虚功原理及其在工程实践中的应用

重点研究了虚功原理在工程设计中的应用，利用虚功方程导出杆件结构位移的一般公式，并做了便于工程实际实用的简化。     

齐次坐标变换在空间机构分析中的应用

介绍一种用于复杂空间机构分析的简捷而有效的数学方法－齐次坐标及其变换,阐述了齐次坐标的定义,性质及坐标变换,在三维摆动混合机的运动分析中,用齐次坐标变换描述了相邻杆件之间的变换关系,再根据各杆件之间的递推关系推导出各杆件的运动学方程。     

基于弹簧模型的柔性机械手动力学建模及仿真

针对目前柔性机械手动力学建模方法计算复杂和精度难以控制的问题,提出一种新的基于弹簧和刚体的单杆柔性机械手模型的动力学建模方法.该方法通过简化杆件,将杆件分解为若干由弹簧连接的刚体,引入弹簧的弹性势能代替杆件实际变形产生的弹性势能,代入拉格朗日方程建立柔性机械手动力学模型.基于该动力学模型完成机械手末端运动轨迹及机械手运动角度、角速度的计算机仿真,并将仿真结果与应用二阶假定模态法建立的机械手动力学模型得到的结果比较,验证了新模型的可行性.     

三角钻臂的运动控制研究

建立了三角臂的杆件坐标系，利用多关节闭链的约束条件建立了运动学方程，得到了由给定钻臂位置计算油缸长度的精确算式．增加油缸俯仰角的测量点后，得到缸长的简化算式，减小了油缸长度的在线计算量，应用该式可提高三角钻臂轨迹控制的精确度。     

轴压杆件刚性约束屈曲变形的连续过渡

从杆件整体变形连续的角度,研究了轴压杆件与刚性约束构件之间一阶模态点接触、一阶模态线接触、线接触屈曲的连续过渡。在小挠度变形假设下,推导了轴压杆件一阶模态线接触、线接触屈曲变形二阶平衡微分方程的解答。根据变形的连续性,经过理论分析得出,当杆件一阶模态点接触变形的中点曲率为零时,杆件由一阶模态点接触连续过渡到一阶模态线接触;当杆件一阶模态线接触变形的线接触区域发生一阶屈曲模态时,杆件由一阶模态线接触连续过渡到线接触屈曲。     

液压挖掘机工作装置运动轨迹的微机控制

对液压挖掘机任意给定的斗齿目标轨迹,变换为工装动臂、斗杆和铲斗三个杆件相对转角序列,由微机控制电液伺服驱动系统,使三杆件各自跟踪其目标转角,实现轨迹控制。本文推导变换方程、工装动态方程及控制系统数学模型,编制轨迹规划程序及数控程序,并在0.05 m~3正铲工装试验台上验证。     

结构动态分析的混合界面模态综合法

本文提出了结构动态分析的混合界面模态综合法.该法吸取了单纯的自由界面法或固定界面法优点,将子结构处于系统主振动时的位移以混合界面弹性保留主模态、混合界面剩余模态、混合界面约束模态及与其相应的模态坐标表示,用对接边界上对接力平衡和对接位移协调条件消除各子结构模态坐标中不独立坐标后再综合系统动态特性。该法动力学原理为,将系统分解成μ个子结构,子结构间界面坐标部分自由,部分固定。用~α{x_2}、~α{x_A}、~α{x_B}分别表示第α个子结构的界内坐标、自由界面坐标和固定界面坐标,则α的模态分析方程为:     

机器人操作机弹性动力学分析新方法

本文给出将机器人操作机划分成传动系统，刚性化杆件和弹性杆件３种不同类型的子结构，按相邻子结构间位移协调矩阵组装出操作机系统的弹性动力学方程进行ＫＥＤ仿真分析的新方法。实例分析表明：该方法计算量小、考虑因素多。为操作机设计提供了一种有效的仿真分析手段。     

机器人及空间机构运动精度的研究

本文介绍一种研究机器人及一般空间机构运动精度的建模新方法.首先,按D-H(DENAVIT-HARTENBERG)动坐标系的建立条件,论述了理想机构的各D-H 动坐标系在实际机构中相应动坐标的位姿偏差及其修正关系.据此,利用D-H 坐标变换与空间矢量的关系,以及空间矢量导数性质,推导了简洁实用、意义明确的机器人运动误差矢量方程,并就该方程在一般空间机构运动精度研究时的应用实例作了说明.     

基于坐标变换的球面坐标Navier-Stokes方程的建立

利用笛卡尔坐标系内的Navier-Stokes方程的数学形式,采用坐标变换的方法通过对方程各物理量的数学推导,分别对拉普拉斯算子、质,最散度以及质,最加速度等进行坐标转换及其简化,建立了完整的球面坐标系内的Navier-Stokes方程。证明了笛卡尔坐标和球面坐标系下Navier—Stokes方程的一致性,并为其他坐标形式的Navier-Stokes方程之间的转换提供了研究参考。     

弹性空腔的有限带宽渐近模态分析

本文根据渐近模态分析的思想,引入在有限带宽内进行频率积分的概念,发展成有限带宽渐近模态分析.利用波动方程和结构运动方程,给出结构-声耦合的任意形状弹性空腔声压的基本解,该解由结构和声腔模态的线性组合形式表示,然后按有限带宽渐进模态分析方法,导出了实用的弹性空腔高频噪声预估公式.     

