寿命不断减小,且减小的速度趋于增大,为确保弹条扣件处于良好的工作状态,初始扣压力应当控制在11~15 kN范围内。 展开更多
关键词 扣件系统 e型弹条 车轨耦合动力学 疲劳寿命
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大型船舶推进系统与船体耦合动力学研究综述 被引量:21
11
作者 严新平 李志雄 +3 位作者 刘正林 杨平 朱汉华 杨忠民 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期439-449,共11页
船舶推进系统-船体的动力学耦合理论是适应船舶大型化发展趋势和提高大型船舶航行性能的理论基础,需要解决大型船舶的大尺度效应、多参数耦合作用以及不确定航行环境与状态对船舶推进系统影响的理论问题,并探索通过改善推进系统的自适... 船舶推进系统-船体的动力学耦合理论是适应船舶大型化发展趋势和提高大型船舶航行性能的理论基础,需要解决大型船舶的大尺度效应、多参数耦合作用以及不确定航行环境与状态对船舶推进系统影响的理论问题,并探索通过改善推进系统的自适应性和工作可靠性来提升船舶航行性能的方法。文章侧重从大型船舶推进系统的状态不确定性分析与评估、水环境—船体—推进系统动力学耦合作用、以及船舶的实验室试验性能与实海环境的航行性能不一致性等三个方面,综合分析了国内外在该领域研究进展,指出尚待解决的问题和今后的研究方向。 展开更多
关键词 大型船舶 船体变形 推进系统 耦合动力学
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单轨车辆耦合动力学模型与振动响应特性 被引量:15
12
作者 文孝霞 杜子学 +2 位作者 许舟洲 尹燕莉 隗寒冰 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期462-468,共7页
为了研究单轨车辆在设计车速范围内的振动响应特性,进而评价单轨车辆运行平稳性与舒适性能,分析了单轨车辆走行轮、导向轮、稳定轮和转向架中央牵引装置及车体间的拓扑关系,利用Hamilton方程构建了包含走行轮与轨道梁顶部,导向轮、稳定... 为了研究单轨车辆在设计车速范围内的振动响应特性,进而评价单轨车辆运行平稳性与舒适性能,分析了单轨车辆走行轮、导向轮、稳定轮和转向架中央牵引装置及车体间的拓扑关系,利用Hamilton方程构建了包含走行轮与轨道梁顶部,导向轮、稳定轮与轨道梁侧部等三向轮轨接触对的单轨车辆空间耦合系统动力学模型,并对单轨的PC轨道梁走行面及轨道梁左、右两侧部轨面的不平度进行了数值模拟。基于空间耦合动力学模型,以轨道不平度为激励源,设定车辆以某一恒定速度在直线轨道上运行,获取了单轨车辆的振动响应特性,并与实车测试结果对比分析,验证了单轨空间耦合动力学模型的正确性。在此基础之上,获取了单轨车辆不同设计车速下的振动响应特性,对单轨车辆的运行平稳性和舒适性进行了评价。结果表明,单轨车辆的舒适性能优良,运行平稳性能处于优秀等级。 展开更多
关键词 单轨车辆 耦合动力学模型 接触模型 轨道不平激励 振动 平稳性
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磁浮车辆/高架桥垂向耦合动力学研究 被引量:59
13
作者 赵春发 翟婉明 蔡成标 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期27-33,共7页
磁浮铁路为了实现高速客运 ,大量采用了封闭式高架线路。在德国 Emsland磁浮试验线上 ,采用了混凝土简支梁和钢结构两跨连续梁作为高架线路的主要形式。本文以这两种结构形式为例建立了磁浮铁路车辆 /高架桥垂向耦合模型 ,分别对不同材... 磁浮铁路为了实现高速客运 ,大量采用了封闭式高架线路。在德国 Emsland磁浮试验线上 ,采用了混凝土简支梁和钢结构两跨连续梁作为高架线路的主要形式。本文以这两种结构形式为例建立了磁浮铁路车辆 /高架桥垂向耦合模型 ,分别对不同材料和结构形式支承梁以及不同车速时车桥耦合动力响应进行了仿真计算 ,得到两种支承梁结构下系统动力响应特征及车速对耦合系统动力影响规律 ,为磁浮高架线路设计和进一步的系统优化提供了理论依据。文末以我国青城山磁浮线现有的一组基本数据 。 展开更多
