考虑接头局部柔性的空间结构总体分析

本文提出在空间管接头部位采用多面体柔性单元．该单元的刚度通过对接头局部柔度阵［ＬＪＦ］进行适当的变换来确定．以一个空间平台结构的内力、变形以及接头的应力集中系数，与刚性接头下的计算结果进行了比较．结果表明，对空间管状结构总体分析，考虑接头的局部柔性是很有必要的．     

基于柔性铰链的像旋补偿机构设计与分析

针对空间相机系统的像旋问题,利用柔性铰链设计一种新型的像旋补偿机构,通过带动空间相机旋转进行像旋补偿;根据柔性单元的结构特性建立柔性单元的理论计算模型,通过有限元仿真,计算多组不同结构参数的柔性单元的变形,根据理论模型分析柔性单元变形与各结构参量的关系,最终确定柔性单元的几何参数,并对其进行有限元仿真.结果表明:仿真结...     

固体火箭发动机柔性喷管有限元建模及摆动分析

研究了固态火箭发动机柔性喷管有限元建模及摆动分析方法。利用基于自定义三向弹簧单元的柔性接头线性等效模型,建立了发动机柔性喷管有限元模型。根据试验数据对柔性接头模型进行修正,并对发动机柔性喷管进行了摆动分析。     

Φ120mm柔性筛管球铰接头结构强度分析与优化

球铰连接柔性筛管的接头强度直接影响着柔性筛管的下入能力,运用ADAMS软件,在柔性筛管下入阻力估算的基础上,进行了Φ120 mm柔性筛管球铰接头强度研究以及关键参数分析。基于多体动力学理论,建立了阻力计算模型,通过理论分析与模拟计算相结合的方法,分析了井下柔性筛管阻力变化趋势,并使用ANSYS有限元软件研究了球铰接头在不同摆动角度时的受力变化,揭示了球铰接头的关键结构参数以及对接头强度的影响规律。结果表明：球形接头的结构强度能满足井下作业时的自重拉伸载荷；球铰的摆动角度对接头连接处受力变化明显,且危险截面位置不同,随着摆动角度增大会加重接头的承受负担；影响接头强度的关键影响因素包括接头边缘壁厚、边缘处的倾斜角度以及球头厚度,对其进行了优化处理,不仅能有效增强接头的力学性能,还提高了造斜段通过性。相关研究成果可为柔性筛管的优化设计提供参考。     

钢管节点局部柔度的等效单元及其在海洋平台结构分析中的应用

为了在海洋平台结构分析中计及管节点局部柔度的影响，本文建立了一种在海洋平台有限元分析中代表空间管节点局部柔度的等效单元，它可方便地与通用的结构有限元程序配合，对三维平台结构进行精确的静动力分析．作者编制的与ＳＡＰ５配合使用的前处理程序，可自动生成符合ＳＡＰ５输入格式的等效单元读入刚度矩阵数据．通过算例说明，在海洋平台结构分析中计及管节点局部柔度是十分必要的．     

3-RRC全柔性机构中柔性铰链刚度矩阵建立

全柔性机构中柔性铰链单元刚度矩阵的建立是进行全柔性机构分析的基础．以3～RRC全柔性并联机构中出现的柔性铰链为例，介绍其结构型式并建立力学模型．采用差分法和复化抛物形求积方法分别得出了变截面柔性铰链单元上所受外力与端部变形之间的关系．通过矩阵位移法建立柔性铰链单元拉弯组合变形的刚度方程，并借助变形体内力分析和拉弯组合变形时单元刚度矩阵的特点，得出柔性铰链刚度矩阵的各个元素，为全柔性机构的运动学、动力学分析提供了方便．     

管内可控万向铰接柔性杆接触非线性有限元分析

管内可控万向铰接柔性细长杆是一个伴随机构与结构之间相互转化的梁梁接触非线性问题。基于可控万向铰接的结构特点,构造万向铰单元并给出运动约束,将其与空间梁单元和接触单元进行组合,建立可控万向铰接柔性杆与外管接触非线性有限元模型,并选取修正的牛顿辛普森法进行数值求解,并与有解析解的算例进行比对,以超短半径水平井造斜段柔性钻具组合为例,研究万向铰不同转动限制度数对柔性钻杆的变形及载荷传递规律的影响。结果表明:所建模型的数值解与有解析解的算例计算结果吻合较好;万向铰接柔性钻杆在自重和扭矩作用下发生了"折线形"变形;随着铰接处转动限制度数的增大,柔性钻杆的相对转角及其与导向筛管的接触压力逐渐增大,扭矩逐渐减小。     

