配置节点策略的绝对节点坐标平面梁单元

1

作者 王佳 张钰龙 王腾飞 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第7期1405-1411,共7页

针对传统绝对节点坐标梁单元计算效率和收敛率较低的问题,本文提出了基于配置节点策略的绝对节点坐标有限元多节点平面梁单元的构建方法。单元位移场采用非均布的P阶勒让德多项式二阶导数的零点和单元边界点作为节点进行离散插值,单元... 针对传统绝对节点坐标梁单元计算效率和收敛率较低的问题,本文提出了基于配置节点策略的绝对节点坐标有限元多节点平面梁单元的构建方法。单元位移场采用非均布的P阶勒让德多项式二阶导数的零点和单元边界点作为节点进行离散插值,单元的弹性能和动能采用P点的龙贝格数值积分算法进行计算,这种配置使单元节点与数值积分点重合。采用P-1阶拉格朗日插值函数建立单元的位移场,使用增强的连续介质力学方法推导单元的弹性力及刚度阵,基于配置节点策略,推导了多节点绝对节点坐标平面梁单元。通过经典算例分析,验证了该单元在静力学及动力学方面的表现,讨论了单元的收敛性、精确性及计算效率。 展开更多

关键词 绝对节点坐标法 配置节点策略 配置节点绝对节点坐标梁单元 多节点梁单元 增强连续介质力学 p-细化方法 勒让德多项式 拉格朗日插值

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基于模态分析的二维绝对节点坐标剪切梁单元力学特性研究

2

作者 周川 赵春花 +2 位作者 独亚平 郭嘉辉 张立强 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1419-1425,共7页

借助理论分析和数值仿真,研究了二维绝对节点坐标低阶梁单元和高阶梁单元模态参数。推导了考虑泊松效应的低阶和高阶梁单元1阶厚度固有频率解析解。基于广义特征方程获得了绝对节点坐标剪切梁单元的弯曲、轴向、剪切和厚度四种固有频率... 借助理论分析和数值仿真,研究了二维绝对节点坐标低阶梁单元和高阶梁单元模态参数。推导了考虑泊松效应的低阶和高阶梁单元1阶厚度固有频率解析解。基于广义特征方程获得了绝对节点坐标剪切梁单元的弯曲、轴向、剪切和厚度四种固有频率和固有振型。以简支梁结构为实例,分析了剪切梁单元多项式位移模式对弯曲、轴向、剪切和厚度四种固有频率和固有振型的作用规律。研究结果表明:绝对节点坐标剪切梁单元高阶多项式位移模式需要同时引入横向和纵向高阶项x2和y2,它们主要影响的是弯曲和轴向模态参数,对剪切和厚度模态参数影响较小,且低阶和高阶单元1阶厚度固有频率和它们的解析解均比较接近。 展开更多

关键词 绝对节点坐标法 多项式位移模式 固有频率 固有振型 剪切梁单元

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平面细长梁基于无网格径向基点插值的绝对节点坐标法 被引量：4

3

作者 陈渊钊 章定国 黎亮 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期245-254,共10页

为了消除或减弱传统绝对节点坐标法(Absolute Nodal Coordinate Formulation,ANCF)中缩减梁单元的"失真现象",构造了一种适用于描述柔性梁绝对位形的无网格径向基点插值(Radial Point Interpolation Method,RPIM)形函数,提出... 为了消除或减弱传统绝对节点坐标法(Absolute Nodal Coordinate Formulation,ANCF)中缩减梁单元的"失真现象",构造了一种适用于描述柔性梁绝对位形的无网格径向基点插值(Radial Point Interpolation Method,RPIM)形函数,提出了柔性梁基于无网格RPIM的ANCF法。传统ANCF梁单元在描述纯弯曲悬臂梁的位形(一段圆弧)时,即便获得精确的单元节点坐标,通过梁单元插值得到的位形与悬臂梁的实际位形存在差异,即失真现象,悬臂梁越弯曲该差异越明显,失真越大。失真导致伪应变的产生,极大地影响数值求解的精度。而RPIM法采用一组场节点离散问题域,通过计算点支持域内的场节点构造形函数,计算点一般位于支持域的中心区域,不同计算点之间的支持域有较多重合的部分,加强了节点之间的联系,能更合理、准确地描述绝对位形,能有效减小失真。研究表明:基于RPIM的ANCF法较传统ANCF法精度更高、计算效率更快、对不等距分布节点的适应性更强,在大变形柔性多体系统动力学领域内具有推广性。 展开更多

