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极大空间结构在轨组装的动力学与控制 被引量:1
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作者 胡海岩 田强 +2 位作者 文浩 罗凯 马小飞 《力学进展》 北大核心 2025年第1期1-29,共29页
在轨组装极大空间结构是实现大容量天基通信、高精度天基观测和天基太阳能电站等未来航天任务的技术基础,具有重要的科学和工程价值.针对百米级抛物面天线等在轨组装需求,本文综述极大空间结构在轨组装相关的动力学与控制研究进展与挑战... 在轨组装极大空间结构是实现大容量天基通信、高精度天基观测和天基太阳能电站等未来航天任务的技术基础,具有重要的科学和工程价值.针对百米级抛物面天线等在轨组装需求,本文综述极大空间结构在轨组装相关的动力学与控制研究进展与挑战,讨论五个关键环节,即模块化组装方案及其动力学问题、多柔体系统动力学建模与计算、机器人运动规划与控制、组装结果的动态校验与调控、地面模拟实验.本文指出,在轨组装技术需解决柔性部件大范围运动的时空耦合动力学、机器人运动的高效规划与精准控制、力热耦合的误差校验与调控策略等难题,同时需要建立理论分析、数值仿真和地面实验验证相融合的研究框架,进而逐步推进从百米级到千米级空间结构技术的发展.最后,本文展望了未来十年的研究重点,包括高效动力学建模、复杂环境下的运动规划与控制、多模块闭合组装的动态预测与调控、天地一致的实验验证体系,进而为推动空间结构在轨组装技术提供系统性建议. 展开更多
关键词 组装总体设计 多柔体系统动力学 运动规划与控制 动态校验与调控 地面 模拟实验
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高精度惯量积测量的支撑结构设计研究
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作者 荣吉利 李剑峰 +4 位作者 周晓俊 李亮 杨梓航 刘睿 程修妍 《北京理工大学学报》 EI CAS 北大核心 2025年第1期52-59,共8页
针对惯性仪表组件高精度惯量积测量中的无干扰力矩支撑方式需求,设计了径向气浮和轴向气浮相结合的组合气体轴承作为非接触支撑结构.为了研究支撑结构的承载能力,建立其理论模型,结合计算流体力学进行仿真,同时设计并搭建试验装置验证... 针对惯性仪表组件高精度惯量积测量中的无干扰力矩支撑方式需求,设计了径向气浮和轴向气浮相结合的组合气体轴承作为非接触支撑结构.为了研究支撑结构的承载能力,建立其理论模型,结合计算流体力学进行仿真,同时设计并搭建试验装置验证仿真的准确性.研究表明仿真与试验结果相近,并且发现非接触支撑结构的轴向承载力是惯量积测量时的薄弱处,结合参数化建模开展了轴向承载力提升研究.结果表明:增大支撑结构中的转子套筒大径有利于提高轴向承载力;结构改进后,轴向承载力提升182.98%,惯量积测量时的旋转速度上限提升54.10%,测量精度提升42.11%. 展开更多
关键词 组合气体轴承 承载能力 数值模拟 非接触支撑 惯量积
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小天体着陆任务规划修复的弧一致时间约束松弛推理方法
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作者 徐瑞 李世震 +3 位作者 李朝玉 王棒 朱圣英 梁子璇 《宇航学报》 北大核心 2025年第3期544-554,共11页
任务规划修复是探测器着陆过程中自主应对不确知小天体环境的关键,而小天体着陆任务时间约束复杂且耦合,时间约束推理的速度直接影响到规划修复的效率。针对小天体着陆任务规划修复中的时间约束松弛推理慢问题,提出变量值域支持列表以... 任务规划修复是探测器着陆过程中自主应对不确知小天体环境的关键,而小天体着陆任务时间约束复杂且耦合,时间约束推理的速度直接影响到规划修复的效率。针对小天体着陆任务规划修复中的时间约束松弛推理慢问题,提出变量值域支持列表以保存变量间的影响关系,进而提出减量式弧一致时间约束松弛推理方法,减小约束松弛的推理范围,快速求解时间网络中变量的扩展值域,实现规划修复中时间约束松弛的高效推理。最后,以小天体着陆任务规划修复场景进行数值仿真,验证了方法的有效性和高效性,可为小天体着陆器快速任务规划修复提供支撑。 展开更多
