检索结果-内蒙古大学图书馆

振动.测试与诊断 2025年第1期45卷 146-153,205,206页

作者：秦远田唐甜张炉平南京航空航天大学航天学院南京210016 深空星表探测机构技术工信部重点实验室南京210016

针对同时识别动载荷位置和大小中的矩阵病态问题,以及将反问题转化为正向识别的最值问题,采用自适应算法和非线性规划对遗传算法(genetic algorithm,简称GA)进行改进,将改进后的混合算法用于求解最值问题,得到动载荷参数。首先,建立频... 详细信息

针对同时识别动载荷位置和大小中的矩阵病态问题,以及将反问题转化为正向识别的最值问题,采用自适应算法和非线性规划对遗传算法(genetic algorithm,简称GA)进行改进,将改进后的混合算法用于求解最值问题,得到动载荷参数。首先,建立频域识别模型,把理论值与测量值的差值的二范数最小化作为优化目标函数;其次,将该目标函数作为混合算法的评价函数来识别动载荷参数;最后,进行简支梁动载荷识别的仿真和实验,对比了正向识别和逆系统法,讨论了非线性规划代数和噪音对混合算法的影响。研究结果表明:正向识别避免了矩阵求逆病态问题;相比遗传算法和自适应遗传算法,所提出算法可同时更准确和稳定地识别多个动载荷参数,且抗噪性更强。

关键词：动载荷识别遗传算法自适应算法非线性规划

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负泊松比高坠防护缓冲系统研究与性能分析

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振动．测试与诊断 2023年第1期43卷 74-79,198,199页

作者：鲁超宇陈金宝王宸朱锦耀王月南京航空航天大学航天学院南京211106 深空星表探测机构技术工信部重点实验室南京211106 航天进入减速与着陆技术实验室南京211106

针对高层建筑火灾救援问题,提出一种基于负泊松比缓冲网的高坠缓冲防护系统。首先,设计了六角网眼结构的大变形柔性缓冲网及其配适的多级缓冲机构,基于有限元方法建立了缓冲网与人体接触冲击过程动力学解析模型;其次,建立了缓冲系统有... 详细信息

针对高层建筑火灾救援问题,提出一种基于负泊松比缓冲网的高坠缓冲防护系统。首先,设计了六角网眼结构的大变形柔性缓冲网及其配适的多级缓冲机构,基于有限元方法建立了缓冲网与人体接触冲击过程动力学解析模型;其次,建立了缓冲系统有限元模型,进行冲击动力学仿真分析,验证缓冲系统对坠落人员防护的有效性;最后,利用相似性原理设计了1/8缩比模型试验,以验证系统的实用效果。结果表明:试验采集人体所受过载数值与仿真较吻合,验证了缓冲系统的有效性和有限元模型的准确性。缓冲系统可有效保障30 m高度以下跌落人员的生命安全,缓冲过程中人体最大过载不超过5.5g,对保障高空作业人员安全和高空救援行动成功具有实际意义。

关键词：缓冲系统负泊松比结构有限元缩比试验

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组合式气囊在重装空投中的缓冲性能分析

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宇航学报 2023年第6期44卷 841-850页

作者：鲁超宇陈金宝王宸朱锦耀黄梓瀚南京航空航天大学航天学院南京211106 深空星表探测机构技术工信部重点实验室南京211106 航天进入减速与着陆技术航天科技集团重点实验室南京211106

针对现有主/辅结构单气囊难以满足未来大载重、高海拔、载乘员空投装备缓冲需求的问题,提出采用含圆柱密闭内气囊的组合式气囊的空投装备缓冲方案。对传统空投装备单气囊缓冲过程进行排气理论分析并仿真,发现随着触地初速度的增大,传统... 详细信息