DT型管状接头的参数应力分析

本文用半解析法对在轴力与面外弯矩作用下的１９只空间ＤＴ型接头的应力分布进行计算，用以确定ＤＴ接头的几何参数对接头局部应力的影响，将这些计算结果与Ｔ型接头的计算结果进行比较后，便可将Ｔ型接头的应力参数公式通过修正系数求得ＤＴ型接头应力集中系数的参数公式，最后讨论了ＤＴ型接头的刚度效应与载荷互相作用效应。     

基于绝对节点坐标法变截面柔性梁运动稳定性研究

基于绝对节点坐标法,考虑变截面梁单元的几何边界特征,利用非线性介质力学方法推导其刚度矩阵,进而建立柔性梁结构动力学方程.基于梁结构运动过程中状态空间方程和Lyapunov理论,提出变截面柔性梁结构运动及稳定性判定方法,研究了材料属性与变截面对梁结构空间运动过程中稳定性的影响.结果表明:当材料弹性模量较小时,变截面梁的稳定性略优于等截面梁;当材料的弹性模量增大,等截面梁单元稳定性大大增加,而变截面梁单元所受影响甚微;当弹性模量的增加达到一定值后,等截面梁的运动也趋于稳定.     

大范围运动的柔性曲线梁动力学建模及仿真

针对航天器等领域中应用柔性曲梁的动力学问题，基于有限元方法，将连续的柔性曲线梁离散化为具有12个自由度的空间梁单元模型．为缩减系统的运动学变量数目，将柔性曲线梁的物理坐标转化为模态坐标．在此基础上，依据Kane方程建立了作大范围运动的柔性空间曲线梁非线性动力学模型．动力学数值仿真的结果表明。对小曲率柔性曲线梁，其横向变形比纵向变形大得多．     

热致液晶规则芳-脂族聚酯酰胺的结构与液晶性能

利用热台偏光显微镜、示差扫描量热法（ＤＳＣ）和Ｘ光衍射分析研究了规则芳－脂族聚酯酸胺的结构，包括分子量、介晶单元的空间构型、介晶单元长度，芳环取代基、扭曲结构单元、酯键与酰胺键的比例和柔性间隔基的长度等对其热致液晶性能的影响。     

浮式柔性网阻拦系统对冲击小艇拦截性能分析

浮式柔性网阻拦系统作为一种物理防护设施,对舰船、港口设施和岛礁建设的安全保障发挥着至关重要的作用.阻拦网系统对冲击小艇的拦截过程是一种较为复杂的非线性瞬态响应过程,在小艇高速冲击防护单元时,构件局部会出现撕裂、变形等破坏和失效形式.为对浮式柔性网阻拦系统的拦截性能和结构完整性进行研究,基于任意拉格朗日-欧拉(arbitrary Lagrange-Eule, ALE)算法和对称罚函数接触算法,使用LS-DYNA软件对阻拦网系统拦截高速小艇的动态过程进行数值模拟.计算得到了阻拦网在冲击过程中结构变形破坏、能量转化、网体受力以及防护单元撞击深度等特征.同时考虑了小艇不同碰撞角度和碰撞高度对防护单元拦截效果的影响,分析总结出相应的变化规律.研究工作可为浮式柔性网阻拦系统优化设计和安装部署提供一定参考.     

任意荷载下三角形板单元的精确解

推导了任意荷载激励下三角形板单元考虑局部效应的精确的动力计算公式，建立了三角形单元局部效应的计算模型，从而为复杂界结构的动力精确计算提供了一简便可行的方法，通过对一悬臂板进行结构动力时程分析发现：在忽略局部效应的情况下，所得动内力与理论值相差较大，因此结构设计中必须考虑局部动力效应的影响。     

海洋钻井平台T型管状接头的有限元分析

本文用“线性静动力结构分析程序”对海洋钻井平台 T 型管状接头进行了有限元分析。通过对无加强管状接头的计算,对所得“热点”的应力集中系数以及应力分布情况与用经典解析法所得结果及试验值作了比较,效果极为满意。本文还对具有局部加强的 T 型管状复杂接头进行了有限元分析,其中包括具有加强段(即在管子交接区域局部增厚管壁厚度)和用肘板局部加强的管状接头。计算结果表明,局部加强对降低管状接头应力集中系数效果十分显著。对于具有局部加强的复杂管状接头,若用基于壳体理论的经典解析法求解是十分困难的,这就充分显示了用有限元分析复杂接头的优越性。     