关键词 小天体探测 任务规划 规划修复 时间约束推理 减量式弧一致
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环形扰动爆轰实验装置及方法
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作者 高玉坤 包颖昕 +3 位作者 卢宇轩 刘婧 杨轶芙 赵焕娟 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第20期8364-8370,共7页
由于含能材料的高热值及其伴随着易燃易爆的特性,在管道中传播时会影响管道的形状及几何尺寸,导致爆轰的传播受到影响。为了深入探究环形扰动对爆轰波传播的影响,精确、清晰观察环形管道中爆轰波的传播动力学过程,更好地体现边界层效应... 由于含能材料的高热值及其伴随着易燃易爆的特性,在管道中传播时会影响管道的形状及几何尺寸,导致爆轰的传播受到影响。为了深入探究环形扰动对爆轰波传播的影响,精确、清晰观察环形管道中爆轰波的传播动力学过程,更好地体现边界层效应和曲率管壁对爆轰波传播的影响。搭建环形扰动爆轰实验装置,在光滑圆管末段加入不同直径尺寸的扰动管实现环形扰动,利用压力传感器、烟膜组成的数据采集系统得到爆轰波速度、三波点轨迹、胞格结构等数据。成功搭建了环形扰动爆轰实验系统,并且获得了较为理想的传播数据,数据具有显著的规律性和高度的可靠性。经过验证,所搭建的爆轰实验装置具有良好的数据采集能力,所获得的数据证实了装置具备科学性与有效性。所搭建的实验系统有助于为事故防控提供理论支持,使科研仪器充分发挥支撑科技创新、社会发展的作用。 展开更多
关键词 爆轰实验 环形扰动 胞格结构 三波点轨迹
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基于分布式凸优化的能量最优多向协同制导方法
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作者 王江 朱梓杨 +1 位作者 李虹言 王鹏 《兵工学报》 北大核心 2025年第6期319-333,共15页
多飞行器角度最优协同制导能够以最低能耗实现对机动目标的多向拦截,是制导领域的重要研究方向。现有最优协同制导方法需利用全局信息生成最优制导指令,故多采用集中式通信拓扑,而集中式通信可靠性较低,不利于实际应用。针对上述问题,... 多飞行器角度最优协同制导能够以最低能耗实现对机动目标的多向拦截,是制导领域的重要研究方向。现有最优协同制导方法需利用全局信息生成最优制导指令,故多采用集中式通信拓扑,而集中式通信可靠性较低,不利于实际应用。针对上述问题,基于分布式凸优化理论,提出一种分布式能量最优多向协同制导方法,以解决分布式信息局部性与协同指令全局最优性之间的矛盾。该方法基于广义弹道成型制导律(Generalized Trajectory Shaping Guidance Law,GTSG),通过解析推导飞行器控制能量与期望终端视线角的映射关系,以总控制能量为目标函数,并结合相对视线角约束构建分布式凸优化问题。提出扩展原始对偶算法,实现分布式全局寻优,实时协调飞行器期望视线角,使多飞行器在GTSG作用下以最小能耗协同拦截目标。仿真结果及其分析表明:相比于现有的集中式多向协同制导算法,所提方法无需依赖中心节点,同时兼顾了全局能量最优性。 展开更多
关键词 协同制导 相对视线角约束 能量最优 分布式凸优化 原始对偶算法 目标机动
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基于交叉验证的智能优化机器学习方法在喷管型面优化中的应用
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作者 于勇 代无劫 胡俊 《北京理工大学学报》 北大核心 2025年第8期844-854,共11页
