具有任意多个弹性与刚性支承及集中质量的梁振动问题

给出了同时具有任意多个弹性支承与刚性支承以及任意多个集中质量之复截面连续梁横向固有振动的传递矩阵，导出了该系统固有振动的频率方程和振型函数，并证明了结果的正确性；证明了刚性支承等价于集中质量或支承弹簧刚度趋于无穷大的极限情况，揭示了集中质量与弹性支承及刚性支承的类比关系．     

航空发动机整机动力特性建模技术研究

准确地确定发动机机匣系统动力特性具有重要意义．从计算航空发动机机匣系统动力特性需要以及有限元模型建立的角度出发，研究了支承及非支承机匣系统中空心幅板类零部件、孔类零部件、附件等典型结构在整机建模中结构简化的处理方法，分析了某涡扇发动机整机动力特性．对以后整机建模具有一定的工程参考价值．     

液体火箭发动机涡轮泵轴承支承刚度及轴向位置对转子系统临界转速的影响

临界转速是液体火箭发动机涡轮泵转子系统的主要动力特性参数之一,随着转子系统工作转速的不断提高,临界转速对保证发动机安全可靠运行至关重要。建立涡轮泵转子系统的动力学模型,计算其临界转速,分别研究泵端和涡轮端轴承支承刚度和轴向位置对临界转速的影响,为液体火箭发动机涡轮泵转子系统结构设计、诊断与维护提供理论依据。     

非充气机械弹性车轮静态径向刚度特性研究

为了研究机械弹性车轮的径向刚度特性,建立了一种基于Timoshenko曲梁的车轮模型,并利用有限元方法和样机试验进行了验证。通过对机械弹性车轮的悬毂式承载和刚度特性进行分析,揭示了车轮径向刚度主要取决于輮轮和铰链组的结构和力学特性。基于车轮的非线性有限元模型,对影响车轮径向刚度的輮轮刚度、铰链组材料和结构尺寸进行了参数化分析,结果表明：随着铰链组个数、横截面积和杨氏模量的增加,车轮径向刚度呈非线性增加;在车轮刚度较小且其他设计变量不变时,輮轮刚度的变化量近似等于车轮径向刚度的变化量。     

涡轮机转子系统弹性环刚度特性有限元仿真分析

涡轮机转子系统的弹性支撑刚度是调整和控制临界转速的关键。该文采用有限元法建立了弹性环刚度计算模型,分析了弹性环自身各个结构参数、涡动角以及装配间隙等参数对弹性环刚度的影响。通过试验测试,验证了应用有限元法计算弹性环支撑刚度的可行性和精确性。试验结果表明,弹性环刚度设计需主要考虑的参数为凸台数目、壁厚、宽度以及装配间隙,为弹性环的动力学设计提供依据。     

爆炸荷载作用下柔性动边界拱的动力响应分析

实际工程中的拱结构并不是采用固支或简支等理想刚性支承，而是具有弹性支承、阻尼支承等柔性动边界。文中建立了具有动边界拱的力学模型，基于大变形动力微分方程并利用有限差分方法，研究分析了动边界拱在爆炸荷载作用下弹塑性动力响应。研究表明，柔性动边界对拱结构工作性能产生很大的影响，竖向弹性支承能够使短作用时间爆炸荷载下拱的内力峰值减小，并且使到达峰值的时间增加，阻尼支承能同时使结构的内力和位移衰减，因此可以利用柔性支承来提高结构的抗力。     

四轴平台新型框架支承系统

新型高精度框架支承系统，即带预紧“无间隙”自润滑轴承框架承系统的结构形式为固定端用成地面对大接触角轴承，游动端用成对面对面小接触角轴承。这种新型框架支承的特点是通过准确可靠的顶紧，提高了系统支承刚度，解决了稳定平台台体的定位精确度问题。     

自适应变刚度支承结构力学性能研究

针对推进系统薄壁壳体静子支承结构设计中支承载荷不稳定的问题,设计了一种具有自适应变刚度力学性能的支承结构,提取该结构主要特征参数建立单元体模型,并结合橡胶材料非线性本构模型进行有限元仿真,结果表明该结构能够在较大压缩量范围内保持载荷稳定。此外通过仿真对比分析获得了主要设计参数对其力学性能的影响规律,表明其变刚度拐点、平台载荷等均可以通过结构和材料参数进行优化。     

可倾瓦气体径向轴承的动态性能分析

本文考虑涡动比、瓦块惯性、支点摩擦以及瓦背气膜刚性和阻尼的影响,对弹性支承可倾瓦气体径向轴承的动态性能进行了分析。文中介绍了瓦背气膜动特性的计算方法。此外,还分析计算了用该种轴承支承的转子系统的稳定性。     

导弹气动弹性稳定性分析

以某导弹为例,从颤振和气动伺服弹性两方面对导弹气动弹性稳定性进行了分析研究.在颤振分析中,开展了全弹结构动特性计算,采用超声速偶极子格网法计算了高超声速非定常气动力,对导弹部件和全弹进行颤振计算分析,对空气舵舵系统刚度设计提出了要求.在气动伺服弹性稳定性分析中,建立了导弹俯仰通道气动伺服弹性运动方程,采用Nyquist方法分析了闭环系统的稳定性和稳定裕度.     