边界条件模拟方法对模态分析影响的研究

准确的模拟边界条件可以提高模态试验的精确度。自由边界条件的模拟主要采用弹性绳悬挂方法和海绵弹性支撑方法。采用多种悬挂方式与弹性支撑方式进行自由模态实验,将试验结果与有限元计算结果进行对比分析。分析结果表明,采用悬挂方式进行自由边界模拟要优于弹性支撑方式模拟。悬挂点数越少对于模态试验结果影响越小,试验结果越精确。     

基于模态能量分析的结构滞回能量估算方法

建立能量谱和结构能量反应的关系,是基于能量抗震设计需解决的关键问题之一。根据多层结构体系在地震动作用下的能量平衡方程,运用弹性体系的振型分解思路,将多层结构的能量反应平衡关系拆解为多模态的能量反应平衡关系,推导出多层结构与其模态等效单自由度体系的能量反应平衡关系。运用考虑塑性反应阶段振型的“等效振型”替代弹性振型。建立通过模态滞回能量反应估算多层结构总滞回能量的方法。针对硬、中、软三类场地设计3栋6层模型,选取各类场地下的地震记录作为结构模型的水平激励进行非线性动力时程分析。结果表明,在一些情况下,通过模态能量分析能较准确地估算地震作用下多层结构总滞回能量。     

矩形板动力刚化有限元分析

在有限元方法中首次引入了单元耦合形函数（阵）,以此将单元弹性位移表示成为单元结点位移的二阶小量形式,利用几何非线性的应变－位移关系式,在小变形假设条件下确定了单元耦合形函数,在此基础上,根据Ｋａｎｅ方程,运用模态坐标压缩,并采用适当的线性化处理,得到了包含动力刚度项的线性动力学方程,针对矩形板编制了动力刚化有限元分析程序,仿真算例证明了理论和算法的正确性。     

电机—弹性连杆机构系统的动力学分析

为了提高机械的设计精度,优化机构的动力学响应,研究了电机－弹性连杆机构系统,对系统进行动力学建模,将整个系统分成电机和弹性连杆机构两个子系统,对各个子系统分别建模,再综合得到系统的动力学微分方程,对该方法求解,推导了一种适合于求解用精确分析方法得到的弹性连杆机构动力学方程的迭代振型叠加法,通过实例计算,研究了系统中弹性宫杆 动力学特性,得出一些有益的结论。     

非线性弹性地基上具有传力杆的中厚矩形板的非线性静力分析

以非线性弹性地基上中厚矩形板为研究对象,探讨了非线性弹性地基上具有传力杆的四边自由中厚矩形板的非线性静力特性．根据Reissner中厚板理论,建立了非线性弹性地基上具有传力杆的四边自由中厚矩形板的非线性静力控制方程,构造了一组满足全部边界条件的试探函数,并运用伽辽金法求解该组非性方程．根据数值计算的结果,讨论了中厚矩形板结构参数、地基参数及传力杆参数对非线性弹性地基上具有传力杆的中厚矩形板的非线性静力特性的影响．     

黏弹性地基梁振动的微分求积法分析

探讨了黏弹性地基上有限长Euler-Bernoulli梁的横向振动.主要研究梁的固有频率和简谐均布荷载作用下的动力响应.将微分求积方法(DQ)直接应用于自由与受迫振动控制方程中.在简支边界条件下,得到横向自由振动的固有频率,并与复模态分析方法的结果进行比较.数值结果表明DQ与复模态分析方法得到的前七阶频率值高度吻合,但随着阶数的增长,两种方法数值间的微小差异值增大.数值结果还表明, 在均布简谐荷载作用下,经过短暂的瞬态响应后,梁的振动频率与外部荷载振动频率一致.     

具脱层的正交铺设圆柱壳的轴对称屈曲分析

脱层是复合材料最常见的损伤之一，它将导致结构提前失效．本文应用模态分析法研究了具环向贯穿脱层圆柱壳的轴对称屈曲问题．基于线弹性理论，建立了正交铺设脱层圆柱壳的轴对称屈曲微分方程、边界条件、位移连续务件、弯矩与剪力的平衡条件及相容条件．对方程进行求解，得到了脱层长度和深度对屈曲载荷的影响，并通过算例与已有文献进行了比较．     

一端固定一端活动的非线性弹性梁方程的存在定理

考察了一类非线性四阶弹性梁方程的解和正解的存在性. 在力学上, 这一类方程描述了1个端点固定, 另1个端点被滑动夹子夹住的弹性梁的形变. 利用方程的分解技巧并且构造适当的Banach空间, 这类微分方程被转化为Banach空间上的不动点方程. 通过使用Leray-Schauder不动点定理对于这类方程建立了4个存在定理.主要结论表明：只要非线性项在某个有界集上的＂高度＂是适当的, 这类方程至少有1个解或者正解.     

任意荷载下弹性地基上的自由矩形板

本文以叠加法提供在弹性地基上的自由矩形板的精确解。满足微分方程及自由边与自由角点条件，导致四组无穷联立方程及四个通常的联立方程。文中包括了两个数值例题。