针对固定扩张比与扩张段长度的二维轴对称喷管进行扩张段型面优化设计,优化目标为喷管推力最大化,优化参数为贝塞尔曲线控制点的径向位置.通过结合十折交叉验证方法与优化算法对BP神经网络、支持向量回归、极限学习机3种机器学习模型的... 针对固定扩张比与扩张段长度的二维轴对称喷管进行扩张段型面优化设计,优化目标为喷管推力最大化,优化参数为贝塞尔曲线控制点的径向位置.通过结合十折交叉验证方法与优化算法对BP神经网络、支持向量回归、极限学习机3种机器学习模型的超参数进行优化,进而评估其在预测喷管出口推力任务上的表现.采用拟合精度最高的机器学习模型与代理优化算法相结合进行优化计算.仿真结果表明:通过对机器学习模型超参数的优化,3种机器学习模型均在测试集上表现出较高的预测精度,而BP神经网络在本文模型下的预测精度最高.通过基于机器学习代理模型的喷管型面优化方法,得到优化后的喷管推力提高1.958%,且BP神经网络对优化后的喷管推力预估误差仅为0.024 9%.通过与基于直接CFD计算的优化结果对比,可以证明所提方法在具有更高优化效率的同时具有较高的优化精度,优化后的喷管推力差别仅为0.007 5%,且优化耗时降低16.5%。 展开更多
关键词 优化设计 二维轴对称喷管 代理优化算法 机器学习 交叉验证
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十字型伞动力学建模与动力学特性分析
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作者 于剑桥 王春辉 +1 位作者 周洪淼 于勇 《北京理工大学学报》 北大核心 2025年第9期885-894,共10页
针对伞-弹系统动力学建模中未充分考虑降落伞构型变化,以及流固耦合中的降落伞模型过于复杂无法直接用于非线性动力学分析的问题,提出一种面向非线性动力学分析并具有变构型特征的十字型伞多刚体动力学建模方法.采用弹簧连接的方式,构... 针对伞-弹系统动力学建模中未充分考虑降落伞构型变化,以及流固耦合中的降落伞模型过于复杂无法直接用于非线性动力学分析的问题,提出一种面向非线性动力学分析并具有变构型特征的十字型伞多刚体动力学建模方法.采用弹簧连接的方式,构建了能够表征变构型特征的十字型伞多刚体动力学模型.仿真验证了所构建的动力学模型能够体现十字型伞运动过程中的变构型特征,计算得到的十字型伞法向气动力与风洞试验中降落伞发生锥摆运动的法向力趋势一致.对十字型伞动力系统进行非线性动力学特性分析,结果表明系统存在引起构型周期变化的极限环,并对系统极限环的影响因素进行了分析,得到来流速度和连接盘直径与十字型伞系统极限环幅值的关联关系.研究结果为通过调整系统参数抑制十字型伞的非线性运动提供了理论基础. 展开更多
关键词 降落伞 多体动力学 锥摆 非线性动力学 极限环
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被动型离子液体电喷推力器寿命影响因素分析
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作者 武志文 孙伟 +4 位作者 郭云涛 孙振宁 杜泽宁 李锦 王宁飞 《宇航学报》 北大核心 2025年第1期157-167,共11页
被动型离子液体电喷推力器具备结构简单、体积小、比冲高等特点。分析了工程化应用对寿命和总冲提出的需求,总结了国内外研究单位在被动型电喷推力器寿命方面的研究现状。随后针对影响推力器寿命的因素展开分析,包括短路、放电、推进剂... 被动型离子液体电喷推力器具备结构简单、体积小、比冲高等特点。分析了工程化应用对寿命和总冲提出的需求,总结了国内外研究单位在被动型电喷推力器寿命方面的研究现状。随后针对影响推力器寿命的因素展开分析,包括短路、放电、推进剂供给不稳定、电化学反应和提取极腐蚀。最后提出了延长被动型电喷推力器寿命的策略,包括使用小型化泵阀和自由液面储箱、开发与推力器工况相匹配的高比表面积电极和通过精密加工和装配技术获得更精确的电极参数。所提策略为被动型离子液体电喷推力器的设计和工程化应用提供了参考。 展开更多
关键词 电推进 被动型 离子液体 电喷推力器 寿命
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破片撞击高能推进剂装药爆燃机理实验研究
9
作者 王鑫 吴艳青 +2 位作者 杨昆 武毅 侯晓 《兵工学报》 北大核心 2025年第3期145-158,共14页