关键词 垂向耦合动力学 磁悬浮铁路 高架桥
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EMS磁浮列车-轨道垂向耦合动力学研究 被引量:32
14
作者 曾佑文 王少华 张昆仑 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期21-25,共5页
建立了EMS磁浮列车-轨道垂向耦合动力学模型及方程,编制了系统动力学仿真程序,对于磁浮列车在单跨简支柔性轨道模型下的车-轨耦合振动进行了系统仿真。
关键词 磁浮列车 垂向振动 耦合动力学 EMS
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航天器液体晃动与液固耦合动力学研究概述 被引量:25
15
作者 尹立中 王本利 邹经湘 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期118-122,共5页
液体晃动是一个在充液航天器总体设计中必须考虑的问题,随着航天事业的飞速发展,推进剂占火箭、卫星等航天器总重量的比重不断加大,推进剂的运动对在轨航天器的稳定、控制、定位、对接的影响都是关键的.因而,需要对液体晃动做更深... 液体晃动是一个在充液航天器总体设计中必须考虑的问题,随着航天事业的飞速发展,推进剂占火箭、卫星等航天器总重量的比重不断加大,推进剂的运动对在轨航天器的稳定、控制、定位、对接的影响都是关键的.因而,需要对液体晃动做更深入的研究.液体燃料系统是航天器复杂大系统的一个子系统,在进行整个系统分析时需要考虑到液体与结构之间的相互作用,这样就必须进行液固耦合力学的研究.本文对与航天工程相关的液体晃动问题和液固耦会动力学问题的研究方法进行了简要介绍,概要性综述了这些问题的研究进展. 展开更多
关键词 液体晃动 贮箱 航天器 液固耦合动力学
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作大范围空间运动柔性梁的刚-柔耦合动力学 被引量:26
16
作者 刘锦阳 李彬 洪嘉振 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期276-282,共7页
研究带中心刚体的作大范围空间运动梁的刚-柔耦合动力学问题.从精确的应变-位移关系式出发,在动力学变分方程中,考虑了横截面转动的惯性力偶和与扭转变形有关的弹性力的虚功率,用速度变分原理建立了考虑几何非线性的空间梁的刚-柔耦合... 研究带中心刚体的作大范围空间运动梁的刚-柔耦合动力学问题.从精确的应变-位移关系式出发,在动力学变分方程中,考虑了横截面转动的惯性力偶和与扭转变形有关的弹性力的虚功率,用速度变分原理建立了考虑几何非线性的空间梁的刚-柔耦合动力学方程,用有限元法进行离散.通过对空间梁系统的数值仿真研究扭转变形和截面转动惯量对系统动力学性态的影响. 展开更多
关键词 柔性梁 作大范围空间运动 刚-柔耦合动力学 几何非线性 截面转动惯量 扭转变形
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填埋气体迁移气-热-力耦合动力学模型的研究 被引量:16
17
作者 薛强 梁冰 +1 位作者 孙可明 刘晓丽 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期54-59,共6页
基于连续介质力学 势弹性力学原理 ,运用多场耦合理论建立了填埋场中可压缩垃圾气体迁移耦合的动力学模型 ,并采用摄动法及积分变换法对该强非线性数学模型进行拟解析求解。通过算例对比分析 ,探讨了耦僵动力场中气压、温度和应力变化... 基于连续介质力学 势弹性力学原理 ,运用多场耦合理论建立了填埋场中可压缩垃圾气体迁移耦合的动力学模型 ,并采用摄动法及积分变换法对该强非线性数学模型进行拟解析求解。通过算例对比分析 ,探讨了耦僵动力场中气压、温度和应力变化对可压缩气体迁移的影响 ,得出了垃圾气体迁移过程中的孔隙压力分布规律。结果表明 ,三场耦合作用与非耦合作用相对差别较大 ,耦合效应不能忽略。这为定量化研究垃圾气体在填埋场中的扩散状况以及污染气体的排放和收集、防止二次污染提供了可靠的理论依据。 展开更多
