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第十届动力学与控制学术会议

作者：袭安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

大型空间可展天线锁定之后成为通常意义下的结构,进入长期服役过程。为了确保这类结构具有良好的动力学品质,必须在设计阶段进行动力学建模和动响应预测。按照有限元建模方法,大型空间可展结构将形成自由度很高的结构动力学模型,自由度... 详细信息

大型空间可展天线锁定之后成为通常意义下的结构,进入长期服役过程。为了确保这类结构具有良好的动力学品质,必须在设计阶段进行动力学建模和动响应预测。按照有限元建模方法,大型空间可展结构将形成自由度很高的结构动力学模型,自由度的提高对于模型的振动分析带来了很多不便。针对大型空间可展天线结构具有多胞周期性、众多间隙和碰撞等特点,抓住重要的物理因素,建立简化的动力学模型,进而进行高效的动响应计算。对于以梁或板为基本单元构成的大型空间桁架结构,通常采用降阶的等效连续体模型进行结构动力学分析。针对空间大型可展桁架结构中结构单元的周期循环特性,以平面直线式Warren桁架为研究对象,基于能量等效原理提出了平面直线式Warren桁架的等效连续体模型,并对等效模型进行动力学特性分析。选取桁架结构的周期循环单元,即胞元,基于给定的周期单元运动学假设,将胞元上任一点的位移采用单元中心的位移和应变来表示。利用降解条件,得到独立的应变量。根据等效原理,相同位移下胞元和等效模型应有相同的应变能和动能这一原则,给出了等效模型刚度和质量参数关于胞元几何和材料特性参数的解析表达式。利用Hamilton原理推导出了等效模型的偏微分方程。通过对原始桁架结构与等效模型固有振动特性的对比分析,验证了等效方法的精度和准确性。

关键词：空间可展结构 Warren桁架等效模型固有特性

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伸展绳弦系统横向振动研究及频率分析

伸展绳弦系统横向振动研究及频率分析

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北京力学会第26届学术年会

作者：高达杨晓东钱霙婧北京工业大学北京市非线性振动与机械结构强度重点实验室

本文使用有限元方法研究了变长度绳弦系统的横向振动响应问题,并研究了绳弦速度对系统固有频率的影响关系。

关键词：有限元变长度响应

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压气机圆盘模态分析

压气机圆盘模态分析

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中国力学大会-2017暨庆祝中国力学学会成立60周年大会

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

压气机盘是航空发动机的关键部件之一。它的结构和强度对压气机的可靠性起着重要的作用。大部分损坏是由共振应力引起的。同时,由于旋转状态的影响,需要对关键部件进行动态设计和分析。当压气机圆盘正常工作时,圆盘在旋转轴上大范围旋转... 详细信息

压气机盘是航空发动机的关键部件之一。它的结构和强度对压气机的可靠性起着重要的作用。大部分损坏是由共振应力引起的。同时,由于旋转状态的影响,需要对关键部件进行动态设计和分析。当压气机圆盘正常工作时,圆盘在旋转轴上大范围旋转,离心惯性力将影响结构的变形,并使其与静态条件下的固有频率发生一定的变化,增加了建模和数值计算的复杂度。本文研究了动态刚度对圆盘振动特性的影响。为了得到运动方程,利用Hamilton原理,同时求出边界条件。用里兹法研究了各向同性板和各向异性层合板的固有频率。利用有限元分析软件ANSYS,对某型压气机工作过程中的振动模态进行了仿真计算。此外,通过研究结构参数和转速对前行波和后行波的影响,研究了转子内的压气机盘的临界转速。

关键词：压气机圆盘动态刚度 Hamilton原理临界转速

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航空发动机压气机轮盘的非线性动力学研究

航空发动机压气机轮盘的非线性动力学研究

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中国力学大会-2015

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

基于一阶剪切变形理论并结合Hamilton变分原理,在气动激励力的作用下,建立了复合材料变转速旋转层合圆板的横向振动方程。对振动方程进行线性化研究其固有频率。应用伽辽金数值算法对无量纲化之后的控制方程进行了数值截断,研究其非线... 详细信息

基于一阶剪切变形理论并结合Hamilton变分原理,在气动激励力的作用下,建立了复合材料变转速旋转层合圆板的横向振动方程。对振动方程进行线性化研究其固有频率。应用伽辽金数值算法对无量纲化之后的控制方程进行了数值截断,研究其非线性动力学特性。给出了层合圆板铺层几何特征对旋转层合圆板振动频率和动力失稳临界转速的影响,为分析整体叶盘的振动特性做铺垫。