为揭示破片撞击高能推进剂装药爆燃形成机理,开展破片半穿孔和贯穿高能推进剂装药实验研究,获得3种装药响应类型,分别为燃烧转爆燃、燃烧和爆燃。基于装药反应演化时序图像和回收的样品,并结合图像数字化处理技术综合表征装药响应过程;... 为揭示破片撞击高能推进剂装药爆燃形成机理,开展破片半穿孔和贯穿高能推进剂装药实验研究,获得3种装药响应类型,分别为燃烧转爆燃、燃烧和爆燃。基于装药反应演化时序图像和回收的样品,并结合图像数字化处理技术综合表征装药响应过程;分析推进剂受侵彻后的力学变形和装药响应特性,揭示装药在半穿孔和贯穿条件下的爆燃形成机理。研究结果表明:针对直径10 mm钨合金球破片撞击高能推进剂装药,装药侵彻弹道损伤为局部径向开裂,并伴有黏弹性耗散导致的延迟变形;装药在半穿孔和贯穿下均存在延迟反应现象,即装药的显著燃烧反应总是发生在推进剂结构破坏之后;在半穿孔时延迟变形促使装药内部高烈度反应区前移,并与结构约束耦合,导致装药发生燃烧转爆燃,在贯穿状态下,延迟变形和延迟反应显著存在时,装药难于发生爆燃;当弹坑内部燃烧气体通过侵彻弹道径向裂缝渗入未反应的凝聚相推进剂时,装药通常会发生爆燃反应。 展开更多
关键词 破片撞击 高能推进剂装药 黏弹性耗散 爆燃机理 火焰射流
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考虑关节角加速度约束的移动机器人模糊控制方法研究
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作者 商巍 孟祥祥 张道德 《现代电子技术》 北大核心 2025年第8期145-148,共4页
在移动机器人的控制过程中,关节角加速度是一个重要的物理参数,其可以确保机器人在执行各种任务时始终保持在安全、合理的范围内,从而避免机器人因运动过快或不稳定而出现损坏或执行任务失败的情况。基于此,提出一种考虑关节角加速度约... 在移动机器人的控制过程中,关节角加速度是一个重要的物理参数,其可以确保机器人在执行各种任务时始终保持在安全、合理的范围内,从而避免机器人因运动过快或不稳定而出现损坏或执行任务失败的情况。基于此,提出一种考虑关节角加速度约束的移动机器人模糊控制方法。依据移动机器人运动学方程计算移动机器人关节角加速度,同时以关节角加速度计算结果和期望关节角加速度之间的误差为约束,结合模糊算法设计模糊自适应增益调整的模糊控制器,结合自适应控制律实现移动机器人模糊控制。实验结果证明,所提方法可精准计算移动机器人关节角加速度,并确保移动机器人运行轨迹能精准跟踪目标运行轨迹,令运行速度快速稳定至设定值附近,控制效果较好。 展开更多
关键词 移动机器人 关节角加速度 模糊控制 运动轨迹 自适应控制律 模糊增益调整
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面向宽速域变体飞行的高超声速飞行器构型设计优化
11
作者 龙腾 张尧 +2 位作者 史人赫 叶年辉 张宝收 《宇航学报》 北大核心 2025年第3期414-425,共12页
传统固定构型乘波体飞行器难以在宽速域飞行剖面保持最佳性能。为此,开展了变体高超声速乘波体飞行器构型设计优化技术的研究,构建了变体飞行器构型设计优化框架。提出了考虑边缘变形的变体乘波体构型类函数/形函数变换(CST)参数化方法... 传统固定构型乘波体飞行器难以在宽速域飞行剖面保持最佳性能。为此,开展了变体高超声速乘波体飞行器构型设计优化技术的研究,构建了变体飞行器构型设计优化框架。提出了考虑边缘变形的变体乘波体构型类函数/形函数变换(CST)参数化方法;根据兼顾气动力、热、射程的变体收益评估模型,采用基于Kriging代理模型的约束差分进化算法求解多个工况下的最优构型。对比基准固定构型,以最优构型变体飞行能够显著改善飞行器宽速域飞行性能,升阻比平均提升4.82%,再入弹道增程4.13%,验证了变体构型优化技术的有效性,其对高超声速变体飞行器设计、研制具有参考价值。 展开更多
关键词 宽速域变体飞行器 乘波体 气动力热 气动优化设计
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管式发射燃气流动计算方法及特性研究
12
作者 谢军虎 赵英豪 +2 位作者 杜文强 李浩镕 傅德彬 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第7期162-167,共6页