关键词 垃圾气体 垃圾填埋场 气体迁移 气-热-力耦合动力学模型 固体废物处理 二次污染 摄动法 积分变换法
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履带车辆纵向与垂向耦合动力学模型及功率特性 被引量:10
18
作者 李春明 吴维 +2 位作者 郭智蔷 苑士华 陈思 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期449-458,共10页
越野工况履带车辆动力学是车辆越野行驶能力预测的理论基础。考虑高机动履带车辆越野行驶纵向运动和垂向运动耦合效应,提出履带车辆纵向与垂向耦合动力学建模方法。建立车辆耦合动力学模型,对车辆在典型路面上的行驶性能进行仿真,并进... 越野工况履带车辆动力学是车辆越野行驶能力预测的理论基础。考虑高机动履带车辆越野行驶纵向运动和垂向运动耦合效应,提出履带车辆纵向与垂向耦合动力学建模方法。建立车辆耦合动力学模型,对车辆在典型路面上的行驶性能进行仿真,并进行实车测试验证,进而量化分析履带车辆系统的功率特性。仿真结果表明:该模型可以表征车辆在不同类型路面上行驶的动力学响应特性;在越野工况下,车体垂向、俯仰等运动将消耗部分功率,对车辆行驶速度提升有一定影响;在越野路面上行驶的履带车辆瞬时非纵向运动功率数值波动范围大,随着路面条件变差以及速度提高,非纵向运动功率占总输入功率比例增加,对总功率的需求也越大,限制了驱动功率的有效利用。研究结果可用于高机动履带车辆动力学模型构建以及车辆功率流分析。 展开更多
关键词 履带车辆 耦合动力学模型 纵向与垂向耦合 功率特性 越野工况 功率流
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机车-轨道空间耦合动力学模型及其验证 被引量:12
19
作者 王开云 翟婉明 蔡成标 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期21-27,共7页
基于车辆 -轨道耦合动力学理论 ,以六轴机车为例 ,建立了机车 -轨道空间耦合动力学模型 ,并编制了相应的计算机仿真软件。通过与实车线路试验结果进行比较 ,表明该模型及其仿真软件是正确可靠的 ,可以用于分析研究机车与轨道的动态相互... 基于车辆 -轨道耦合动力学理论 ,以六轴机车为例 ,建立了机车 -轨道空间耦合动力学模型 ,并编制了相应的计算机仿真软件。通过与实车线路试验结果进行比较 ,表明该模型及其仿真软件是正确可靠的 ,可以用于分析研究机车与轨道的动态相互作用问题 。 展开更多
关键词 机车-轨道空间耦合动力学 模型 验证 机车 轨道 仿真软件
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基于对偶数的相对耦合动力学与控制 被引量:16
20
作者 王剑颖 梁海朝 孙兆伟 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1711-1717,共7页
针对空间交会对接等目标逼近任务中姿态和轨道运动相耦合的问题,推导给出了基于对偶数的相对耦合动力学方程。该方程定量表示了姿态和轨道之间的耦合影响。设计了增量式PID控制器对追赶航天器和目标航天器的相对位置和姿态指向进行一体... 针对空间交会对接等目标逼近任务中姿态和轨道运动相耦合的问题,推导给出了基于对偶数的相对耦合动力学方程。该方程定量表示了姿态和轨道之间的耦合影响。设计了增量式PID控制器对追赶航天器和目标航天器的相对位置和姿态指向进行一体化控制,并与常规姿态轨道分别控制进行对比,仿真结果表明,一体化控制系统能同时满足控制精度和对接安全性要求,且具有燃料消耗少的优点。 展开更多
关键词 对偶数 耦合动力学 一体化控制 交会对接 增量式PID控制
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