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非线性力学中的虚功率原理
1
作者 李跃宇 刘树春 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2010年第6期66-68,共3页
导出非线性平衡方程和3种常用的非线性虚功率方程.在解非线性问题时,构型的选择和应力-应变率(或与变形有关的率)的选择是两个重要问题.构型包括两种:初始构型和变形构型.在选择应力-应变率(或与变形有关的率)的时候,要注意它们之间的配... 导出非线性平衡方程和3种常用的非线性虚功率方程.在解非线性问题时,构型的选择和应力-应变率(或与变形有关的率)的选择是两个重要问题.构型包括两种:初始构型和变形构型.在选择应力-应变率(或与变形有关的率)的时候,要注意它们之间的配对,即要考虑功率共轭的问题.在变形构型下,选择Cauchy应力σij与变形率Dij;在初始构型下,可以选择名义应力Pji与变形梯度率.Fij,或者选择第二类Piola-Kirchhoff应力Sij与Green应变率E.ij. 展开更多
关键词 虚功率原理 初始构型 变形构型 平衡方程 功率共轭
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关于虚功率原理的注记
2
作者 田大增 《河北大学学报（自然科学版）》 CAS 1999年第3期297-306,共10页
为了简化计算，引入了虚速度、虚功率的概念，并推导出虚功率原理。借助于运动学中的理论，较容易地分析出一些处于平衡状态的系统中力的作用点处的速度之间的关系，从而较容易地列出虚功率方程，进而得到正确的结果。
关键词 虚速度 虚功率 虚功率原理
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基于虚功率原理的鲹科鱼类波状推进分析 被引量：3
3
作者 黄恺俊 余永亮 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1439-1450,共12页
自然界中的大多数鱼类通过波状摆动的方式实现推进,这是动态变形的鱼体和周围流体相互作用的结果,研究推进中流体对鱼体变形的响应不仅可以增强对波状推进的认识,还可以为流动控制提供依据.以鲹科模式推进的仿生二维模型为研究对象,通... 自然界中的大多数鱼类通过波状摆动的方式实现推进,这是动态变形的鱼体和周围流体相互作用的结果,研究推进中流体对鱼体变形的响应不仅可以增强对波状推进的认识,还可以为流动控制提供依据.以鲹科模式推进的仿生二维模型为研究对象,通过数值计算获得鱼体波动产生的流场以及鱼体受到的流体力数据.基于虚功率原理,将鱼体受力分解为4部分,分别是鱼体边界变速运动的瞬时贡献、流场中流体旋转和应变速率相对大小的贡献、壁面剪切应力的类摩阻分量和壁面摩阻分量.结果表明,当鱼体波状摆动产生推力时,鱼体边界变速运动是主要的正推力来源,并且该项80%的推力贡献来源于20%的鱼尾部分的边界变速运动.鱼尾两侧边界层中的流体旋转和应变速率的相对大小和壁面摩阻对推力都是负贡献.对于低雷诺数的情况,流体旋转和应变速率的相对大小的负贡献低于壁面摩阻的负贡献,而在高雷诺数的情况下,流体旋转和应变速率的相对大小的负贡献强于壁面摩阻的负贡献.壁面类摩阻分量相对于其他3项总是较小的.结合标度律分析,在摆动推进的标度关系中,与雷诺数无关的推力部分是由边界的变速运动、流场中流体旋转和应变速率共同提供,且流体旋转和应变速率也贡献了摆动推力中与雷诺数有关的部分,而这一部分接近类摩阻和摩阻的一半,同时,类摩阻和摩阻还提供了常阻力分量. 展开更多
关键词 虚功率原理 鲹科模式 波状推进 推力分解
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弹性飞行器飞行动力学建模与刚柔耦合阶次分析 被引量：2
4
作者 安阳 王天舒 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期240-249,共10页