燃气流动对火箭、导弹发射安全有着重要影响,采用有效的数值方法模拟发射时燃气流场和载荷特性具有重要价值。为探究火箭、导弹管式热发射时燃气流场特性,围绕发射过程中自由射流和发射管内受限流动状态,分别采用局部时间步长定常模型... 燃气流动对火箭、导弹发射安全有着重要影响,采用有效的数值方法模拟发射时燃气流场和载荷特性具有重要价值。为探究火箭、导弹管式热发射时燃气流场特性,围绕发射过程中自由射流和发射管内受限流动状态,分别采用局部时间步长定常模型、全局时间步长定常模型和非定常模型进行求解计算。结果表明:局部时间步长和全局时间步长能够获得相吻合的燃气自由射流结构,但不同模型获得的发射管内受限燃气流场存在显著差异;局部时间步长定常模型收敛于局部平衡状态,发射管内出现明显雍塞;全局时间步长定常模型收敛于完全发展的无雍塞流动状态;非定常模型则出现先雍塞,而后雍塞区逐渐后移并消失的时变过程。 展开更多
关键词 燃气流动 发射管 时间推进法 局部时间步长 雍塞流动
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弹丸卫星接收机误差建模与弹道参数估计方法
13
作者 杨瑞伟 林子杨 +2 位作者 申强 吴永辉 李红云 《北京理工大学学报》 北大核心 2025年第4期334-343,共10页
针对弹道修正弹在弹道环境下状态估计精度差的问题,利用试验过程中的数据,从弹丸记录仪卫星定位和测速数据与雷达数据中分离出弹丸飞行过程中弹道测量误差序列,使用高斯混合模型(GMM)对误差概率分布进行近似拟合,并对其表述形式进行统一... 针对弹道修正弹在弹道环境下状态估计精度差的问题,利用试验过程中的数据,从弹丸记录仪卫星定位和测速数据与雷达数据中分离出弹丸飞行过程中弹道测量误差序列,使用高斯混合模型(GMM)对误差概率分布进行近似拟合,并对其表述形式进行统一.对传统的高斯混合扩展卡尔曼滤波(GMEKF)算法进行改进,考虑噪声在相邻多个时刻之间的相关性,使用AR模型将有色观测噪声解耦并使用状态扩增法、差分法对有色噪声进行白化处理.以修正弹弹道仿真为例进行算法验证及对比,实验结果证明了改进GMEKF算法在提升弹道参数估计精度以及落点精度的有效性. 展开更多
关键词 非高斯有色噪声 高斯混合模型 高斯混合扩展卡尔曼滤波 状态估计
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基于虚接触的发射分离流动与碰撞耦合模型研究
14
作者 谢军虎 张瑜莹 +1 位作者 熊文靖 傅德彬 《弹箭与制导学报》 北大核心 2025年第1期69-74,92,共7页
火箭导弹发射分离涉及的气动载荷、多体运动以及接触碰撞是影响发射分离可靠性的重要因素。为采用数值方法分析这类流动运动耦合状态,对基于虚接触的发射分离流动与碰撞耦合模型进行深入研究。耦合模型从瞬态流场数值模型出发,引入考虑... 火箭导弹发射分离涉及的气动载荷、多体运动以及接触碰撞是影响发射分离可靠性的重要因素。为采用数值方法分析这类流动运动耦合状态,对基于虚接触的发射分离流动与碰撞耦合模型进行深入研究。耦合模型从瞬态流场数值模型出发,引入考虑多体六自由度运动(6-DOF)的动力学模型,进而采用虚接触表征的接触动力学模型考察多体接触碰撞载荷,获得多种载荷作用下的物体运动和流动耦合状态。结合应用实例的分析表明,虚接触方法能够有效模拟发射分离的流动、运动以及碰撞耦合状态,可为同类分析提供参考。 展开更多
关键词 发射与分离 瞬态流动 多体运动 虚接触 数值模拟
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一种火星上升器的冷弹射装置设计与仿真研究
15
作者 荣吉利 王圣龙 +4 位作者 董洋 祁玉峰 王波 邓雨昊 张世雄 《北京理工大学学报》 北大核心 2025年第4期327-333,共7页
