危化罐车中长波起伏路面液体晃动动力学行为研究

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作者 王笑乐 郭彦超 +4 位作者 徐小东 王雷 戴宝宝 张志宁 杨洋 《汽车工程》 北大核心 2025年第1期187-200,共14页

为研究路面起伏对危化罐车行驶稳定性的影响,基于路形不平度数据建立中、长波路面模型。以多轴液罐车为对象,构建考虑轮胎变形和悬架非线性的车辆动力学模型。建立液体纵、侧向晃动等效力学模型,与车辆动力学模型耦合,得到不同路面行驶... 为研究路面起伏对危化罐车行驶稳定性的影响,基于路形不平度数据建立中、长波路面模型。以多轴液罐车为对象,构建考虑轮胎变形和悬架非线性的车辆动力学模型。建立液体纵、侧向晃动等效力学模型,与车辆动力学模型耦合,得到不同路面行驶罐体运动学参数,以激励液体晃动模型。研究结果表明,两侧路面相位差增加对罐车侧向稳定性产生不利影响;液体侧向晃动频率随路面波长增加而减小,随充液比增加而增大;牵引车鞍座至半挂车轴距离为波长整数倍时,液体纵向晃动明显;斜向防波板可抑制液体侧向晃动,但低充液比小幅晃动时抑制效果较差;罐车低充液比通过起伏路面时,适当提高车速可降低液体晃动;高充液比时车速过快将导致晃动幅度和壁面载荷显著增大,降低车辆行驶稳定性。 展开更多

关键词 液罐车 路面激励 液体晃动 等效力学模型 多体动力学

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基于等效机械模型的液舱-运动模拟平台系统动力学分析 被引量：1

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作者 郭家乐 常宗瑜 +2 位作者 何静文 郑中强 赵林 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第6期7-13,共7页

液化石油气等液态燃料在运输过程中受运载工具运动状态变化的影响易产生晃动,液舱晃动引起的流体冲击载荷将威胁运载船舶及车辆的安全性,严重时会发生倾覆。运用运动模拟平台进行液舱晃动试验是目前的重要研究手段,文中基于等效机械模... 液化石油气等液态燃料在运输过程中受运载工具运动状态变化的影响易产生晃动,液舱晃动引起的流体冲击载荷将威胁运载船舶及车辆的安全性,严重时会发生倾覆。运用运动模拟平台进行液舱晃动试验是目前的重要研究手段,文中基于等效机械模型方法对液舱-运动模拟装置的动力学进行了研究。首先,建立了在纵荡激励下矩形充液液舱的等效机械模型,并通过试验及仿真对等效机械模型进行验证。基于矩形液舱等效机械模型,联合Stewart并联机构,建立了液舱-运动模拟平台系统的动力学模型。通过与等质量无晃动系统进行对比,分析了晃动产生的流体载荷对运动模拟平台受载的影响。结果表明:激励频率对运动模拟平台受载有显著影响,在接近液舱固有频率的情况下,运动模拟平台所受载荷明显增大。该研究可为晃动模拟平台的承载能力校核、设计及控制提供参考。 展开更多

关键词 运动模拟装置 液箱晃动 等效机械模型 动力学模型

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非满载液罐车侧倾稳定性模型研究 被引量：12

3

作者 于迪 李显生 +2 位作者 刘宏飞 郑雪莲 徐艺 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期40-44,共5页

为了解决非满载液罐车在转向过程中侧倾稳定性差的问题,建立了非满载液罐车罐内液体冲击等效机械模型及整车运动学模型,运用流固动力学耦合原理对两者进行耦合.运用此模型对5种不同尺寸比例的椭圆形截面罐体进行数值仿真试验,结果表明,... 为了解决非满载液罐车在转向过程中侧倾稳定性差的问题,建立了非满载液罐车罐内液体冲击等效机械模型及整车运动学模型,运用流固动力学耦合原理对两者进行耦合.运用此模型对5种不同尺寸比例的椭圆形截面罐体进行数值仿真试验,结果表明,当椭圆长轴(2a)与短轴(2b)之比为1.5时,液罐车所受罐内液体冲击力及力矩最小,具有较好的侧倾稳定性.研究结果为液罐车行车侧倾稳定性的研究和整车设计,提供了理论和技术支持. 展开更多

关键词 液体冲击 非满载液罐车 侧倾稳定性 等效机械模型 罐体尺寸

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充液航天器液体晃动和液固耦合动力学的研究与应用 被引量：37