针对现有主/辅结构单气囊难以满足未来大载重、高海拔、载乘员空投装备缓冲需求的问题,提出采用含圆柱密闭内气囊的组合式气囊的空投装备缓冲方案。对传统空投装备单气囊缓冲过程进行排气理论分析并仿真,发现随着触地初速度的增大,传统气囊结构存在装备与地面的硬碰撞问题;对内气囊参与缓冲的阶段过程进行理论分析,并对组合式气囊进行了多工况仿真,将其与传统单气囊缓冲进行对比;分析了不同内气囊直径和外气囊排气孔面积对装备过载的影响及其数值变化趋势。结果表明,组合式气囊在多种工况下均有出色的缓冲性能,随着内气囊直径和外气囊排气孔面积的增大,装备过载整体呈现先降低后升高的趋势,当内气囊直径为0.25m,外气囊排气孔面积为0.04m^(2)时,缓冲效果最佳。在装备9m/s高速触地普通工况下,装备过载为11.13,与单气囊缓冲相比降低18.87%。研究对未来新一代空投装备更低着陆过载的需求提供了合理的方案。

关键词：空投装备组合式气囊着陆缓冲数值仿真

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可行走着陆机构牛顿-欧拉动力学分析和能耗优化

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空天技术 2024年第4期2024卷 1-12页

作者：冯盖亚贾山陈金宝周向华南京航空航天大学航天学院深空星表探测机构技术工信部重点实验室航天进入减速与着陆技术实验室

针对未来深空星表探测任务对长续航、大范围的迫切需求，设计一种可行走四足式着陆机构，并完成动力学分析和运动过程能耗优化。针对任务需求，为可行走着陆器设计了一种串并联混合腿足机构；建立了串并联混合腿足机构的关节坐标系，以... 详细信息

针对未来深空星表探测任务对长续航、大范围的迫切需求，设计一种可行走四足式着陆机构，并完成动力学分析和运动过程能耗优化。针对任务需求，为可行走着陆器设计了一种串并联混合腿足机构；建立了串并联混合腿足机构的关节坐标系，以求解正逆运动学。在此基础上，基于牛顿-欧拉递推方法，建立了可获取腿足机构运动时各关节力学信息的全状态动力学模型。在动力学研究的基础上，建立了腿足机构关节能耗模型。规划了腿足机构末端的运动轨迹，采用遗传算法对其运动轨迹进行优化。优化后的星表运动过程能耗分析表明，在腿足机构的一个运动周期内，其能耗由初始值降低了约三分之一。在相同的能源供应下可有效改善可行走着陆器在星表的作业效能。

关键词：腿足机构串并联混合机构全状态动力学模型关节能耗模型能耗优化可行走着陆器

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新型整流罩稳定柔顺分离机构设计与分析

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空天技术 2023年第4期2023卷 29-35+43页

作者：张青松陈金宝贾山蔡成志张金城南京航空航天大学航天学院航天进入减速与着陆技术航天科技重点实验室深空星表探测机构技术工信部重点实验室

针对高超声速下整流罩稳定柔顺分离技术的需求，提出了一种力矩驱动的低冲击柔顺分离机构，开展了力学特性研究与仿真计算分析。基于正弦加速度函数曲线的柔顺特性，构建了该机构分离力学模型，采用动量N-S方程和库仑摩擦定律，获得了... 详细信息

针对高超声速下整流罩稳定柔顺分离技术的需求，提出了一种力矩驱动的低冲击柔顺分离机构，开展了力学特性研究与仿真计算分析。基于正弦加速度函数曲线的柔顺特性，构建了该机构分离力学模型，采用动量N-S方程和库仑摩擦定律，获得了整流罩的气动载荷，确定了解锁力矩与气动载荷之间的关系；通过有限元方法，建立了分离机构有限元模型，分析了气动载荷加载下的材料力学特性，验证了该机构结构设计合理性与安全性，最后通过分离动力学仿真分析。仿真结果表明，所设计的稳定柔顺分离机构的分离过程具有一定的平顺性与稳定性，为航空航天工程中的可靠分离技术提供了新的设计方法与分析途径。