适配器在火箭被动控制系统中的特性分析与设计

对弹性适配器在火箭被动控制系统中的特性进行了分析，建立了数学模型，并对其刚度、分布及尺寸等进行计算和设计，以确保弹性适配器在发射期间处于正常工作状态。     

1.8 m×1.4 m 低速风洞模型支撑系统研制

1.8 m×1.4 m低速风洞是中国空气动力研究与发展中心新建的一座连续式单回流风洞.针对该风洞试验段尺寸小且主要用于基础问题研究的特点,为增强对模型支撑方式及模型姿态变化定位的适应性,减小对洞体的干涉和对流场的影响,该风洞模型支撑系统迎角机构采用双圆弧导轨导向+弧形齿轮副驱动,迎角连续变化幅度±30°;侧滑角机构采用地面转盘形式,侧滑角变化范围±360°;控制系统软、硬件给出了具体实施方法.分析标模试验结果表明:该系统结构简单紧凑,刚度大,运行灵活,模型姿态变化定位精确,可以更好地满足常规试验对尾撑、腹撑等姿态变化的需要.     

海上柔性并联平台空间动力学建模与分析

针对某海上螺旋副-虎克铰-球铰(HUS)柔性并联平台由快速稳定和大负载引起的支撑连杆弹性变形和负载瞄准位置偏差问题,进行了空间弹性动力学建模。采用模态函数和空间等截面梁单元模型对弹性连杆进行空间建模,基于虎克铰和球铰连接的连杆为两自由度空间运动,推导了空间单元坐标与系统坐标的两自由度转换矩阵,利用平台的运动学和动力学约束条件建立了HUS柔性并联平台的空间弹性动力学方程;运用Newmark方法对弹性动力学方程进行离散求解,分析了平台的弹性动力学响应和支撑连杆的最大动应力,并进行了动力学测试实验;进一步分析了弹性变形对负载瞄准精度的影响。研究结果表明：由弹性变形引起的支撑点最大位移为2.45 mm,且x轴明显大于y轴和z轴;由弹性角位移引起最大位置偏差为1.35 m. 实验结果与仿真结果一致,验证了数值建模的有效性。     

火箭发动机喷管伺服机构负载模拟系统设计与实验

针对火箭发动机喷管伺服机构的半物理仿真需要,设计一种可对惯性负载、摩擦力矩负载、弹性力矩负载、伺服机构安装刚度进行模拟的电液负载模拟系统。依据伺服机构负载特点,由机械的方式实现惯性负载、摩擦负载以及安装刚度的模拟,由阀控伺服马达实现弹性力矩的模拟;分别建立伺服机构系统和马达加载系统的数学模型,并为马达加载系统设计基于速度前馈补偿和力矩前馈的控制系统;进行负载模拟器的现场实验,实验结果表明,各种加载负载满足精度要求,验证了负载模拟器设计的合理性和实用性,以及控制策略的有效性。     

基于均匀化理论的多孔材料细观力学特性数值研究

根据弹性均匀化理论,并结合有限元方法推导出适用于二维周期结构的均匀化有限元格式,计算出不同相对密度下的正方形孔洞材料的等效弹性参数,以及等效弹性参数与胞元绕坐标系旋转角度的函数关系,考察了胞壁固体相的力学性能参数对宏观力学性能的影响。并将数值计算结果与已有的理论公式进行了比较和分析。结果表明,正方形孔洞材料是各向异性的,其等效弹性参数主要由结构的相对密度来确定,对基体材料的泊松比的变化并不敏感。在相对密度较小的情况下,Gibson公式和Kim公式与均匀化有限元结果吻合较好;当结构相对密度较大时,理论公式结果必须被有限元结果所修正。     

弹性发射系统的振动固有频率分析

通过建立弹性发射系统振动模型研究了潜艇发射系统的发射噪声问题,提出了将弹性橡胶圆盘振动简化为薄板振动的假设,对橡胶圆盘的自由振动过程及其振动固有频率进行了分析。利用已知的弹性发射系统的有关参数,通过仿真得出系统振动的基频估计,同时探讨了参数变化对弹性体振动频率的影响程度:真空条件下弹性体的自由振动基频较低;弹性体的厚度和直径与振动基频基本成线性关系,有利于弹性发射装置的尺寸设计。     

水面橡胶弹性发射器发射鱼雷内弹道仿真

为了提高高速辅助舰船反潜能力,针对该类舰船的特点,提出了结构简单且适用于辅助舰船橡胶弹性发射器的基本结构方案.在此基础上运用弹性体弹性本构模型等理论建立了该发射器水面发射鱼雷的内弹道数学模型,进行了发射过程仿真,仿真结果表明,使用橡胶弹性发射器水面发射轻型鱼雷在原理上具备可行性.     

弹性体导弹主动减振组合控制器设计

将导弹弹体弹性变形引起的附加气动力引入导弹刚体运动方程和弹性振动方程,推导出弹性体导弹数学模型,在此基础上引入主动作动力,建立起适合进行主动减振设计的弹性体导弹状态空间模型.针对解耦的刚性子系统设计H∞控制器模拟刚体导弹控制器,针对弹性子系统设计LQR控制器,再考虑耦合项对弹性子系统进行控制器设计,得到主动减振组合控制器.仿真结果验证了所设计的组合控制器在保证弹体运动姿态控制的同时具有较好的减振效果.