关键词 多体系统动力学 柔性梁 绝对节点坐标法 径向基点插值法 失真

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基于绝对节点坐标法的平面梁有限变形下变形重构 被引量：5

4

作者 吴懋琦 谭述君 高飞雄 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期2776-2789,共14页

现有的对有限变形条件下柔性结构变形重构的研究往往单纯基于曲率与应变间的几何关系,同时忽略了被测体的纵向变形及其与弯曲变形的耦合效应.为得到一种更加精确且能借助现有的力学工具进行应用方向扩展的变形重构方法,以平面梁为对象,... 现有的对有限变形条件下柔性结构变形重构的研究往往单纯基于曲率与应变间的几何关系,同时忽略了被测体的纵向变形及其与弯曲变形的耦合效应.为得到一种更加精确且能借助现有的力学工具进行应用方向扩展的变形重构方法,以平面梁为对象,借鉴变形重构逆有限元法的思想,将平面梁的变形重构问题视作一类最优化问题.首先,通过引入绝对节点坐标法(absolute nodal coordinate formulation,ANCF)对柔性结构大变形下非线性的平面梁应变-位移关系进行精确描述,构造了一种逆梯度缩减ANCF平面索梁单元.然后,对此逆ANCF单元进行改进,在简化节点自由度的同时通过引入罚函数确保单元节点处的曲率连续性,既保证了本问题的适定性,也提升了最终解的精确性.最后,基于该单元利用Newton法构造了平面梁有限变形下变形重构问题的两种求解算法,即逐单元算法和多单元整体算法,以实现不同需求下的稳定求解.数值仿真结果表明,本方法在大变形条件下的变形重构误差小于1%,而且在测点较少的情况下依然保持较高的精度,同时验证了本方法的收敛性与计算效率. 展开更多

关键词 绝对节点坐标法 变形重构 逆有限元法 有限变形 平面梁

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采用绝对节点坐标法的剪式单元可展机构动力学分析

5

作者 彭麒安 李博 +2 位作者 荣凯 乔喆烨 王三民 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期172-181,共10页

针对可展机构在工程实践中由于质量轻、柔度大、尺寸大等特点而暴露出展开精度低、控制复杂和运动失稳等问题,采用绝对节点坐标法(ANCF)从多柔体角度分析了构件柔性对剪式单元可展机构动态特性的影响。首先,基于绝对节点坐标法,提出了... 针对可展机构在工程实践中由于质量轻、柔度大、尺寸大等特点而暴露出展开精度低、控制复杂和运动失稳等问题,采用绝对节点坐标法(ANCF)从多柔体角度分析了构件柔性对剪式单元可展机构动态特性的影响。首先,基于绝对节点坐标法,提出了一种新型无闭锁平面梁单元;然后,考虑服役于太阳能帆板、伸展臂等空间机构的剪式单元可展机构的构型特点与运动条件,基于第一类拉格朗日方程建立了三单元可展机构动力学模型;最后,采用动力学模型分析了杆件柔性对可展机构动力学行为的影响。研究结果表明:所提出的新型单元在解决单元闭锁问题的同时,将计算效率提升了18.2%;构件柔性会导致不同构件间产生共振和谐振现象,影响可展机构的展开精度。该研究可为大型、超大型伸展臂的在轨展开提供理论参考。 展开更多

关键词 绝对节点坐标法 剪式单元 可展机构 无闭锁单元 柔性多体动力学

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基于绝对节点坐标法的气动软体驱动器建模 被引量：2

6

作者 陶羽玲 赵春花 鲍康文 《农业装备与车辆工程》 2021年第9期69-73,79,共6页

采用基于Yeoh本构的绝对节点坐标四面体单元对软体驱动器进行建模,并对其进行力学分析。基于应变能密度函数,推导了Yeoh本构模型的弹性力阵及其导数阵;根据虚功原理建立了多腔体气动软体驱动器静力学平衡方程。由于橡胶等超弹性材料不... 采用基于Yeoh本构的绝对节点坐标四面体单元对软体驱动器进行建模,并对其进行力学分析。基于应变能密度函数,推导了Yeoh本构模型的弹性力阵及其导数阵;根据虚功原理建立了多腔体气动软体驱动器静力学平衡方程。由于橡胶等超弹性材料不易收敛,采用载荷增量法对静力学平衡方程进行求解。将仿真结果与ABAQUS的仿真结果进行对比,可知随着单元数的增加,绝对节点坐标四面体单元结果与ABAQUS仿真结果趋于一致,验证了绝对节点坐标四面体单元对气动软体驱动器建模的正确性。 展开更多