关键词：分离机构柔顺分离技术分离动力学气动特性结构设计

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组合体无人机单体机翼构型设计与拓扑优化

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清华大学学报（自然科学版） 2023年第3期63卷 423-432页

作者：张青松贾山陈金宝徐颖珊佘智勇蔡成志潘一华南京航空航天大学、航天学院南京211106 航天进入减速与着陆技术航天科技重点实验室南京211106 深空星表探测机构技术工信部重点实验室南京211106 北京空天技术研究所北京100000

轻量化是飞行器设计及优化的关键指标,直接影响飞行器的作战效能。该文针对大展弦比组合式无人机中的单体无人机承力结构设计及轻量化设计需求,建立组合体无人机单体机翼框架模型,提出了在气动循环载荷作用和疲劳寿命的约束下,对机翼主... 详细信息

轻量化是飞行器设计及优化的关键指标,直接影响飞行器的作战效能。该文针对大展弦比组合式无人机中的单体无人机承力结构设计及轻量化设计需求,建立组合体无人机单体机翼框架模型,提出了在气动循环载荷作用和疲劳寿命的约束下,对机翼主要传力构件进行拓扑优化的整体设计优化方法:首先,通过有限元方法分析机翼全工况下气动载荷;其次,在极限载荷循环作用下分析机翼全域的疲劳寿命特性;最后,通过拓扑优化技术对单体机翼承力框架进行体积优化设计,优化后机翼框架减重35%,有效实现了机翼框架的轻量化设计目标。

关键词：机翼结构设计组合体无人机拓扑优化疲劳寿命气动特性

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大型抛物柱面天线展开动力学分析与展开过程控制

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宇航学报 2023年第4期44卷 496-508页

作者：陈金宝宋志成陈传志董家宇王治易张俞南京航空航天大学航天学院南京210016 深空星表探测机构技术工信部重点实验室南京210016 上海宇航系统工程研究所上海201100

为揭示大型抛物柱面天线在轨展开过程中各部件的动力学特性,保障可展天线在轨展开过程稳定性,提出了一种基于模块组装的大型抛物柱面可展天线支撑机构动力学快速建模方法与非线性展开过程反馈控制策略。首先,基于绝对节点坐标法建立了... 详细信息

为揭示大型抛物柱面天线在轨展开过程中各部件的动力学特性,保障可展天线在轨展开过程稳定性,提出了一种基于模块组装的大型抛物柱面可展天线支撑机构动力学快速建模方法与非线性展开过程反馈控制策略。首先,基于绝对节点坐标法建立了天线可展支撑机构基本模块的动力学方程集与约束方程集。然后,通过子模块组装的方式实现对超大型支撑机构的动力学快速建模,并进一步提出逐块缩聚与递归的动力学微分方程高效求解算法。最后,基于非线性展开过程反馈控制策略实现了抛物柱面可展支撑机构该类强非线性系统的展开稳定控制。结果表明,该控制方法能显著降低可展支撑机构展开过程中的速度峰值,有效提高了大型抛物柱面天线展开过程中的展开同步性。

关键词：抛物柱面天线绝对节点坐标法柔性多体系统展开动力学速度反馈控制

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可行走着陆器的牛顿-欧拉法动力学研究

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航天返回与遥感 2024年第1期45卷 53-64页

作者：冯盖亚贾山陈金宝周向华南京航空航天大学航天学院南京211106 深空星表探测机构技术工信部重点实验室南京211106 航天进入减速与着陆技术实验室南京211106

基于一种具有串并联混合腿足机构的四足可行走着陆器,为摸清其行走过程中的关节能耗问题,采用牛顿-欧拉方法进行了动力学建模研究。首先,采用D-H法建立串并联混合腿足机构的关节坐标系,进行正向运动学和逆向运动学的推导;然后在运动学... 详细信息

