广义人体-结构-TMD耦合系统

研究了广义人体-结构-TMD耦合系统的动力学特性.利用2段连续的直杆模拟静立人体,将广义人体和结构均简化为单自由度,并与悬挂于结构下部的TMD共同组成一个三自由度的振动系统.推导出广义人体-结构-TMD系统的无阻尼固有频率、位移反应谱和加速度反应谱,并将结果与二自由度的结构-TMD系统进行对比.结果表明,广义人体对系统的动力学特性具有一定的影响.当结构基频为人体基频的2倍时,这2个系统的无阻尼固有频率差别较小;当结构基频与人体基频接近时,这2个系统的无阻尼固有频率差别明显.     

PID-GPC算法在高速列车横向半主动悬挂控制系统中的应用

针对列车悬挂控制系统中控制器设计的复杂性,利用SIMULINK建立了17自由度的列车整车横向振动模型,引入了PID型广义预测(PID-GPC)半主动控制原理和控制策略,将半主动悬挂与被动悬挂在横向加速度、横向位移、横向振动速度以及平稳性上进行比较分析,结果表明,采用PID-GPC半主动悬挂装置能有效抑制车体的横向振动,提高列车的运行平稳性和舒适度。     

基于GPC-PID的铁路列车横向半主动悬挂控制系统设计

为了实时地在线优化PID控制器参数,使其能够应用于复杂的列车悬挂控制系统中,将PID控制器与GPC(广义预测控制)算法结合,利用广义预测算法局部优化策略优化KP、KI、KD参数,设计了GPC-PID控制器,对实际列车建立了17自由度仿真模型、在线辨识CARIMA(受控自回归积分滑动平均)模型,最后给出基于GPC-PID的高速列车半主动悬挂控制系统的设计方案,利用Matlab中Simulink搭建仿真平台,仿真结果表明方案有效,提高了列车的平稳性.     

汽车排气系统振动模态分析及悬挂点优化

为减小汽车排气系统吊耳悬挂点位置对整车NVH性能的影响,采用HYPERMESH和MSC.NASTRAN软件对某汽车排气系统的振动进行了有限元建模和模态分析,并利用平均驱动自由度位移(ADDOFD)法对排气系统吊耳悬挂点位置进行了优化.研究结果表明:在汽车开发前期,采用ADDOFD法进行排气系统吊耳悬挂点位置的优化布置是有效的.所做仿真研究对于缩短整车开发周期,节约成本有重要意义.     

基于节点力插值的自由子结构界面自由度缩减方法

基于有限元法中位移插值的思想,建立了基于节点力插值的自由子结构界面自由度缩减方法.该方法的基本思想是在自由子结构法的基本变换基础上,实施对接界面坐标的第二次坐标变换,并利用第二次坐标变换矩阵,有效缩减了结构体系的广义自由度,从而提高了计算效率.通过对一个两端固定梁进行模态分析,并对比缩减界面自由度前后梁的前10阶主频计算值,验证了该方法的可行性.与界面广义自由度模态缩减法相比,二者的主要精度基本相同,该方法计算效率更高,工程应用更加方便.最后,讨论了插值基点的选择方式对计算精度的影响.计算结果表明:参与模态分析的插值基点数量越多,计算精度越高;当插值基点均匀分布于对接界面上时,计算精度最高.     

悬挂特性参数对履带车辆随机路面越野平顺性能影响

研究履带车辆悬挂系统参数对履带车辆最高越野时速的影响.建立了多轮车辆的线性2自由度模型(垂直及俯仰),以不同路面等级的随机路面作为模型输入,对不同悬挂刚度、车辆速度及悬挂阻尼的模型进行仿真计算.结果表明,提高悬挂的动行程和减振器的散热能力能够显著提高履带式装甲车辆的最高越野时速.     

三维位势快速多极虚边界元最小二乘法

将快速多极展开法(FMM)和广义极小残值法(GMRES)结合于三维位势问题的虚边界元最小二乘法,使求解方程的计算量和储存量与所求问题的计算自由度数成线性比例;欲达到数值模拟大规模自由度问题的目的.基于位势问题虚边界元最小二乘法的数值求解格式,将对角化和指数展开系数的概念引入到常规的快速多极展开法中,将三维位势问题的基本解推导为更适合于快速多极算法的展开格式,并用广义极小残值法求解方程组,旨在达到进一步提高效率且仍保证较高计算精度的目的.数值算例说明了该方法的可行性,及计算效率和计算精度.     

悬挂式单轨车辆悬挂参数优化研究

以陕西韩城悬挂式单轨交通一号线车辆为研究对象,分析了悬挂式单轨车辆的结构特点及走行原理,并基于多体动力学理论,利用计算机仿真软件建立了具有66自由度的悬挂式单轨车辆动力学模型.为了体现橡胶走行轮的非线性特征,走行轮采用了Pacejka模型.结合悬挂式单轨车辆与传统铁道车辆的区别,通过仿真计算,对车辆的悬挂参数进行了优化,并提出了悬挂参数的取值建议,为国内悬挂式单轨交通的车辆选型及工程建设提供了重要的参考依据.     