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作者 李青 王天舒 马兴瑞 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期472-481,共10页

随着火箭运载能力、卫星工作寿命和深空探测器任务复杂度的不断提高,液体推进剂占航天器总质量的比重也不断增加.液体推进剂的晃动影响着航天器的运动稳定性和姿轨控系统的可靠性,是航天器动力学中一个备受关注的问题.充液航天器中晃动... 随着火箭运载能力、卫星工作寿命和深空探测器任务复杂度的不断提高,液体推进剂占航天器总质量的比重也不断增加.液体推进剂的晃动影响着航天器的运动稳定性和姿轨控系统的可靠性,是航天器动力学中一个备受关注的问题.充液航天器中晃动的液体是一个分布参数系统,理论上是无穷维的,而工程上希望建立的数学模型是简单、低维的,因此对液体晃动等效力学模型的研究经久不衰.另外,液体推进剂对航天器的结构动特性有着重要的影响,在建立充液航天器的结构动力学模型时需要考虑液体推进剂与贮箱等结构的耦合效应.本文首先结合液体晃动动力学理论和航天工程实际,从理论研究、数值研究和实验研究等三个方面综述了国内外在充液航天器液体晃动动力学领域的研究现状,并以此为基础介绍了航天工程中液体晃动等效力学模型的应用进展情况;然后,以液体运载火箭为例概述了国内外在充液航天器液固耦合建模方面的成果,介绍了求解液固耦合问题的数值方法和应用软件;最后,根据航天器工程的发展需求,对充液航天器液体晃动和液固耦合动力学的进一步研究方向提出了一些建议. 展开更多

关键词 液体晃动 等效力学模型 液固耦合 航天器动力学

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储液罐动力学与控制研究进展 被引量：27

5

作者 岳宝增 祝乐梅 于丹 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期79-92,共14页

阐述了储液罐动力学与控制的工程应用背景,从3个方面回顾了储液罐动力学与控制的研究进展,即:储液罐类液体晃动动力学、液体晃动等效力学模型和储液罐多体系统动力学与控制.其中对储液罐类液体晃动动力学的研究成果从解析方法和数值方... 阐述了储液罐动力学与控制的工程应用背景,从3个方面回顾了储液罐动力学与控制的研究进展,即:储液罐类液体晃动动力学、液体晃动等效力学模型和储液罐多体系统动力学与控制.其中对储液罐类液体晃动动力学的研究成果从解析方法和数值方法两方面进行了概述;在储液罐多体系统动力学中概述了车载、船载储液罐系统动力学和充液航天器固-液-控耦合动力学近年米的研究成果.对今后需要进一步开展的研究方向进行了展望. 展开更多

关键词 储液罐动力学 液体晃动动力学 晃动等效力学模型 充液航天器 多体系统动力学

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横向激励下液体大幅晃动建模分析 被引量：15

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作者 苗楠 李俊峰 王天舒 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期268-274,共7页

研究部分充液球形贮箱内的液体在横向推力作用下发生大幅晃动的等效力学模型,建模过程同时考虑平动和转动激励。建立一种新的等效模型,首次提出液体的静平衡表面垂直于等效重力方向的假设,将液体的大幅运动分解为跟随等效重力的整体运... 研究部分充液球形贮箱内的液体在横向推力作用下发生大幅晃动的等效力学模型,建模过程同时考虑平动和转动激励。建立一种新的等效模型,首次提出液体的静平衡表面垂直于等效重力方向的假设,将液体的大幅运动分解为跟随等效重力的整体运动和在此基础上的小幅晃动,该等效模型能够更好地模拟液体大幅晃动情形。将仿真得到的晃动力和力矩与传统等效模型及Flow-3d的结果进行对比,验证了新模型的有效性和准确性。该模型可应用于探月软着陆悬停避障过程等实际工程问题中。 展开更多

