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第十八届全国非线性振动暨第十五届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议（NVND2021）

作者：董挺张伟曹东兴北京工业大学机械结构非线性振动与强度北京市重点实验室

可变体飞行器是未来飞行器发展的方向,可变体结构的关键技术在于既能够承载又能够实现较大程度变形。双稳态复合材料层合板由于其特有的属性成为可变体结构的最佳选择。双稳态复合材料层合板具有两种不同的稳定构型,这两种稳定构型的状... 详细信息

可变体飞行器是未来飞行器发展的方向,可变体结构的关键技术在于既能够承载又能够实现较大程度变形。双稳态复合材料层合板由于其特有的属性成为可变体结构的最佳选择。双稳态复合材料层合板具有两种不同的稳定构型,这两种稳定构型的状态不需要持续的能量输入就能维持,因此它能够满足两种不同气动条件的外形布局。本文主要对双稳态复合材料层合板在局部状态下即某一个稳态下的非线性动力学进行研究。首先根据瑞利李兹法和第二类拉格朗日方程求解得到双稳态复合材料层合板处于某一个稳态下的前十二阶频率和振型,进而根据经典板理论和冯卡门大变形建立双稳态复合材料层合板的局部动力学与控制方程,通过哈密顿原理得到双稳态复合材料层合板的非线性偏微分动力学与控制方程,利用伽辽金截断,偏微分方程被转换为二自由度非线性常微分方程组,最后根据Runge-Kutta法运用matlab软件对常微分方程组进行数值模拟,得到系统在外激励作用下的时间历程图和相图。

关键词：可变体飞行器双稳态复合材料层合板非线性动力学哈密顿原理

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移动荷载作用下功能梯度氧化石墨烯增强曲梁的非线性动响应分析

移动荷载作用下功能梯度氧化石墨烯增强曲梁的非线性动响应分析

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中国力学大会-2021+1

作者：王春晓王岳武张伟机械结构非线性振动与强度北京市重点实验室北京工业大学

介绍本文基于三阶剪切变形理论(TSDT)开发了包括一种von Kármán几何非线性功能梯度弯曲梁模型,在所提出的模型中加入了梯形形状因子,消除了由几何曲率引起的误差。控制运动方程由拉格朗日方程导出,并使用标准Newmark迭代法结... 详细信息

介绍本文基于三阶剪切变形理论(TSDT)开发了包括一种von Kármán几何非线性功能梯度弯曲梁模型,在所提出的模型中加入了梯形形状因子,消除了由几何曲率引起的误差。控制运动方程由拉格朗日方程导出,并使用标准Newmark迭代法结合Newton-Raphson法求解。进行了一些比较,表明我们模型的结果与半解析解非常吻合。之后,通过利用所提出的模型,集中研究了由石墨烯氧化物(GO)纳米填料增强的功能梯度多层弯曲梁在移动载荷下的非线性瞬态响应。通过实施改进的Halpin-Tsai细观力学方法来确定GO聚合物纳米复合材料的有效模量,并使用混合规则计算其质量密度和泊松比。假定弯曲梁位于粘-Pasternak基础上,研究了GO纳米填料的重量分数、分布模式和尺寸对承受移动载荷的纳米复合材料弯曲梁的非线性动态响应的影响。此外,半径跨度比和粘-Pasternak基础对弯曲梁非线性动力响应的影响也作为子主题进行了讨论。

关键词：功能梯度分布模式纳米填料氧化石墨烯动响应分析移动荷载

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基于多传感器加速度测量的轨道不平顺估计研究

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内蒙古工业大学学报（自然科学版） 2023年第2期42卷 116-122页

作者：李长坤何浩郭翔鹰北京工业大学材料与制造学部北京100124 非线性振动与机械结构强度北京市重点实验室北京100124

轨道不平顺是产生列车振动的主要根源,对车辆轨道系统的安全和稳定性会造成潜在的风险。针对目前采用单个传感器较难达到对不同波段不平顺检测的问题,提出了一种基于构架姿态解算和未知输入观测器的轨道不平顺估计方法,通过多传感器测... 详细信息

轨道不平顺是产生列车振动的主要根源,对车辆轨道系统的安全和稳定性会造成潜在的风险。针对目前采用单个传感器较难达到对不同波段不平顺检测的问题,提出了一种基于构架姿态解算和未知输入观测器的轨道不平顺估计方法,通过多传感器测量车辆和转向架的动态响应来识别垂向和横向轨道不平顺。首先,分析了不同工况下构架位姿的运动特性以及轨道不平顺辨识的准确性,由超限位置的相关性可知轨道不平顺辨识方法可以准确地检测超限位置。其次,进行了实测轨道不平顺激励作用下的试验测试,通过与综合检测列车的轨道不平顺测量结果对比,表明该方法具有很好的准确性。因此,所提出的方法可以有效降低监视轨道基础设施的成本,同时可为后续轨道检测设备研发和工务养护维修等提供参考。