具有转角自由度的曲面矩形扁壳元

扁壳单元中引入结点转角自由度可以在不增加结点的情况下,增加位移场的阶次,提高计算精度,从而显著地提高单元性能。利用广义协调薄板单元RGC-12的位移函数作为扁壳元的法向位移,利用广义协调矩形膜元的位移函数作为扁壳面的切向位移,构造了一个具有转角自由度的4结点广义协调曲面矩形扁壳元。并通过实例分析对该单元的收敛性和精度进行了验证,数值算例的结果表明,该单元收敛稳定迅速,用较少的自由度就获得了很高的精度,是一个性能良好的壳单元。     

一般线性多自由度阻尼系统的广义复模态理论

本文用状态空间法得出了一般线性多自由度阻尼系统(包括非对称系统)振动分析的广义复模态理论,推导了强迫振动响应与频响函数的广义复模态展开式,详细讨论了广义复模态理论的特性,包括实模态、复模态与广义复模态理论之间的统一性。     

非线性非自治非保守阻尼系统的第二类Lagrange方程

基于非自治有阻尼系统推导了第二类Lagrange方程,使用虚功原理,给出了广义力的求解方法,广义力由广义保守力、广义耗散力、除广义保守力和广义耗散力以外的对应于广义坐标的广义力这3部分组成.利用第二类Lagrange方程推导了一级倒立摆非保守有阻尼系统的运动微分方程和状态空间模型.用数值分析软件Matlab 6.5对状态空间模型进行了线性二次调节器最优控制.     

宽带噪声激励下含分数阶导数的Duffing-van del Pol振子的稳态响应

应用广义谐波平衡技术,将分数阶导数表示的回复力分解为幅值依赖的等效拟线性阻尼力和拟线性回复力.然后,应用基于广义谐和函数的随机平均法得到关于系统幅值的平均伊藤随机微分方程,系统幅值的稳态概率密度通过求解与之相应的平稳FPK方程得到.最后,用原方程的Monte Carlo模拟结果验证了近似解析解的正确性.     

拉氏方程与键图在机电系统动力学上的应用

本文首先讨论并对比了拉氏方程与键图在机电系统动力学上应用的两种不同形式。并提出了:①关于运用 AFS 形式时非保守广义力(或广义电动势) E_i 与键图间的关系;②机电综合系统中计算广义力(或广义电动势)E_(?)的改进方法。本文的论述将使拉氏方程与键图应用于工程实践时更觉方便,物理概念更为清晰。     

机器人操作手的力传递灵活性测度

根据向量系的广义相关性理论,提出了向量系的总体相关性及相对相关性测度指标,并应用这一测度指标,研究了机器人操作手的力传递灵活性,提出了力传递灵活性的测度理论;最后,运用这一理论,确定了机器人操作手的最佳传力位姿.     

关于变加速动力学运动的一些基本概念

急动度(或力变率)的副法线分量描述了加速度(或力)随密切面旋转的物理图像．猝量方程和加速度能定理对解释电磁辐射阻尼和自由落体的初始猝变等问题提供了恰当的理论依据．以广义力变率表述的三阶Lagrange方程是对以广义力表述的二阶Lagrange方程的恰当补充．     

基于多体理论的虚拟血管缝合分析

针对传统主从式医疗机器人在客观爷件限制的情况下很难实现主从手之间的实时力反馈的问题，提出了通过虚拟现实技术实现虚拟力反馈以替代真实力反馈的方法．以“妙手”系统为研究对象，在建立显微外科手术血管缝合过程中缝合线力学模型的基础上，根据多体系统动力学理论，对由人、互感装置和虚拟环境组成的广义多体系统进行了动力学分析，由凯恩方程建立了该系统的动力学方程．通过主手的仿真数据与从手缝合过程检测数据对比分析可知，主手和从手有相同的运动特性、证明借助虚拟环境的力反馈作用，操作者通过主手可以真实地感受到从手的运动特性．     

多臂抓取工件的受力分析

基于机械臂与工件的硬点和软指两种接触方式,对工件的受力进行分析,建立臂与工件保持接触应满足的约束条件;通过臂动力学方程和关节广义驱动力约束,给出多臂协调抓持力不等式约束,并对抓持力的分配进行初步讨论。     

A COMPUTATIONAL APPROACH FOR PRESSURE DISTRIBUTION AND ROTORDYNAMIC COEFFICIENTS OF JOURNAL BEARINGS WITH COMBINED RADIAL AND MISALIGNMENT MOTIONS

A computational approach is presented to handle an enlarged linear rotordynamic model whichsimultaneously includes both radial and misalignment motions.The interactive force and momentbetween the rotating and non-rotating members are modeled using an adaptation of the classicalReynolds lubrication equation for incompressible laminar isoviscous films.First,the governingequation is derived and the method of solution is introduced based on a 2-dimension,9-point cen-tral difference.Second,force and moment components are computed by numerical integration ofthe film pressure distribution.Finally,the rotordynamic coefficients are yielded according to thegeneralized force gradients.     

具有附加质量矩阵的广义特征值问题的近似解法

在实际工程中常常遇到具有附加质量矩阵的广义特征值问题，本文介绍 一个求解这一问题的简捷计算方法。应用这一算法，可以利用原广义特征值 问题的解，通过迭代求解一个规模很小的线性代数方程组获得新特征值问题 的近似解，从而能有效地减少计算时间。这一方法对于具有附加质量矩阵形 式的大型结构的特征值问题十分有效。算例结果表明：一般只需迭代１～２次 就可以获得精度很高的计算成果。     

沿海车客渡船结构设计与静动力性能分析

采用结构超级元和流体元分析了流场中多锥结合壳受简谐激振力作用下的动力响应．利用广义变分原理推导流固耦合系统运动方程．用模态综合法求解系统稳态动位移和动应力．对算例进行了讨论．