关键词 液体晃动 等效力学模型 静平衡 大幅晃动 球形贮箱

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非轴对称贮箱液体晃动的等效力学模型 被引量：26

7

作者 李青 马兴瑞 王天舒 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期242-249,共8页

针对非轴对称贮箱液体晃动问题,从一般意义上推导了作三维运动的任意三维贮箱内液体晃动的等效力学模型,采用有限元方法建立计算等效力学模型参数的数值算法,利用矩阵相似变换的性质分离液体零频以消除液体刚度矩阵的奇异性,从而将等效... 针对非轴对称贮箱液体晃动问题,从一般意义上推导了作三维运动的任意三维贮箱内液体晃动的等效力学模型,采用有限元方法建立计算等效力学模型参数的数值算法,利用矩阵相似变换的性质分离液体零频以消除液体刚度矩阵的奇异性,从而将等效力学模型参数的计算归结为广义特征值问题和线性代数方程组的求解,具有较高的计算效率。通过非轴对称贮箱液体晃动的算例说明,不同的等效晃动方向可能不正交,晃动平面可能不过液体质心,因此非轴对称贮箱液体晃动的等效力学模型比轴对称贮箱液体晃动的更加复杂。最后以三棱柱形充液贮箱为例,采用商用CFD(计算流体动力学)分析软件FLOW-3D验证了在贮箱作典型三维运动时等效力学模型的有效性。 展开更多

关键词 三维液体晃动 等效力学模型 有限元方法 数值验证

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三轴定向充液卫星的姿态稳定性 被引量：17

8

作者 包光伟 刘延柱 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 1993年第1期31-38,共8页

本文建立了三轴定向充液卫星具有二维平动和二维摆动角的等效力学模型,并用该模型研究了充液卫星的姿态稳定性,得到了充液系统姿态稳定性的一个简明的解析判据。

关键词 液体晃动 姿态稳定性 卫星 动力学

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航天器交会对接中液体燃料晃动等效模型研究 被引量：7

9

作者 王天舒 苗楠 李俊峰 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2015年第3期1-7,共7页

以航天器交会对接过程中的平移靠拢段作为背景,研究适用于零重力和微重力环境下液体运动的等效力学模型.以欧空局无人货运飞船(ATV,automatic transfer vehicle)中建立的等效模型为参考,提出一种适用于零/微重力球形贮箱中液体晃动的弹... 以航天器交会对接过程中的平移靠拢段作为背景,研究适用于零重力和微重力环境下液体运动的等效力学模型.以欧空局无人货运飞船(ATV,automatic transfer vehicle)中建立的等效模型为参考,提出一种适用于零/微重力球形贮箱中液体晃动的弹簧-质量等效力学模型.该模型的各个参数通过将基于CFD计算的参数辨识方法和用于常重力液体晃动的传统建模方法结合运用来获取.对该模型进行介绍,然后描述等效模型参数的获取方法,并利用虚功率原理推导了晃动力和力矩的求解方程.通过与CFD软件Flow-3d的结果进行对比,对这种建模方法的可行性和准确性进行了分析. 展开更多

关键词 液体晃动 等效力学模型 微重力 零重力 交会对接

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贮箱防晃挡板结构形式和晃动阻尼研究 被引量：2

10

作者 于瑾 李宝海 +2 位作者 王求生 张永亮 李国栋 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2021年第5期147-149,154,共4页

基于大型运载火箭贮箱建立了不同挡板形式的贮箱缩比模型的试验研究方法,采用1∶8的缩比贮箱模型作为主要的研究对象,针对不同的挡板结构形式,如两块半圆形挡板、三块半圆形挡板和环形挡板,研究其液体晃动阻尼曲线,分析对比各种挡板形... 基于大型运载火箭贮箱建立了不同挡板形式的贮箱缩比模型的试验研究方法,采用1∶8的缩比贮箱模型作为主要的研究对象,针对不同的挡板结构形式,如两块半圆形挡板、三块半圆形挡板和环形挡板,研究其液体晃动阻尼曲线,分析对比各种挡板形式的阻尼效率。针对3块半圆形挡板,研究其半径和层数对阻尼比的影响。 展开更多

关键词 液体 晃动 防晃挡板 阻尼 等效力学模型

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充液卫星平放式贮箱内液体晃动的等效力学模型 被引量：11

11

作者 包光伟 《宇航学报》 EI CSCD 北大核心 1996年第1期66-69,共4页

本文研究带平放式贮箱的三轴定向充液卫星的液体晃动及其姿态动力学问题，建立了充液系统的等效力学模型，并由该模型研究了充液卫星的姿态稳定性。

关键词 航天器 液体晃动 等效力学模型 贮箱 充液

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微重时矩形容器内液体自由晃动等效力学模型 被引量：6

12

作者 程绪铎 《吉林大学自然科学学报》 CSCD 1999年第3期44-48,共5页

研究微重环境下矩形容器内液体晃动动力学， 用付氏级数展开法， 得到液体自由晃动的频率与速度势． 用力的等效原理建立了液体自由晃动弹簧振子阻尼器等效力学模型，

关键词 微重 液体晃动 等效力学模型 充液卫星 矩形容器

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喷雾机药罐液体纵向晃动等效力学模型建立与应用 被引量：3