基于虚功率原理与混合坐标法,建立了弹性飞行器的飞行动力学模型。发现了附加在弹性结构上的部件会对飞行器姿轨运动与结构振动产生影响,从而给出了耦合系数与模态质量的修正项。定义了描述弹性变形项保留程度的刚柔耦合阶次,并以由弹... 基于虚功率原理与混合坐标法,建立了弹性飞行器的飞行动力学模型。发现了附加在弹性结构上的部件会对飞行器姿轨运动与结构振动产生影响,从而给出了耦合系数与模态质量的修正项。定义了描述弹性变形项保留程度的刚柔耦合阶次,并以由弹性本体和刚体舵面组成的刚柔耦合多体系统为例,通过对比不同刚柔耦合阶次下动力学模型的时域响应与保守系统的动量计算结果,分析了动力学模型及动量公式中弹性变形项的保留阶次对动力学响应及动量计算精度的影响。揭示了传统模型忽略弹性变形高阶项可能导致的误差水平,为弹性飞行器动力学模型的简化与验证提供了参考。 展开更多
关键词 弹性飞行器 耦合动力学 刚柔耦合阶次 虚功率原理 混合坐标法
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折线型滑面边坡稳定系数计算的极限分析上限解 被引量：25
5
作者 王根龙 伍法权 李巨文 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期62-65,共4页
从极限分析原理入手,以堆积型边坡作为对象,研究了折线型滑面边坡稳定分析计算的极限分析方法,提出了折线型滑面边坡稳定系数计算的极限分析模型,并在虚功率原理的基础上推导得到了稳定系数计算的极限分析上限解。该方法考虑了折线滑面... 从极限分析原理入手,以堆积型边坡作为对象,研究了折线型滑面边坡稳定分析计算的极限分析方法,提出了折线型滑面边坡稳定系数计算的极限分析模型,并在虚功率原理的基础上推导得到了稳定系数计算的极限分析上限解。该方法考虑了折线滑面和垂直速度间断面上的内能耗散作用,考虑了边坡自重荷载、铅直向附加荷载所做的外功率作用,能计算折线型滑面堆积体边坡的稳定性计算问题。以三峡库区三马山滑坡为工程实例进行了稳定性分析计算,并与不平衡推力法的计算结果进行了比较,对本文的方法进行了验证。 展开更多
关键词 垂直分条 破坏机制 虚功率原理 强度储备
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考虑铰摩擦的柔性太阳阵展开动力学研究 被引量：2
6
作者 段柳成 李海泉 +1 位作者 刘晓峰 蔡国平 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期957-970,共14页
研究了空间漂浮航天器太阳阵展开与锁定过程的刚柔耦合动力学问题.基于Jourdain速度变分原理和单项递推组集方法,建立了太阳阵展开与锁定过程的刚柔耦合多体系统动力学模型,采用虚功率原理推导了铰摩擦对系统动力学方程的贡献.在以上动... 研究了空间漂浮航天器太阳阵展开与锁定过程的刚柔耦合动力学问题.基于Jourdain速度变分原理和单项递推组集方法,建立了太阳阵展开与锁定过程的刚柔耦合多体系统动力学模型,采用虚功率原理推导了铰摩擦对系统动力学方程的贡献.在以上动力学模型中引入3-D鬃毛摩擦模型来研究铰链的摩擦特性对太阳阵展开动力学的影响.所建动力学模型的正确性通过与商业软件ADAMS和NASTRAN的联合仿真对比得到了验证,该模型能够有效地预测太阳阵的展开历程以及航天器姿态的动态行为. 展开更多
关键词 柔性太阳阵 展开动力学 铰摩擦 单向递推组集 虚功率原理
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一种可重构Stewart型并联机器人的静刚度分析 被引量：7
7
作者 仇鑫 尤晶晶 +1 位作者 叶鹏达 王林康 《南京师大学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期132-140,共9页
以一种可重构Stewart型并联机器人为研究对象,对其静刚度特性进行了理论建模和软件仿真.首先,通过设计三重复合虎克铰链和可以转换主、从运动的移动副,实现了机器人的结构降耦和变拓扑驱动;然后,基于速度基点法推导出机器人的速度雅可... 以一种可重构Stewart型并联机器人为研究对象,对其静刚度特性进行了理论建模和软件仿真.首先,通过设计三重复合虎克铰链和可以转换主、从运动的移动副,实现了机器人的结构降耦和变拓扑驱动;然后,基于速度基点法推导出机器人的速度雅可比矩阵,并结合虚功率原理,推导出了一种高效、精确的静刚度计算模型;最后,运用SolidWorks Simulation静力学仿真软件分析了3种重构构型的静刚度特性,并将其与理论模型结果进行了对比.结果显示,理论结果与有限元结果基本吻合,最大相对误差为18.36%.研究思路为六自由度并联机器人的结构优化、性能分析提供了理论依据. 展开更多