关键词 绝对节点坐标法 四面体单元 Yeoh本构模型 气动软体驱动器 超弹性材料

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ANCF索梁单元应变耦合问题与模型解耦 被引量：7

7

作者 张越 赵阳 +1 位作者 谭春林 刘永健 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期1406-1415,共10页

索粱结构在土木工程、航空航天等领域有着广泛的应用.在各类索梁动力学建模方法中,由于绝对节点坐标方法(absolute nodal coordinate formulation,ANCF)能够描述柔性体的大变形和大转动问题,因此非常适合大变形索梁结构的动力学建模.对... 索粱结构在土木工程、航空航天等领域有着广泛的应用.在各类索梁动力学建模方法中,由于绝对节点坐标方法(absolute nodal coordinate formulation,ANCF)能够描述柔性体的大变形和大转动问题,因此非常适合大变形索梁结构的动力学建模.对绝对节点坐标索梁单元的应变进行分析可知,弯曲变形会引起单元内部轴向应变的不均匀分布,即单元轴向应变与弯曲应变相互耦合.这种应变耦合效应使单元产生伪应变能,导致单元刚度增大,造成单元失真.分析不同弯曲角下的单元应变及应变能可知,弯曲变形越大,单元失真越严重.通过构造等效一维杆单元重新描述轴向应变,实现了轴向应变与弯曲应变解耦.在此基础上推导广义弹性力,得到了绝对节点坐标索梁单元的应变解耦模型.对解耦前后的两种梁模型进行静力学和动力学仿真,结果表明;解耦模型消除了单元伪应变,相比原模型表现出更好的收敛性和曲率连续性,在相同单元数目下具有更高的精度.同时由于解耦模型降低了单元刚度,因此相比原模型,速度曲线中不再有高频振动. 展开更多

关键词 绝对节点坐标 索 梁 应变耦合 曲率连续性

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两类基于局部标架梁单元的闭锁缓解方法 被引量：6

8

作者 汤惠颖 张志娟 +1 位作者 刘铖 刘绍奎 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期482-495,I0003,共15页

对于大转动、大变形柔性体的刚柔耦合动力学问题,基于李群SE(3)局部标架(local frame formulation,LFF)的建模方法能够规避刚体运动带来的几何非线性问题,离散数值模型中广义质量矩阵与切线刚度矩阵满足刚体变换的不变性,可明显地提高... 对于大转动、大变形柔性体的刚柔耦合动力学问题,基于李群SE(3)局部标架(local frame formulation,LFF)的建模方法能够规避刚体运动带来的几何非线性问题,离散数值模型中广义质量矩阵与切线刚度矩阵满足刚体变换的不变性,可明显地提高柔性多体系统动力学问题的计算效率.有限元方法中,闭锁问题是导致单元收敛性能低下的主要原因,例如梁单元的剪切以及泊松闭锁.多变量变分原理是缓解梁、板/壳单元闭锁的有效手段.该方法不仅离散位移场,同时离散应力场或应变场,可提高应力与应变的计算精度.本文基于上述局部标架,研究几类梁单元的闭锁处理方法,包括几何精确梁(geometrically exact beam formulation,GEBF)与绝对节点坐标(absolute nodal coordinate formulation,ANCF)梁单元.其中,采用Hu-Washizu三场变分原理缓解几何精确梁单元中的剪切闭锁,采用应变分解法缓解基于局部标架的ANCF全参数梁单元中的泊松闭锁.数值算例表明,局部标架的梁单元在描述高转速或大变形柔性多体系统时,可消除刚体运动带来的几何非线性,极大地减少系统质量矩阵和刚度矩阵的更新次数.缓解闭锁后的几类局部标架梁单元收敛性均得到了明显提升. 展开更多

