爆炸驱动载荷下结构瞬态响应研究

展开型定向战斗部可以最大限度地提高空空导弹的终端能力,对目标实现最大的杀伤效能. 研究了一种可展开结构在爆炸驱动载荷下的瞬态响应,设计实验方案并进行了相应的静爆实验;利用DYNA 3D有限元程序对可展开结构进行三维建模,采用ALE流固耦合算法对炸药爆炸驱动载荷下结构展开过程进行数值模拟;比较实验与数值模拟的结果,验证了所采用的实验方案和相关数值模拟方法的可靠性,并为下一步研究提供支持.     

基于物理模型的参数化曲面展开

提出一种基于物理模型的参数化曲面展开方法 .对被展曲面进行三角化并将其映射到一个初始二维片上 ,初始平面映射与已三角化的被展曲面具有相同的拓扑结构 ;利用已建立起的一个基于物理可变形模型来将三维曲面展开为二维片 ,在展开的过程中 ,曲面展开的局部精度很容易控制 ;然后 ,采用插值函数及彩色能量分布图来表示弹性变形能量分布 ,从分布图中可找出曲面展开的剪开线 ,从而能有效解决 CAD/ CAM中的曲面展开问题     

一种直纹渐变曲面展开的通用算法

根据微分几何的定理，对直纹渐变曲面的形成进行了分析，为了实现直纹渐变曲面的自动展开，又对曲面上的扭曲四边形的组成元素进行分析，利用曲线的参数方程，给出了计算扭曲四边形的展开元素长度的具体方法。为了实现直纹渐变曲面自动展开的算法，采用局部坐标系平移和旋转的方法，可方便地进行展开元素长度及求交点的计算，这一算法适合于一切用解析式表示的曲线形成的直纹渐变曲面的自动展开。最后，通过两个直纹渐变曲面自动展开的实例，说明自动展开通用算法的过程，并给出了相应的展开图。     

桁架式可展开天线反射面精度试验

为了验证一种桁架式可展开天线结构设计方法的正确性,制作了一个口径为2 m的天线模型,设计了由上部中心立柱加三支杆悬挂支撑天线的试验悬挂方案,用基于PhotoModeler软件建立的摄像测量系统对天线抛物面反射面进行精度测量,将测量数据带入基于浅壳理论推导出的精度计算方程计算反射面误差.模型的反射面精度与设计值接近,表明该结构设计方法适合于设计更大口径的该类型天线.设计制作了6 m×2.8 m口径的天线,并对此天线进行了两种姿态下的展开精度试验,精度测量结果表明反射面精度符合设计要求.     

基于网格边的复杂曲面优化展开

提出了一种基于网格边的复杂曲面优化展开的新方法.该方法以曲面三角网格中各网格边的长度为优化变量,以展开前后网格边的长度误差为优化目标,以网格中各内部点均可展为约束条件,并用牛顿法和矩阵分块等方法对该优化问题进行求解,构造出与原始曲面边长误差最小的可展曲面.最后对构造出的可展曲面用基于中心三角片的"涟漪式"展开方法进行展开,从而实现复杂曲面的优化展开.数值实验结果表明,该方法具有稳定性好、收敛速度快、展开精度高、展开操作简单等优点,可以应用于各种复杂曲面的优化展开.     

椭圆切线面的展开

本文对两端处于平行平面上的椭圆的切线面进行了解析分析，提出了其展开方法，利用此方法可由计算机绘出展开图。     

基于可拓学与仿生学的板壳结构设计

为了使板壳结构具有轻量化、高承载能力,运用仿生学和可拓学对板壳结构进行优化设计;通过将仿生学和可拓学相结合,构建生物耦合分析的可拓模型;运用该可拓模型对蝉翼结构进行分析,得到蝉翼承载能力的可拓模型,然后运用层次分析法构建生物耦元贡献度判断矩阵;经过计算,将承载功能贡献度最大的翅脉结构耦元作为主耦元进行仿生设计,得到新型仿蝉翼板壳结构;最后运用Workbench仿真软件对新型仿蝉翼板壳结构进行静力学分析,将仿真分析结果与传统型板壳结构分析结果进行比较。结果表明,在相同边界条件下,新型仿蝉翼板壳结构质量减小5.06%,应力减小15.83%。     