针对火星采样返回任务中火星上升器发射需求,设计了一种可控俯仰角冷弹射装置.该冷弹射装置具有质量轻、机构简单、可靠性高等特点,可实现弹射并控制上升器在弹射最高点的俯仰角.首先通过分析弹射装置和上升器的运动,得到了弹射所需的... 针对火星采样返回任务中火星上升器发射需求,设计了一种可控俯仰角冷弹射装置.该冷弹射装置具有质量轻、机构简单、可靠性高等特点,可实现弹射并控制上升器在弹射最高点的俯仰角.首先通过分析弹射装置和上升器的运动,得到了弹射所需的理论最小作动力;然后在ABAQUS中建立了弹射装置和上升器的有限元模型,验证了弹射装置的可行性.考虑到火星表面复杂环境,进行了俯仰±30°、滚转+30°加俯仰±30°共4种极限弹射工况仿真.结果表明,在所有工况下,弹射装置均能够实现上升器弹射最高点到发射平台的距离大于4 m,俯仰角度大于+15°.最后基于理论分析和仿真,表明火星大气阻力对弹射过程影响可以忽略. 展开更多
关键词 火星上升器 冷弹射 动力学仿真
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主动回波控制的阵列布局设计与优化
16
作者 杨龙 王文杰 +2 位作者 李濠君 向粤 赵旭 《兵工学报》 北大核心 2025年第1期333-345,共13页
针对水下航行器覆盖层厘米级厚度与米级低频探测波长的尺度矛盾难题,通过超磁致伸缩换能器次级发射阵元研制及发射单元表面构型优化,基于相控阵的主动回波控制方法开展水下大试样主动回波控制效果的仿真评估。通过声学有限元模型数值仿... 针对水下航行器覆盖层厘米级厚度与米级低频探测波长的尺度矛盾难题,通过超磁致伸缩换能器次级发射阵元研制及发射单元表面构型优化,基于相控阵的主动回波控制方法开展水下大试样主动回波控制效果的仿真评估。通过声学有限元模型数值仿真与大型压力消声水罐中的试验数据对比,验证空间声场中3个位置的声压级与声压云图,并研究不同阵列布局在300~2000 Hz的低频带范围内6个频率点的声场一致性。研究结果表明:频率越高,形成的平面声场一致性越差;以方盘为阵元的阵列形成的平面声场一致性优于圆盘阵列;最优阵列布局可在10 m后形成较好的平面声场,配合发射单元的最优构型进一步改善主动回波控制下的声场均匀程度,以达到更好的控制效果。 展开更多
关键词 主动回波控制 主动发射单元 阵列布局优化 相控阵 声场一致性 低频大宽带
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水下航行器水下冲击载荷传递特性与抗冲击性能分析
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作者 荣吉利 周翔 蒋子凡 《北京理工大学学报》 北大核心 2025年第11期1174-1184,共11页
为研究水下航行器在水下冲击条件下载荷的传递特性和抗冲击性能,以某型水下航行器为例,开展冲击载荷沿航行器结构的传递规律分析和不同适配器布局下的弹体抗冲击性能对比研究.以声固耦合法为基础在ABAQUS软件中建立水下航行器的有限元模... 为研究水下航行器在水下冲击条件下载荷的传递特性和抗冲击性能,以某型水下航行器为例,开展冲击载荷沿航行器结构的传递规律分析和不同适配器布局下的弹体抗冲击性能对比研究.以声固耦合法为基础在ABAQUS软件中建立水下航行器的有限元模型,利用改进的自适应噪声集合经验模态分解(improved complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,ICEEMDAN)方法处理传递路径上测点的加速度信号,处理结果表明:随着能量在航行器内部传递,部件振动响应的高频占比和主频逐渐减小,载荷能量逐渐降低.结合部件应力云图,确定了传递路径上的薄弱区域.对比分析了不同适配器布局下弹体的抗冲击性能,当适配器间距为原始的1.025倍时弹体的加权振动加速度最小,抗冲击适应性最强,为后续优化适配器布局、提升水下航行器抗水下冲击适应性提供借鉴. 展开更多
关键词 水下冲击 声固耦合 载荷传递 经验模态分解
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2.5D封装冲击可靠性分析
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作者 周春燕 卢琰 《北京理工大学学报》 北大核心 2025年第7期703-710,共8页
