一种模拟月球着陆器低重力着陆试验方法

针对月球着陆器模拟着陆试验中低重力实现困难的问题,对国外已有低重力着陆试验方法进行了分析比较．在考虑试验成本和试验场地为主要因素时,得出了滑轮平衡法为经济实用方法的结论。在考虑滑轮转动惯量和转轴摩擦的基础上,应用拉格朗日方程推导了配重块质量及着陆器加速度相对误差计算公式,并对所得公式进行了实验验证．     

低重环境航天器贮箱内三维液体晃动数值模拟

为了研究低重环境下航天器贮箱内液体晃动的特性,采用了任意Lagrange-Euler有限元方法描述贮箱内不可压粘性液体的运动。用Laplace-Young表面张力公式将表面张力效应引入自由液面边界条件,采用最小二乘数值逼近方法拟合自由液面平均曲率,给出了含表面张力的动力学边界条件的数值计算形式。数值模拟显示:低重环境下,由于表面张力效应,液面平衡位置会升高;该平衡液面与常重情况下的平衡液面有明显不同,可以在任何位置以不同的形状出现。     

面向火星着陆器触地模拟试验的重力卸载系统

在地面环境下开展可靠且快速的验证试验是保障探测器成功着陆的关键。该文基于零自由长度弹簧模拟“天问一号”火星着陆的重力卸载系统,在触地阶段为探测器提供火星表面的重力环境,破解卸载力在触地及剧烈碰撞过程中平稳、恒定输出的技术难题,利用弹簧对冲击力等高频干扰的截断能力,使重力卸载系统在剧烈动态过程中保持平稳的输出。试验结果表明：系统的恒力输出最大平均误差为1.5%,可有效保障大行程、重载、高速和冲击条件下恒定卸载力的施加。系统的负载可调设计可适配不同目标行星的重力环境,提高了相关触地模拟的试验效率。     

Android平台下三维模拟针刺训练系统的设计与开发

Android是目前广泛应用的移动终端平台.借助虚拟现实技术,在Unity3D开发环境中为Android平台上构建虚拟人体标注穴位、经络等信息,并通过手指操作实现虚拟的针刺训练过程,帮助中医爱好者甚至是中医院校学生熟悉并掌握穴位、经络等中医基础知识.     

水平裂缝-蒸汽辅助重力泄油物理模拟试验研究

通过自行研制的三维高压模型本体 ,利用原有蒸汽驱三维物理模拟试验系统 ,进行了超稠油油藏的水平裂缝蒸汽辅助重力泄油 (FSAGD)室内物理模拟试验。试验表明 ,FSAGD具有和水平井蒸汽重力泄油 (SAGD)相类似的渗流及传热机理。与常规蒸汽驱和SAGD相比 ,FSAGD可以明显提高蒸汽波及系数和最终采收率。根据试验结果可将FSAGD过程分为 3个阶段 :预热阶段、稳定泄油阶段和降压开采阶段。为实现稳定泄油 ,应保证一定的注汽速度和较高的注汽干度。对射孔、蒸汽附加氮气、储层纵向非均质性等因素对FSAGD开采效果的影响进行了模拟试验。结果表明 ,生产井适当补孔和蒸汽附加氮气均有助于提高采油速度和累积油汽比 ,但不能提高原油最终采收率 ;5倍级差以内的储层纵向非均质性对蒸汽波及系数和最终采收率影响不大     

水采采场上覆岩层运动规律的三维相似模拟试验研究

通过三维相似模拟试验研究了底板－煤－顶板组成的力学条件,得出的结论是水采采场上覆岩层的垮落特征及参数与同类条件下的旱采有着显著区别,顶板初次垮落及周期垮落的形状分别为三角形板结构和平行四边形板结构;垮落线与煤层走向是一定角度。     

三维迭代函数系统植物模拟

为实现对自然界树木的逼真模拟,以迭代函数系统为基础,定义了三维空间上的变换矩阵,建立了三维植物生成模型,以一组压缩仿射变换生成的图像为例,通过调整已有IFS码的比例系数,可实现树木生长过程的模拟;通过调整IFS码的参数来控制树枝旋转角度,可模拟出树枝受到风力影响时的形态;通过对已有图像变换观察角度,可获得同一树木不同视点生成的图像.研究结果表明:针对性地调整IFS码,可完成自然界树木的逼真模拟.     