等面积的球面简易展开法——比例圆法

球面是不可展开的曲面,它的近似展开方法很多,常见的有近似圆柱面法、近似椭圆柱面法、近似圆锥面法等.但这些方法所得到的展开面积都不是球面的真实面积,而作图也不简便.我们知道,曲面展开面积与其真实面积的差值是衡量曲面近似展开精确度的一个重要方面.本文从理论上研讨如何在球面展开图中能得到球面真实面积的展开方法,在此基础上作者提出一种既能得到球面真实面积而作图又根简便的球面展开法——比例圆法.进而分析了比例圆法与近似圆柱面法展开球面之间的差异,说明用比例圆法也可方便地获得用近似圆柱面法展开球面时所得出的展开图形.     

球片展开仿真分析

通过建立球片数据模型,总结出一种较为新颖的球壳板展开仿真方法,以建立成型球片与原料钢板之间的对应关系。该方法设计简单,制作方便,且精样板精度高,实用性强。     

面向可解释压缩感知的算法展开综述

针对压缩感知可解释性的问题,首先回顾了基于深度学习的压缩感知方法发展历程及存在问题,阐述了算法展开方法的研究背景和重要意义,并对主流的算法展开网络及特点进行分析总结;然后根据传统迭代算法,将算法展开网络进行分类,并选择三个具有代表性的算法,分别为迭代收缩阈值算法、近似消息传递算法和交替方向乘子法,概述其相应的原理,分析这三种算法的网络展开方式、网络特点和实验仿真效果;最后从具体展开方式的设计、展开网络的理论分析和展开网络在资源受限平台下的实施这三方面,探讨了可解释性压缩感知领域中算法展开技术存在的问题和下一步研究的方向．     

多模块构架式空间可展开天线结构参数优化

为降低卫星天线的发射成本,提高天线的展开刚度,以多模块构架式空间可展开天线结构的质量和1阶固有频率为目标函数,基于误差反向传播（BP）神经网络和遗传算法对天线的结构参数进行了优化.运用ANSYS软件对支撑桁架的结构参数进行了数值模拟,得到了与设计变量对应的目标函数值;通过正交试验设计,构建了用于神经网络训练和检验的样本集;按照BP算法的基本思想,调整网络模型的参数,建立了用于优化的预测模型;采用分目标乘除法,将多目标优化问题转变成单目标优化问题;采用遗传算法进行了优化分析,得到了支撑桁架各杆件的设计参数.结果表明：该优化方法在降低天线质量的同时,使结构的刚度得到了提高,为天线的结构设计提供了参考.     

扭簧驱动空间展开桁架结构分析

扭簧驱动展开桁架是由高比刚度材料的薄壁管件作为主要构件 ,由高比强度材料和特制扭转弹簧构成活动接点 ,大部分杆件两端在同一平面方向内设置扭簧构成可协调同步展开折叠运动的复杂机构 .基于此构成机理和独特的受力特点 ,提出合理假设 ,推导出两端带扭簧的杆件宏单元缩减线弹性刚度矩阵 ;基于梁的弯曲理论和位移模态 ,直接导出了宏单元的一致质量矩阵 ,这两个矩阵可有效地用于扭簧驱动空间展开桁架的结构分析 .最后给出了一个数值分析算例 ,证明了方法的有效性     

空间薄膜结构展开分析模型研究综述

随着空间薄膜结构的快速发展,如何有效地实现空间薄膜结构的展开变得越来越重要,已成为航天工程所关注的关键技术问题之一.空间薄膜结构如果不能可靠展开,将会直接影响到与之相连的航天器的表面精度、信号发射等工作性能,对于航天器是否能完成预定的航天任务具有非常重要的意义.本文通过对国际上目前采用的常见空间薄膜结构的展开分析理论和实验模型进行综述,特别是对流—固耦合模型、弹簧—质点模型、控制体积模型和能量—动量模型等几种主要分析模型从理论依据、实践应用以及优缺点等方面进行了比较分析,提出了相应的修正建议,为进一步进行空间薄膜结构的展开分析具有重要的理论指导和实践借鉴意义.     