关键词 局部标架方法 几何精确梁 绝对节点坐标梁单元 闭锁 Hu-Washizu三场变分原理

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一种新开发的ANCF缆索单元 被引量：2

9

作者 郑茂盛 陈建平 童明波 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第8期3063-3071,共9页

为精确模拟系浮系统中系留缆索的动力学行为,应用绝对节点坐标公式(absolute nodal coordinate formulation,ANCF),开发一种新的ANCF缆索单元。该单元考虑了缆索的层级数目、各层材料的力学性能,并通过子域划分来更好地适应材料的层间... 为精确模拟系浮系统中系留缆索的动力学行为,应用绝对节点坐标公式(absolute nodal coordinate formulation,ANCF),开发一种新的ANCF缆索单元。该单元考虑了缆索的层级数目、各层材料的力学性能,并通过子域划分来更好地适应材料的层间差异。其中,利用Kelvin-Voigt模型来解释内芯层的黏弹性性质,而将改进后的Yeoh模型应用于护套层当中以更好地契合材料的超弹性性能。此外,设计一种具有隐式效果的差分格式对动力学微分方程组进行数值求解。最后,通过一系列静力学与动力学数值计算证明单元的精度与收敛特性,并对比几种应用不同超弹性模型的ANCF单元,证实应用改进的Yeoh模型的ANCF单元的合理性与优越性。 展开更多

关键词 绝对节点坐标公式(ANCF) 缆索单元 改进的Yeoh模型 超弹性 差分格式

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一种新型基于共用系数的二维 ANCF 高阶梁单元 被引量：1

10

作者 周川 赵春花 +1 位作者 独亚平 郭嘉辉 《农业装备与车辆工程》 2023年第2期101-104,共4页

在现有的梁单元基础上,通过共用系数,提出了一种新的二维ANCF横向高阶剪切梁单元。通过连续介质力学方法对单元进行弹性力建模,建立了单元动力学方程。通过理论推导证明了新单元能够较好缓解泊松闭锁问题。并且通过静力学、动力学等数... 在现有的梁单元基础上,通过共用系数,提出了一种新的二维ANCF横向高阶剪切梁单元。通过连续介质力学方法对单元进行弹性力建模,建立了单元动力学方程。通过理论推导证明了新单元能够较好缓解泊松闭锁问题。并且通过静力学、动力学等数值实例进行了仿真求解。将新单元与有限元结果与现有梁单元计算结果进行对比,发现相对现有梁单元,新单元收敛精度大大提高,与有限元结果基本一致;证明了新单元对泊松闭锁问题的处理可行性。 展开更多

关键词 绝对节点坐标法 共用系数 横向高阶插值 梁单元

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一种面向非线性材料的二维高阶ANCF梁单元 被引量：1

11

作者 郭嘉辉 赵春花 +1 位作者 独亚平 周川 《农业装备与车辆工程》 2022年第11期86-89,共4页

对二维高阶绝对节点坐标(ANCF)剪切梁单元位移模式进行研究。通过在剪切梁单元位移模式中引入x^(2)y项构建了一个新的二维二节点高阶剪切梁单元,其多项式系数与x^(3)项共用。运用连续介质力学理论以及Yeoh本构模型建立了单元非线性弹性... 对二维高阶绝对节点坐标(ANCF)剪切梁单元位移模式进行研究。通过在剪切梁单元位移模式中引入x^(2)y项构建了一个新的二维二节点高阶剪切梁单元,其多项式系数与x^(3)项共用。运用连续介质力学理论以及Yeoh本构模型建立了单元非线性弹性力矩阵,并基于绝对节点坐标法推导和建立了系统运动微分方程。利用静力学以及动力学算例进行单元模型的验证和分析。将单元的计算结果分别与不同的ANCF高阶单元以及ABAQUS软件的仿真结果进行比较。结果表明,引入了x^(2)y项的二维ANCF剪切梁单元在大变形以及非线性弹性力问题中具有较高的分析精度和单元收敛性能。 展开更多