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作者 陈雨 路力权 +3 位作者 张军昌 陈军 胡宸玮 曹佳宇 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期173-182,195,共11页

针对高地隙自走式喷雾机在复杂工况下,药罐液体发生的纵向晃动对整机平顺性及作业质量影响难以探明的问题,基于液体晃动动力学特性及机械模型等效准则,建立了可描述药罐液体纵向晃动的弹簧-质量-阻尼等效力学模型,并利用力学等价原则,... 针对高地隙自走式喷雾机在复杂工况下,药罐液体发生的纵向晃动对整机平顺性及作业质量影响难以探明的问题,基于液体晃动动力学特性及机械模型等效准则,建立了可描述药罐液体纵向晃动的弹簧-质量-阻尼等效力学模型,并利用力学等价原则,对模型参数进行了求解。应用Fluent流体仿真软件建立罐内液体晃动仿真模型,并通过台架实验验证了其仿真结果能够反映真实的液体晃动冲击作用。应用Matlab/Simulink软件,建立等效力学数值解析模型,结合Fluent仿真结果对比分析了充液比为0.1、0.5、0.9时液体纵向晃动作用在容器壁的力矩变化规律,验证了所建等效模型的准确性。将所构建的等效力学模型应用于喷雾机垂向动力学特性分析,得到药液晃动和药液质量变化对整机行驶平顺性有较大影响且充液比为0.8时整机行驶平顺性较差的结论。 展开更多

关键词 喷雾机 液体晃动 等效力学模型 FLUENT

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高地隙喷雾机药箱液体晃动的等效力学模型研究 被引量：1

14

作者 王伟军 冯静安 +1 位作者 张鹏 宋宝 《石河子大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第1期15-20,共6页

药液晃动是导致高地隙喷雾机侧倾失稳的重要因素。为准确预测药箱内液体晃动行为,本文提出一种单摆-质量-阻尼等效力学模型来模拟药箱内液体晃动行为。首先基于Adams虚拟样机仿真模型输出药箱所受随机加速度激励,并以此激励在Fluent中... 药液晃动是导致高地隙喷雾机侧倾失稳的重要因素。为准确预测药箱内液体晃动行为,本文提出一种单摆-质量-阻尼等效力学模型来模拟药箱内液体晃动行为。首先基于Adams虚拟样机仿真模型输出药箱所受随机加速度激励,并以此激励在Fluent中建立药箱液体受迫晃动模型,进行数值模拟液体晃动,获得了冲击力和冲击力矩与随机加速度的关系;然后对矩形截面药箱液体晃动进行动力学和流体力学分析,获得等效力学模型的相关参数,建立了MATLAB/Simulink系统仿真模型;最后通过Fluent验证了系统模型在充液比0.5时的可靠性。结果表明本文所建立的等效力学模型能够较准确地模拟液体晃动行为。 展开更多

关键词 高地隙喷雾机 数值模拟 等效力学模型 液体晃动

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刚-液耦合航天器系统的Hamilton结构及稳定性分析 被引量：1

15

作者 易中贵 岳宝增 +2 位作者 刘峰 卢涛 邓明乐 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2023年第5期499-512,共14页

该文采用3D刚体摆来等效推进剂的非线性晃动行为.由此研究了该刚-液耦合航天器系统的Hamilton结构,介绍了系统的R^(3)约化(对应系统的平移不变性或总线动量不变性)以及S_(o)(3)约化(对应系统的旋转不变性或总角动量不变性),并推导了系... 该文采用3D刚体摆来等效推进剂的非线性晃动行为.由此研究了该刚-液耦合航天器系统的Hamilton结构,介绍了系统的R^(3)约化(对应系统的平移不变性或总线动量不变性)以及S_(o)(3)约化(对应系统的旋转不变性或总角动量不变性),并推导了系统在约化空间s^(∗)_(o)(3)×s^(∗)_(o)(3)×S_(o)(3)上的约化Poisson括号.接着研究了刚-液耦合航天器系统的自旋稳定性特征,先根据对称临界原理推导了刚-液耦合航天器系统的相对平衡态,由此根据能量-动量方法与分块对角化技术,推导了系统的自旋稳定性条件和Arnold形式的稳定性边界.最后根据具体模型参数,给出了以图形方式展现的自旋稳定域. 展开更多

关键词 液体非线性晃动 等效力学模型 HAMILTON结构 稳定性分析 能量-动量方法

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