关键词：压气机轮盘层合圆板振动方程非线性动力学发动机

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纵向辅助磁力对双稳态压电悬臂梁非线性动力学行为的影响

纵向辅助磁力对双稳态压电悬臂梁非线性动力学行为的影响

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中国力学大会-2015

作者：李印波姚明辉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

引入上吸引下排斥纵向辅助磁力,研究了辅助磁力对于

关键词：压电悬臂梁非线性动力学行为

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基于扰动粒杆模型的强不规则小行星的参激稳定分析

基于扰动粒杆模型的强不规则小行星的参激稳定分析

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北京力学会第二十五届学术年会

作者：司震钱霙婧杨晓东张伟北京市非线性振动与机械结构强度重点实验室北京工业大学

本文研究了扰动粒杆模型的不规则小行星的参数激励的稳定性。控制方程来源于牛顿引力定律。由于太阳的扰动,该系统的刚度呈现周期性的变化,这体现了参数激励的特征。控制方程可以分为两个部分:未扰的保守系统和小扰动的周期性参数激励... 详细信息

本文研究了扰动粒杆模型的不规则小行星的参数激励的稳定性。控制方程来源于牛顿引力定律。由于太阳的扰动,该系统的刚度呈现周期性的变化,这体现了参数激励的特征。控制方程可以分为两个部分:未扰的保守系统和小扰动的周期性参数激励。本文分析了未扰的系统的固有频率和参数频率,以确定主参数共振的可能性。利用多尺度方法,得到主参数共振下的稳定性条件。并用数值证明了分析结果的正确性。

关键词：小行星扰动粒杆模型参激稳定

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物理参数对大型空间环形天线固有频率影响研究

物理参数对大型空间环形天线固有频率影响研究

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北京力学会第26届学术年会

作者：杨红磊钱霙婧杨晓东张伟北京工业大学北京市非线性振动与机械结构强度重点实验室

本文提出了一种基于三维空间Euler-Bernoulli梁单元的有限元方法研究物理参数对大型空间环形天线固有频率的影响,利用MATLAB对单个空间梁单元的刚度矩阵和质量矩阵进行装配,组装成环形天线整体的质量矩阵和刚度矩阵,通过改变梁单元的厚... 详细信息

本文提出了一种基于三维空间Euler-Bernoulli梁单元的有限元方法研究物理参数对大型空间环形天线固有频率的影响,利用MATLAB对单个空间梁单元的刚度矩阵和质量矩阵进行装配,组装成环形天线整体的质量矩阵和刚度矩阵,通过改变梁单元的厚度和横截面积研究固有频率的变化并通过有限元软件COMSOL进行仿真,与MATLAB中的结果进行对比。发现MATLAB计算结果与COMSOL仿真结果十分吻合,说明本文提出的基于空间梁单元计算环形天线固有频率的有限元理论方法的有效性。并研究了不同的梁单元横截面积和空心梁的厚度对固有频率的影响。本文的研究内容有助于大型空间环形天线的结构设计和振动控制。

关键词：空间梁环形天线物理参数有限元

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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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双稳态屈曲梁压电发电结构非线性动力学分析

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动力学与控制学报 2016年第6期14卷 520-525页

作者：曹东兴孙培峰姚明辉胡文华张伟北京工业大学机电学院机械结构非线性振动与强度北京市重点实验室北京100124

建立了磁场力作用下双稳态屈曲梁发电结构非线性动力学方程,利用Galerkin离散和多尺度方法分别分析了一阶离散和二阶离散系统的非线性动力学特性.分析了系统阻尼、外激励幅值和外激励频率对该发电结构振动特性的影响,获得了频率响应曲线... 详细信息

建立了磁场力作用下双稳态屈曲梁发电结构非线性动力学方程,利用Galerkin离散和多尺度方法分别分析了一阶离散和二阶离散系统的非线性动力学特性.分析了系统阻尼、外激励幅值和外激励频率对该发电结构振动特性的影响,获得了频率响应曲线;分析了系统在1∶2内共振情况下动力学行为,数值结果表明系统存在倍周期运动和混动运动.

关键词：双稳态屈曲梁压电发电非线性动力学

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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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