关键词 绝对节点坐标法 高阶梁单元 非线性 大变形

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求解大柔度梁/绳索的ANCF单元及隐式迭代格式

12

作者 罗鑫 魏泳涛 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期126-132,共7页

为模拟大柔度梁/绳索结构的变形和大范围运动,基于绝对节点坐标方法ANCF(Absolute nodal coordinate formulation)和HHT(Hilber-Hughes-Taylor)积分方法,建立了ANCF单元的隐式动力学迭代格式。得到了简洁的节点等效力向量,且进一步导出... 为模拟大柔度梁/绳索结构的变形和大范围运动,基于绝对节点坐标方法ANCF(Absolute nodal coordinate formulation)和HHT(Hilber-Hughes-Taylor)积分方法,建立了ANCF单元的隐式动力学迭代格式。得到了简洁的节点等效力向量,且进一步导出了切线刚度矩阵的全部公式,并基于罚方法实现了对不同ANCF单元的铰接和刚性连接。分别对弦振动、双杆摆和T字摆、柔绳进行了数值模拟,数值结果与理论解及已有结果吻合良好,验证了本文方法的正确性。 展开更多

关键词 大柔度梁/绳索 绝对节点坐标方法 节点等效力 切线刚度矩阵 铰链/刚性连接

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完备化ANCF薄板单元及在钢板弹簧动力学建模中的应用 被引量：5

13

作者 兰朋 崔雅琦 於祖庆 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期1156-1167,共12页

绝对节点坐标方法已在多体系统动力学研究中广泛应用,但常用来描述板壳类结构的薄板单元,由于梯度不完备而无法直接用于带有初始弯曲参考构型的柔性体变形描述.为避免全参数板单元建立车辆钢板弹簧模型时存在的严重截面闭锁问题,拟采用... 绝对节点坐标方法已在多体系统动力学研究中广泛应用,但常用来描述板壳类结构的薄板单元,由于梯度不完备而无法直接用于带有初始弯曲参考构型的柔性体变形描述.为避免全参数板单元建立车辆钢板弹簧模型时存在的严重截面闭锁问题,拟采用薄板单元用于板簧建模.为此,探索了将现有绝对节点坐标薄板单元纳入一般连续介质力学弹性力表达的方法,采用中面上单位法向量作为单元厚度方向的梯度向量,从而得到了完备化的薄板单元及其描述初始弯曲构型时消除初应变的方法.在此基础上通过定义簧片的未变形构型,在钢板弹簧中引入可控的预应力,实现对钢板弹簧装配过程的准确模拟.通过数值算例验证了本方法的正确性.建立了车辆钢板弹簧模型,通过建立在簧片上的局部坐标系实现接触点的跨单元搜索,并采用惩罚函数法和平滑化的库伦摩擦模型施加簧片间的接触力.引入参考节点的概念建立了整合车身与吊耳及其机构运动关系的刚柔耦合模型. 展开更多

关键词 多体系统动力学 绝对节点坐标法 薄板单元 钢板弹簧 接触 库伦摩擦

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基于ALE-ANCF方法的卷曲展开机构动力学建模与分析

14

作者 黄斐 袁婷婷 刘锦阳 《振动与冲击》 北大核心 2025年第2期131-142,共12页

针对含复杂的多区域接触的卷曲展开机构,该研究将其简化为带刚性转盘的变长度柔性构件,建立多体系统动力学模型,以实现高效仿真。首先,基于任意拉格朗日-欧拉描述的绝对节点坐标法对变长度梁进行建模;然后,将复杂接触问题简化为移动边... 针对含复杂的多区域接触的卷曲展开机构,该研究将其简化为带刚性转盘的变长度柔性构件,建立多体系统动力学模型,以实现高效仿真。首先,基于任意拉格朗日-欧拉描述的绝对节点坐标法对变长度梁进行建模;然后,将复杂接触问题简化为移动边界的约束关系,给出一种增删节点处理方法,有效解决了单元长度变化引起的奇异和精度问题,在此基础上建立了刚-柔耦合多体系统的动力学模型,用隐式算法实现了动力学方程的数值求解。通过滑绳和动滑轮算例验证了建模方法的有效性;最后,建立了卷曲机构充气展开系统的简化动力学模型,该模型采用任意拉格朗日-欧拉法移动网格实时跟踪卷曲机构的位置,精准捕捉移动边界点,从而高效确定接触行为。分析了气压力与黏附力对展开动力学特性的影响,通过控制黏附力分布,实现了卷曲机构的匀速展开,对工程实际具有参考价值。 展开更多