基于一种具有串并联混合腿足机构的四足可行走着陆器,为摸清其行走过程中的关节能耗问题,采用牛顿-欧拉方法进行了动力学建模研究。首先,采用D-H法建立串并联混合腿足机构的关节坐标系,进行正向运动学和逆向运动学的推导;然后在运动学模型的基础上,采用牛顿-欧拉方法建立着陆器整机的全状态动力学模型,该模型以足端相对轨迹为输入,获取着陆器在运动过程中各关节受力情况的变化曲线;最后,采用五次样条插值法规划一段运动轨迹,用ADAMS仿真软件进行着陆器虚拟样机仿真。经验证,该动力学模型理论计算数值和虚拟样机仿真数值具有相同的变化趋势,证明了模型的有效性,可以作为后续能耗模型建立和优化的基础。

关键词：可行走着陆器运动学牛顿-欧拉动力学足端轨迹规划

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小天体附着装置地形被动自适应机构设计与优化

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宇航学报 2023年第11期44卷 1767-1776页

作者：贾山李泽宏吴明阳梁思东詹迪茜陈金宝南京航空航天大学航天学院南京211106 航天进入减速与着陆技术实验室南京211106 深空星表探测机构技术工信部重点实验室南京211106 上海航天设备制造总厂有限公司上海200240

面向在小天体非确知、非结构性表面安全稳定附着的技术需求,设计了一种可同时在偏移和扭转共6个自由度上实现对抓附区域星表地形被动自适应的串并混联机构,并完成了其工作空间优化。首先,针对附着过程中附着装置与星表拟合球面不居中问... 详细信息

面向在小天体非确知、非结构性表面安全稳定附着的技术需求,设计了一种可同时在偏移和扭转共6个自由度上实现对抓附区域星表地形被动自适应的串并混联机构,并完成了其工作空间优化。首先,针对附着过程中附着装置与星表拟合球面不居中问题,提出了一种3-RSPS串并混联被动自适应机构设计方案;进而,采用修正的G-K公式计算了该机构的自由度,基于空间位置矢量法推导出其逆运动学模型,并通过虚拟样机仿真验证了逆运动学模型的正确性;最后,采用数值搜索方法完成了该机构的定姿态工作空间分析和基于NSGA-II算法的多目标优化。结果表明:相较于目前广泛应用的3-SPS并联机构,本文所设计的星表地形自适应机构的全局工作空间提高了40.9%,优化后,又进一步提高了21.3%,可适应更加崎岖陡峭的小天体星表地形,具有较好的工程价值。

关键词：小天体星表地形附着装置串并混联机构多目标优化

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可复用小型月表着陆器设计优化及仿真分析

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宇航学报 2022年第3期43卷 356-365页

作者：贾山赵建华胡汝洁陈金宝周向华张胜南京航空航天大学航天学院南京211106 航天进入减速与着陆技术实验室南京211106 深空星表探测机构技术工信部重点实验室南京211106

针对传统着陆器缓冲装置无法复用的不足,提出了一种可重复使用的小型着陆器,通过各关节上的摩擦制动装置吸收着陆冲击能量,由电机及扭簧组件实现再次起飞后着陆腿的姿态恢复,可满足多点飞跃探测的月表探测任务。完成了一维落震中单套着... 详细信息

针对传统着陆器缓冲装置无法复用的不足,提出了一种可重复使用的小型着陆器,通过各关节上的摩擦制动装置吸收着陆冲击能量,由电机及扭簧组件实现再次起飞后着陆腿的姿态恢复,可满足多点飞跃探测的月表探测任务。完成了一维落震中单套着陆腿在竖直方向上的缓冲吸能动力学分析;基于径向基(RBF)代理模型,面向三种典型着陆工况,采用多目标协同优化方法,对单套着陆腿各关节制动扭矩进行了优化,优化后的缓冲吸能关节可有效降低着陆器在落震过程中的加速度峰值。最后进行了整机多工况落震仿真分析,结果表明,各着陆响应均满足设计要求,也可保证良好的着陆过程稳定性,可为中国后续开展星表单次任务多点位探测提供一种可行的解决方案。

关键词：探月着陆器摩擦制动缓冲多目标协同优化动力学仿真

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