飞机燃油导管柔性接头泄漏量计算分析

为了研究密封圈缺损导致的飞机燃油导管柔性接头泄漏情况,建立工程设计可用的泄漏量计算方法,通过分析和推导的方法发展了飞机燃油导管柔性接头泄漏量计算模型,并在此基础上进行了计算分析。结果表明:所发展的柔性接头泄漏量计算方法适用于工程设计;在柔性接头缺失一个密封圈或密封圈均匀磨损的情况下,只有当缝隙段的间隙极小或密封圈磨损程度较小时,泄漏量才会随缝隙段间隙的增大有较大变化,当间隙大于一定值或密封圈磨损超过一定程度后,泄漏量几乎不再变化;柔性接头内外压差越大时,泄漏量越大;柔性接头缝隙泄漏量是各缝隙段流阻共同作用的结果,间隙值最小的缝隙段对泄漏量的影响能力最强。     

PVC凝胶驱动及CNT/PDMS传感一体化柔性抓手的研究

鉴于目前关于的软体机器人的研究大多仅致力于软活性材料的驱动功能研究、而且忽视传感功能的研究，研究一款集驱动与传感一体化的柔性抓手机器人。首先研究PVC凝胶驱动器结构设计与制备工艺，然后研究CNT/PDMS柔性传感结构的制造工艺，在此基础上，以PVC凝胶驱动器作为柔性抓手的驱动单元，以CNT/PDMS立体结构作为柔性抓手的传感单元，设计出一款具有驱动与传感一体化的功能结构，并对该功能结构进行测试。研究结果表明：在施加800 V直流电压下单根手指的弯曲角度可达32.5°。在400V直流电压驱动下，由两根柔性手指构成的抓手能够抓取直径为15 mm、邵氏硬度分别为10-20、30-50的易变形的硅橡胶圆柱体；在抓取不同硬度的圆柱体时，CNT/PDMS的电阻变化率亦不同，表明CNT/PDMS柔性传感结构可以感知抓取物体的软硬度，证明了本研究关于驱动及传感一体化结构设计的可行性，本文的研究为后续软体机器人的设计及制造提供参考。     

考虑机匣柔性的新型旋转叶片-机匣碰摩模型

针对旋转叶片与机匣的碰摩故障，以弹性叶片和柔性机匣作为研究对象，基于弹性协调相容条件推导新的旋转叶片与柔性机匣碰摩力模型.基于材料力学理论，考虑叶片旋转效应，如离心刚化和旋转软化，以及碰摩软化的影响，计算了叶片的准静态弯曲变形.采用带有弹簧支承的柔性环来模拟机匣，其位移由整体位移和局部柔性位移组成.根据能量守恒原理，建立柔性环的位移方程，并对其进行离散处理，得到机匣的结构刚度，进而求得机匣局部柔性位移.与文献和实验结果的对比验证了本文碰摩模型的准确性.     

管壁接头对圆柱壳波传播的影响

研究了振动波在弹性圆柱壳内的传播特性，分析了不同波的相互作用特点及随频率变化的波型转化规律；还从减振降噪的角度分析了管道中插入柔性接头对管道入射传播波和通过该接头的透射波的作用；分析了不同性质的入射波在经过柔性接头后，其反射系数和透射系数随频率、接头几何尺寸及材料性质的变化规律．     

干扰情况下柔性结构的分散H∞鲁棒控制

提出了一种在系统存在不确定干扰情况下的柔性结构系统分散H^∞鲁棒控制方法，该控制器具有分散化结构，可利用局部测量信息来构成局部控制器，较好地解决了柔性结构系统模型阶次较高的问题，子结构控制器结构简单，便于实现，所提出的分散控制方法具有较好的稳定性能，并对系统干扰具有较强的鲁棒性。     

索结构几何非线性分析的悬链线索单元法

基于索的基本假定和悬链线平衡方程,通过对沿索曲线均布荷载作用下的索段分析,得到了索端力和索的几何线形之间的对应关系;进一步通过索单元的柔性迭代分析,获得了内力改变和位移增量之间的关系,进而得到索单元的刚度矩阵和节点力,从而建立起了空间悬链线索单元的几何非线性有限元分析方法.经典算例结果证明了空间悬链线索单元的正确性,同时具有较高的精度,可为大跨度悬索桥、斜拉桥以及张拉结构等几何非线性较强的结构精确分析提供强有力的计算工具.