关键词 并联机器人 重构 静刚度 雅可比矩阵 虚功率原理
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大型复杂机电加工系统缓冲阻尼动力学性能分析 被引量：1
8
作者 刘浩 姜长青 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2020年第6期654-658,共5页
针对当前方法缓冲阻尼动力学性能分析的准确率较低的问题,提出大型复杂机电加工系统缓冲阻尼动力学性能分析方法.分析了大型复杂机电加工系统的组成和运动方程,研究了机电加工系统的运动学和动力学特征,并根据虚功率原理和达朗贝尔原理... 针对当前方法缓冲阻尼动力学性能分析的准确率较低的问题,提出大型复杂机电加工系统缓冲阻尼动力学性能分析方法.分析了大型复杂机电加工系统的组成和运动方程,研究了机电加工系统的运动学和动力学特征,并根据虚功率原理和达朗贝尔原理得到机电加工系统丝母转速与捕获环平动速度之间的关系式,推导出机电加工系统的动力学方程和运动约束方程.结果表明,所提方法可以有效、准确分析出机电加工系统的缓冲阻尼动力学性能,具有较强的实际应用性. 展开更多
关键词 机电加工系统 缓冲阻尼 虚功率原理 达朗贝尔原理 动力学方程 运动约束方程
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核环吊水平导向装置对定位精度影响的动力学研究
9
作者 王志伟 曹旭阳 +1 位作者 王殿龙 田树海 《机械设计与制造》 北大核心 2022年第8期266-270,共5页
核电站环行起重机(简称核环吊)作为大型特种起重设备,其综合定位误差应小于5mm。水平导向装置是第三代核环吊用于导行的重要结构,其对定位精度的影响机理尚不明确。首先以虚功率原理为理论基础,建立核环吊动力学模型并采用多点接触线性... 核电站环行起重机(简称核环吊)作为大型特种起重设备,其综合定位误差应小于5mm。水平导向装置是第三代核环吊用于导行的重要结构,其对定位精度的影响机理尚不明确。首先以虚功率原理为理论基础,建立核环吊动力学模型并采用多点接触线性互补关系式模拟大车运行机构约束关系,其次提出了水平导向装置的轮轨接触分析方法,以水平轮轨间隙、侧向力以及桥架形心位置偏差作为评判指标,分析了大车驱动轮响应延迟以及驱动轮性能偏差影响下水平导向装置工作过程以及对定位精度的影响机理,最后运用ADAMS软件建立仿真模型,通过动力学仿真与理论结果对比验证了理论模型的正确性。为核环吊运行控制以及水平导向装置设计提供了有价值的参考。 展开更多
关键词 核电站环行起重机 水平导向装置 虚功率原理 定位精度
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基于LuGre摩擦模型的两轮自平衡车系统动力学
10
作者 王海明 张欣刚 姚文莉 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第5期108-116,共9页
准确描述轮式机器人系统的运动状态是对其进行轨迹控制的关键,而当驱动轮与地面存在相对滑移或侧滑时,添加非完整约束的动力学描述方法通常会失效。为了得到适用于非结构化环境的轮式机器人动力学模型,本研究以两轮自平衡车为例,为LuGr... 准确描述轮式机器人系统的运动状态是对其进行轨迹控制的关键,而当驱动轮与地面存在相对滑移或侧滑时,添加非完整约束的动力学描述方法通常会失效。为了得到适用于非结构化环境的轮式机器人动力学模型,本研究以两轮自平衡车为例,为LuGre模型添加摩擦力,以描述驱动轮与地面之间的粘滞-滑移效应;基于虚功率原理,建立包含摩擦力的轮式机器人系统动力学方程,并针对不同驱动力及不同工况条件对系统进行了动力学仿真及分析。仿真结果表明:相比于传统的添加非完整约束,基于LuGre摩擦模型的动力学建模方法可以有效侦测到驱动轮与地面的相对滑移及侧滑状态,在真实工况下反映系统动力学行为方面表现出有效性和优越性,为轮式机器人后续的优化设计及轨迹控制提供理论依据。 展开更多
关键词 平衡车 粘滞-滑移 虚功率原理 LuGre摩擦模型 动力学
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