基于智能结构的空间大型可展开天线H∞振动控制

将智能结构应用到大型可展开天线的“在轨”振动控制中,使得结构紧凑,重量轻,控制效果好,并将H∞控制理论应用于控制系统的设计,采用平衡降阶处理方法设计控制器。算例仿真结果表明:所设计的大型可展开天线“在轨”振动控制智能结构系统具有良好的鲁棒性能,并能有效地抑制外界的干扰。这为大型可展开天线的在轨振动控制系统的设计提供了依据。     

基于物理模型的参数化曲面展开

提出一种基于物理模型的参数化曲面展开方法。对被展曲面进行三角化并将其映射到一个初始二维片上,初始平面映射与已三角化的被展曲面具有相同的拓扑结构;利用已建立起所一个基于物理可变形模型来将三维曲面展开为二维片,在展开的过程中,曲面展开的局部精度很容易控制;然后,采用插值函数及彩色能量颁图来表示弹性变形能量分布,从分布图中找出曲面展开的剪开线,从而能有效解决ＣＡＤ－ＣＡＭ中的曲面展开问题。     

多模块构架式空间可展开天线背架的模态分析

为掌握多模块构架式空间可展开天线背架的固有振动特性,根据背架的结构特点,基于齐次坐标变换方法,建立了多模块背架的几何模型;运用有限元软件ANSYS建立了天线背架的有限元分析模型,利用子空间法对其进行了模态分析,得到了结构的前10阶固有频率和振型,分析了固有频率的变化规律及振型的特点;研究了结构参数对背架固有频率的影响规律,给出了提高一阶模态的方法.分析结果表明,适当增加上弦杆、下弦杆和斜腹杆的直径,减小拉索的直径可以提高背架的固有频率.该分析方法为天线背架的动力学研究及结构的优化设计提供了理论参考.     

理论面积的环面简易展开法—比例圆法

本文从理论上研讨了如何在环面展开图中能得到环面理论面积的展开方法,由此提出一种既能得到环面展开理论面积,作图又很简便的圆环面展开法——比例圆法,分析了比例圆法与圆柱面法展开圆环面之间的差异,并说明了用比例圆法也可非常方便地获得圆柱面法展开圆环面时的图形.     

竹材展开机框架的优化设计

<正>本文用序列无约束极小化方法(SUMT)中的外点罚函数方法对竹材展开机框架进行优化设计。这种框架不仅能满足强度、刚度及几何尺寸的要求,而且可得到良好的经济效益,为使用微机提高框架设计水平提供了新的途径。     

一种网壳结构基于压力线概念的优化方法

为了提高网壳结构的承载能力,提出一种基于压力线概念的网壳结构优化方法.该方法利用压力线无弯矩的特征,将组成球面和柱面网壳结构轮廓线的圆弧线替代为压力线,使网壳结构在竖向荷载作用下处于压应力状态,从而减小弯曲应力的影响,达到了提高网壳结构承载力的目的.对一个跨度为48m的单层葵花形网壳结构进行几何非线性分析,发现该方法可将极限承载力提高5.48%;进一步对84例不同跨度、不同矢跨比的单双层球面、柱面网壳结构进行分析,结果表明该优化方法正确有效,对矢跨比为1/5左右的单层网壳结构,优化效果较好,最大承载力可提高6.4%.     

光子晶体带隙特性研究

本文采用平面波展开法分析了二维光子晶体的光学特性,并对影响光子晶体带隙结构的因素进行了分析。改变横截面和介质折射率差,能够改变带隙结构和特性。