关键词：轨道不平顺状态监测姿态解算车辆动力学综合检测列车

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变转速旋转叶片的非线性振动分析

变转速旋转叶片的非线性振动分析

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中国力学大会-2015

作者：李丽姚明辉张伟北京工业大学机械结构非线性振动与强度北京市重点实验室

将叶片简化为崮定在轮毂上、具有预扭转角和预安装角的旋转悬臂复合材料层合板,得到叶片的非线性常微分运动方程。考虑悬臂板的内共振关系,利用渐进摄动法进行摄动分析,得到悬臂板系统的平均方程,基于平均方程,研究高速旋转叶片的分叉... 详细信息

将叶片简化为崮定在轮毂上、具有预扭转角和预安装角的旋转悬臂复合材料层合板,得到叶片的非线性常微分运动方程。考虑悬臂板的内共振关系,利用渐进摄动法进行摄动分析,得到悬臂板系统的平均方程,基于平均方程,研究高速旋转叶片的分叉和混沌动力学行为。以稳态转速为参数,对平均方程进行数值模拟,得到此种共振情况下的分岔图,相图,波形图。

关键词：非线性振动旋转叶片变转速

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伸展运动悬臂梁失稳后的能量分析

伸展运动悬臂梁失稳后的能量分析

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中国力学大会-2015

作者：刘明杨晓东北京工业大学机械结构非线性振动与强度北京市重点实验室

主要研究判断伸展运动悬臂梁失稳的方法以及梁失稳后能量的变化趋势。

关键词：悬臂梁伸展运动

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环形桁架结构动力学实验研究

环形桁架结构动力学实验研究

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第十届动力学与控制学术会议

作者：张伟李亚南北京工业大学机械结构非线性振动与强度北京市重点实验室

随着科技的不断进步与发展,空间天线的需求量也日益增加,以及对其各项性能指标的要求也不断提高。可展开天线的出现与兴起使得人类对太空有了更深的认识。空间环形桁架可展开天线作为一种新型结构形式,具有大口径、轻质量、高收纳率等优... 详细信息

随着科技的不断进步与发展,空间天线的需求量也日益增加,以及对其各项性能指标的要求也不断提高。可展开天线的出现与兴起使得人类对太空有了更深的认识。空间环形桁架可展开天线作为一种新型结构形式,具有大口径、轻质量、高收纳率等优点,在对可展开天线的研究中得到了广泛的关注,在移动通讯、电子侦察等领域均有涉及。由于天线在在其展开以及工作的过程中,会受到太阳风、宇宙碎片以及发动机等因素带来的冲击,引起结构的振动。为确保天线能够顺利的展开,并在展开以后达到预期的精度和使用寿命,需要对环形桁架天线的动力学性能进行相应的研究。本文主要通过实验的方法对口径1.8m的环形桁架天线实验模型进行动力学实验分析,测试其固有频率及对应模态振型,研究其动力学响应。本文在深入理解环形桁架天线结构及其展开过程及原理的基础上,试制了口径为1.8米的环形桁架天线实验模型,并设计制造相应的重力卸载装置;采用锤击法对环形桁架整体结构进行实验模态分析,将结构悬挂于重力卸载装置以模拟自由的边界条件,得到结构的固有频率及对应模态振型,并利用模态置信准则对其实验结果进行验证分析,并对环形桁架结构进行振动分析,分析其各关节点在不同频率激励下的位移情况,确定其共振频率,通过对比两类实验结果,分析其实验研究的准确性。

关键词：环形桁架天线动力学实验模态分析锤击法

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压气机叶片刚柔耦合振动特性研究

压气机叶片刚柔耦合振动特性研究

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第十届动力学与控制学术会议

作者：刘艮张伟北京工业大学非线性振动与机械结构强度北京市重点实验室

航空发动机压气机叶片是航空发动机重要部件之一,常常因共振而导致断裂失效。传统压气机叶片的振动特性分析普遍基于零次近似耦合动力学模型,该模型忽略了动力刚化项,得到的结果具有一定局限性。为了更加准确地分析高速转动的压气机叶... 详细信息