基于低载强化的轮边减速系统耐久性试验研究

基于上海市标准道路循环工况,外推轮边减速系统关键部件载荷谱.根据材料低载强化特性确定减速系统磨合试验规范.基于Miner线性累积损伤理论,制定了电驱动系统耐久性试验规范,预估了减速系统耐久性里程.实施了耐久性台架试验,试验结果表明:样机满足设计的耐久性里程要求,齿轮的弯曲疲劳强度具有足够的可靠性储备,具有一定的轻量化空间.在保证可靠性、耐久性的前提下,该方法为汽车关键零部件的轻量化提供参考.     

一类三维耦合混沌系统的动力学分析与数值模拟

通过对一个三维不稳定线性系统添加非连续状态反馈控制项,即一个分段线性控制开关,从而构造出一种新的几何对象,实现了三线性系统耦合混沌控制. 对一类三维耦合混沌系统的动力学性质进行了理论分析,给出了与此类系统动力学性质相关的三个定理. 数值模拟及计算全部Lyapunov指数验证了该三维耦合系统确实存在混沌.     

静钻根植桩低应变动力响应的现场试验和数值模拟

针对静钻根植竹节桩的成桩特性,通过现场试验和有限元数值模拟,研究桩周水泥土随着龄期变化对竹节桩低应变测试曲线的影响.首先通过现场试验,得到现场试桩在水泥土不同龄期的低应变曲线,发现桩端反射信号的幅值和到达速度均受到水泥土硬化的影响;同时通过室内弯曲元试验,测得不同龄期下相同配合比水泥土的切变模量;然后通过多次反演拟合,建立三维有限元数值模型,结合室内试验结果,对竹节桩低应变测试特性进行研究;接着将模型曲线与实测曲线进行对比,重点研究了桩端低应变反射信号的幅值和综合波速,两者曲线特性符合良好;最后对三维有限元数值模型进行参数分析,分析桩周普通土和桩底土切变模量对桩身低应变曲线的影响.结果表明:桩周水泥土在随着龄期硬化期间,会导致桩端反射信号幅值逐渐变小,在5 d以后已较难分辨;同时,低应变测试的综合波速也会随之增大,但是均明显小于竹节桩在地表时的波速,该数值模型能较好的模拟静钻根植竹节桩的低应变动力特性;参数分析说明,桩身低应变测试的综合波速变化与桩周普通土和桩底土的切变模量变化无关,仅由桩周水泥土引起.     

欠驱动系统控制——模拟小型直升机试验平台的应用

为了设计和验证小型无人直升机的姿态稳定控制器,根据小型无人直升机的基本原理,设计了小型无人直升机试验平台模拟真实小型无人直升机的姿态运动.将旋翼产生的升力作为外力加载在机体上,利用拉格朗日方程建立了简化试验平台的姿态动力学方程.设计以修正PD控制算法为核心的分层递解姿态控制器.把系统一部分状态作为另一部分状态的控制量,将欠驱动问题转化为完全驱动问题,实现试验平台3个姿态角的稳定控制.最后,运用Matlab中的Simulink仿真以及实物试验,验证了所提出的设计方法是正确可行的.     

全动力液压制动系统的动态模拟与实验

在对串联式液压制动阀结构与性能分析的基础上,建立了全动力液压制动系统动态数学模型,并就制动阀结构参数对系统动态性能的影响进行了仿真分析.通过系统动态响应特性台架实验,验证了仿真模型,得出了各种制动工况对系统响应特性的影响规律.经工业性应用,设计研制的工程车辆全动力制动系统性能满足ISO 3450标准要求.