关键词 变长度梁 任意拉格朗日-欧拉描述的绝对节点坐标法 卷曲展开机构 动力学建模 移动边界约束方程

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ANCF/CRBF平面梁闭锁问题及闭锁缓解研究 被引量：5

15

作者 张大羽 罗建军 +1 位作者 王辉 马小飞 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期874-889,共16页

本文系统地研究了基于一致旋转场列式的绝对节点坐标(ANCF consistent rotation-based formulation,ANCF/CRBF)平面梁单元的泊松闭锁问题及闭锁缓解技术.为了全面理解该类型单元的闭锁特性及明确单元的应用范围,文中首先开发了两种新的A... 本文系统地研究了基于一致旋转场列式的绝对节点坐标(ANCF consistent rotation-based formulation,ANCF/CRBF)平面梁单元的泊松闭锁问题及闭锁缓解技术.为了全面理解该类型单元的闭锁特性及明确单元的应用范围,文中首先开发了两种新的ANCF/CRBF刚性截面梁单元,新单元在ANCF全参数梁的基础上,对梯度向量施加正交矩阵约束,得到梯度与转角对时间导数之间的速度转换矩阵,从而引入转角参数.新单元节点处完全消除了泊松闭锁和剪切效应,这是与传统ANCF/CRBF刚性截面梁单元的不同之处.然后,对比分析了这三种ANCF/CRBF刚性截面梁单元泊松闭锁的特点.发现该类型单元对节点的横向梯度施加了运动学约束,导致节点处截面不能变形,无法捕捉泊松效应,但是单元内部能完全捕捉,这种不连续情况会加重单元整体的泊松闭锁问题.并且发现对单元梯度约束的越多,闭锁问题越严重.随后,分别采用两种闭锁缓解技术,弹性线方法和应变分解方法,进一步研究了单元的收敛性.最终,通过多种静力学和动力学测试研究了泊松闭锁对ANCF/CRBF平面梁单元计算精度的影响及闭锁缓解技术在该类型单元上的缓解效果. 展开更多

关键词 绝对节点坐标法 一致旋转场列式 平面梁 泊松闭锁 闭锁缓解技术

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中性线修正型变截面梁类构件压电控制 被引量：1

16

作者 于香杰 游斌弟 +3 位作者 魏承 赵阳 夏斌 刘朝旭 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期209-219,共11页

传统绝对节点坐标法(absolute nodal coordinate formulation, ANCF)在变截面梁类构件建模过程中常以几何中位线等效构造单元中性线,难以对变截面单元位移场状态进行精确描述.为解决此类问题,本文以中细型变截面梁类构件为研究对象,深... 传统绝对节点坐标法(absolute nodal coordinate formulation, ANCF)在变截面梁类构件建模过程中常以几何中位线等效构造单元中性线,难以对变截面单元位移场状态进行精确描述.为解决此类问题,本文以中细型变截面梁类构件为研究对象,深入考虑变截面结构几何因素及复合材料属性对变截面梁类构件中性线位置所产生的偏差影响,建立修正型变截面梁单元位移场描述方法.并进一步结合负应变率压电控制策略,通过传感型及作动型压电片提出变截面梁类构件在空间热载荷作用下的ANCF主动抑振抑变控制方法.同时,以变截面太阳帆桅杆在轨实际运行状态为算例,通过所述方法分析验证了模型在动力学参数预测过程中的准确性及精确性,并深入探究变截面梁类构件在不同压电安装策略下的动态行为参数演化规律.据其分析结果可知,ANCF主动抑振抑变控制方法随作动型压电片与传感型压电片之间安装距离的增加,其控制同步性将会降低;且在一定程度内提高增益调节系数可加强控制系统的稳定性及灵敏性,但该参数一旦发生超调亦会激励变截面梁类构件产生非稳定性振动. 展开更多

关键词 变截面梁 压电控制 主动抑振 绝对节点坐标法 热致响应

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基于高阶复合曲面单元的非均匀大薄板装配偏差计算模型 被引量：1