航空发动机压气机叶片是航空发动机重要部件之一,常常因共振而导致断裂失效。传统压气机叶片的振动特性分析普遍基于零次近似耦合动力学模型,该模型忽略了动力刚化项,得到的结果具有一定局限性。为了更加准确地分析高速转动的压气机叶片的振动特性,对叶片刚柔耦合动力学问题进行了研究。将叶片简化为带预安装角和预扭转角的柔性薄板,考虑面外变形和面内变形,并计入了面外变形引起的面内变形耦合项。采用假设模态法描述叶片的变形,运用拉格朗日动力学方程建立了做绕刚体圆盘旋转的柔性叶片一次近似耦合动力学方程。同时采用ANSYS数值仿真对旋转叶片的动力学性态进行了研究,并将所得的叶片动力学理论模型结果和ANSYS的结果进行了对比,比较了计及二次耦合变形量的一次近似模型和不计二次耦合变形量的传统零次近似模型在动力学性质上的差异。结果显示一次近似耦合模型理论结果与实际结果相符。基于所得的叶片一次近似耦合模型,对叶片振动频率、动力学响应问题进行了分析,验证了所提出的方法的可行性。

关键词：压气机叶片动力刚化刚柔耦合拉格朗日动力方程

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旋转石墨烯增强预扭悬臂板非线性动力学研究

旋转石墨烯增强预扭悬臂板非线性动力学研究

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第十八届全国非线性振动暨第十五届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议（NVND2021）

作者：顾晓军张伟北京工业大学机械结构非线性振动与强度北京市重点实验室

叶片作为航空发动机的关键部件,对飞行安全至关重要。本文研究了功能梯度石墨烯增强旋转预扭复合材料悬臂板在外激励和参数激励联合作用下的主共振和非线性振动特性。将叶顶间隙气流泄露引起的轴向激励简化为非均匀面内激励。利用一阶... 详细信息

叶片作为航空发动机的关键部件,对飞行安全至关重要。本文研究了功能梯度石墨烯增强旋转预扭复合材料悬臂板在外激励和参数激励联合作用下的主共振和非线性振动特性。将叶顶间隙气流泄露引起的轴向激励简化为非均匀面内激励。利用一阶剪切变形理论、von-Karman非线性几何关系、Lagrange方程,推导出了功能梯度石墨烯增强旋转预扭复合材料悬臂板的三自由度非线性常微分运动方程。利用MATLAB软件,采用Runge-Kutta方法分析了功能梯度石墨烯板(FGGP)增强旋转预扭复合材料悬臂板在面内激励和横向激励下的主共振和非线性动力学行为。通过频率响应曲线、力响应曲线、分岔图、最大Lyapunov指数、相图、波形和Poincare映射,研究了FGGP增强旋转预扭复合材料悬臂板在外激励和参数激励下的非线性动力响应。

关键词：旋转预扭板石墨烯主共振混沌振动

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光压模型下的太阳帆薄膜几何非线性变形及有限元分析

光压模型下的太阳帆薄膜几何非线性变形及有限元分析

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北京力学会第二十七届学术年会

作者：左连恩钱霙婧北京机械结构非线性振动与强度重点实验室北京工业大学

太阳帆在光压力下产生变形,在长时间的飞行过程中产生很大的干扰力矩,因此对太阳帆薄膜变形的研究是必要的。本文推导了太阳光压力公式,光压大小主要跟与太阳的距离有关。本文还得到了太阳帆薄膜在光压力和预紧力作用下的挠度线性解析解... 详细信息

太阳帆在光压力下产生变形,在长时间的飞行过程中产生很大的干扰力矩,因此对太阳帆薄膜变形的研究是必要的。本文推导了太阳光压力公式,光压大小主要跟与太阳的距离有关。本文还得到了太阳帆薄膜在光压力和预紧力作用下的挠度线性解析解,解除了太阳帆变形的最大挠度,并与Comsol有限元仿真得到的太阳帆几何非线性变形得到的结果进行对比。

关键词：太阳帆光压几何非线性 Comsol

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双小行星系统光压摄动下共振轨道分析

双小行星系统光压摄动下共振轨道分析

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北京力学会第二十七届学术年会

作者：宗凯钱霙婧北京机械结构非线性振动与强度重点实验室北京工业大学

本文研究了探测器在受到双小行星系统不规则引力场作用的同时,也受到来自太阳的光压摄动(SRP)。根据牛顿万有引力定律,构建动力学方程,发现其呈现外激励特性。通过非线性振动理论,可存在一种新的周期共振轨道。给出存在共振轨道的参数... 详细信息

本文研究了探测器在受到双小行星系统不规则引力场作用的同时,也受到来自太阳的光压摄动(SRP)。根据牛顿万有引力定律,构建动力学方程,发现其呈现外激励特性。通过非线性振动理论,可存在一种新的周期共振轨道。给出存在共振轨道的参数判定条件,结合分析29种真实存在的双小行星系统,通过数值模拟,得到双小行星系统周期共振轨道,并对其动力学特性进行分析。

关键词：双小行星系统太阳辐射压力共振轨道非线性分析

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