2.5D封装凭借其异构集成和低成本的优势,成为下一代集成电路的重要发展方向.电子器件中约20%的故障源自冲击与振动,因此分析2.5D封装在跌落冲击下的动态特性具有重要意义.以某2.5D封装为例,采用ANSYS/LSDYNA结合Input-G方法,焊点采用线... 2.5D封装凭借其异构集成和低成本的优势,成为下一代集成电路的重要发展方向.电子器件中约20%的故障源自冲击与振动,因此分析2.5D封装在跌落冲击下的动态特性具有重要意义.以某2.5D封装为例,采用ANSYS/LSDYNA结合Input-G方法,焊点采用线弹性模型和应变率相关的Johnson-Cook本构模型,对2.5D封装的跌落冲击瞬态响应进行了仿真.引入下填充材料以提高焊点的可靠性,分析了加速度幅值和脉冲时间对焊点可靠性的影响.结果表明:Johnson-Cook本构模型的焊点应力小于线弹性模型,且增加下填充材料能极大提高焊点的可靠性,填充面积越大效果越好;同时,加速度幅值和脉冲时间增大会降低焊点的可靠性. 展开更多
关键词 2.5D封装 冲击 下填充 应变率效应
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复合材料外骨骼关节一体化设计及力学行为研究
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作者 谢军虎 赵英豪 +1 位作者 郝自清 陈磊 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第7期49-60,共12页
本文提出一种全新的结构-关节一体化构型方案,利用板壳的屈曲与后屈曲现象,设计了复合材料结构-关节一体化的基本构型,通过最小势能原理,推导了复合材料结构-关节一体化构型在弯曲过程中的回复弯矩,建立了一体化关节几何参数-材料力学... 本文提出一种全新的结构-关节一体化构型方案,利用板壳的屈曲与后屈曲现象,设计了复合材料结构-关节一体化的基本构型,通过最小势能原理,推导了复合材料结构-关节一体化构型在弯曲过程中的回复弯矩,建立了一体化关节几何参数-材料力学性能参数与助力效果(回复力矩)之间的映射关系。采用非接触式全场变形测量系统,搭建了试验平台,验证了助力效果的理论结果,并结合有限元渐进损伤失效分析方法,研究了准静态折叠情况下复合材料结构一体化关节的力学行为与材料损伤演化模式,并进一步研究了不同几何参数对一体化关节稳定支撑和助力效果的影响。该探索性研究在满足无动力背负外骨骼结构-关节体系基本功能性需求的前提下,可大幅减少零件数量、减轻结构重量、降低产品的加工成本。 展开更多
关键词 外骨骼关节 复合材料 结构-关节一体化
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基于复虚场方法的亚克力薄板黏弹性本构参数识别 被引量:1
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作者 王岗亭 郭保桥 +5 位作者 刘函 栾可迪 谷源森 陈鹏万 周江帆 刘战伟 《兵工学报》 北大核心 2025年第2期301-313,共13页
为研究在材料参数反演领域的新方法,提出一种求解正交各向异性复合材料弹性常数的虚场方法。为奠定正交各向异性本构参数反演的基础,以各向同性材料聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate,PMMA)材料为实验试样,基于薄板理论和光偏折... 为研究在材料参数反演领域的新方法,提出一种求解正交各向异性复合材料弹性常数的虚场方法。为奠定正交各向异性本构参数反演的基础,以各向同性材料聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate,PMMA)材料为实验试样,基于薄板理论和光偏折法,通过对薄板试样进行振动加载试验,获取试件表面的全场变形;基于C 3连续性的Hermite有限单元对测得的变形场进行处理,得到薄板试样的离面位移场和曲率场;利用复虚场法计算材料的黏弹性常数,将反演结果与三点弯曲实验测得的弹性参数和悬臂梁锤击实验测得的阻尼系数进行了对比。以上实验结果表明:弹性模量与阻尼系数的测量误差均在0.3%以内。研究结果验证了该方法在各向同性本构参数反演中的可行性,为后续在各向异性材料本构参数反演奠定了基础。 展开更多
关键词 虚场方法 光偏折法 数字图像相关方法 薄板振动 黏弹性本构
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