17

作者 林张鹏 余海东 袁可 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期584-593,共10页

结构的刚度非均匀分布易导致非规则大型薄壁在加工和装配过程中产生翘曲大变形,其结构建模和变形精确计算是装配偏差预测及控制的关键.基于绝对节点坐标法,引入高阶斜率坐标并改进单元插值函数,考虑单元接触界面间连续性,构建一种非规... 结构的刚度非均匀分布易导致非规则大型薄壁在加工和装配过程中产生翘曲大变形,其结构建模和变形精确计算是装配偏差预测及控制的关键.基于绝对节点坐标法,引入高阶斜率坐标并改进单元插值函数,考虑单元接触界面间连续性,构建一种非规则高阶曲面复合单元模型;采用该非规则高阶曲面单元建立复合单元组合离散非规则曲面结构,解决不同厚度单元间节点连接和变形耦合问题,并有效地描述非规则大型薄壁结构的大变形,基于连续介质力学建立非规则大型薄壁结构装配协调变形计算模型.对重型火箭贮箱箱底边缘区域加厚的超大型非规则薄壁结构进行装配过程变形计算,研究加厚区域尺寸与瓜瓣装配偏差以及结构刚度之间的关联关系,为未来重型火箭箱底超大非规则曲面结构设计提供指导. 展开更多

关键词 非规则薄壁结构 绝对节点坐标法 复合单元 装配偏差 协调变形

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空间充气展开绳网系统捕获目标自抗扰控制研究 被引量：3

18

作者 刘昊 魏承 +2 位作者 谭春林 刘永健 赵阳 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期1691-1700,共10页

空间充气展开绳网系统是依靠充气梁展开绳网进行目标捕获的航天器系统,具有更好的稳定性和可操控性.然而由于充气梁和绳网的大柔性变形以及捕获失稳自旋目标后的未知碰撞,使得捕获后的航天器姿态稳定控制困难.本文主要基于自抗扰控制解... 空间充气展开绳网系统是依靠充气梁展开绳网进行目标捕获的航天器系统,具有更好的稳定性和可操控性.然而由于充气梁和绳网的大柔性变形以及捕获失稳自旋目标后的未知碰撞,使得捕获后的航天器姿态稳定控制困难.本文主要基于自抗扰控制解决了空间充气展开绳网系统捕获目标后的姿态稳定和消旋难题.首先,基于理想薄膜充压失效理论和绝对节点坐标方法建立充气展开绳网系统动力学模型,而后设计了航天器姿态稳定自抗扰控制器,用于实时估计并补偿系统捕获过程中未知惯量目标与捕获机构的碰撞干扰.仿真结果表明,动力学模型能够模拟捕获过程中充气梁的屈曲失效及碰撞特性,自抗扰控制器能够有效抑制碰撞带来的干扰,实现空间充气展开绳网系统捕获后的高精度姿态稳定控制,同时能够在有限时间内对自旋目标实现消旋. 展开更多

关键词 充气展开梁 空间绳网 绝对节点坐标法 屈曲失效 捕获仿真 自抗扰控制 姿态稳定

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基于ANCF的旋转超弹性厚壁REF振动特性分析 被引量：2

19

作者 范博 王忠民 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第20期245-252,共8页

为了探究子午线轮胎面内振动特性,建立了旋转超弹性厚壁REF模型。并在具有随动坐标系的绝对节点坐标法(absolute nodal coordinate formulation,ANCF)框架下,提出平面内旋转环扇单元,对旋转超弹性厚壁弹性基环模型(ring on the elastic ... 为了探究子午线轮胎面内振动特性,建立了旋转超弹性厚壁REF模型。并在具有随动坐标系的绝对节点坐标法(absolute nodal coordinate formulation,ANCF)框架下,提出平面内旋转环扇单元,对旋转超弹性厚壁弹性基环模型(ring on the elastic foundation,REF)进行离散。考虑到非线性本构关系和旋转运动中的广义惯性力,建立了该模型的非线性运动微分方程以及线性化运动微分方程。通过与现有文献中的试验结果进行对比,验证了上述模型的有效性,并分析了弹性基参数、环体厚度和旋转角速度对子午线轮胎固有特性的影响规律。 展开更多

关键词 绝对节点坐标法(ANCF) 旋转ANCF环扇单元 厚壁REF模型 超弹性材料

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