空间太阳能电站太阳能接收器二维展开过程的保结构分析

针对传统数值方法求解微分-代数方程过程中经常遇到的违约问题,本文以空间太阳能电站太阳能接收器的简化二维模型为例,采用辛算法模拟了简化模型的展开过程,研究了辛算法在求解过程中约束违约问题.首先,基于Hamilton变分原理,将描述简化二维模型展开过程的Euler-Lagrange方程导入Hamilton体系,建立其Hamilton正则方程;随后,采用s级PRK离散方法离散正则方程,得到其辛格式;最后,采用辛PRK格式模拟太阳能接收器的二维展开过程.模拟结果显示:本文构造的辛PRK格式能够很好地满足系统的位移约束.     

阻尼及三次非线性因素对具有调谐质量阻尼器的干摩擦隔振系统性能影响的研究

对阻尼和三次非线性因素对具有调谐质量阻尼器干摩擦隔振系统响应的影响作用进行了详细的分析，为干摩擦系统在工程中的广泛应用奠定了坚实的理论基础。     

基于Neumann随机有限元法的复合材料压力容器的应力分析

利用Neumann级数展开的Monte-Carlo随机有限元法，分析了纤维缠绕壳体在内压及材料工程常数随机变化作用下的应力响应，绘出了最大应力响应分布曲线，为该类结构可靠性评估及可靠性设计提供了应力响应数字依据。     

预应力碳纤维布加固混凝土梁的试验研究

采用自行研制的碳纤维布预应力张拉机具,对10根混凝土梁受力性能进行了试验研究。对比分析了未加固、非预应力碳纤维布加固、预应力碳纤维布加固、施加不同的预应力水平、不同的附加锚固方式梁的开裂荷载、极限荷载、抗弯刚度等受力性能。试验结果表明:粘贴预应力碳纤维布加固可使梁的承载能力有一定程度提高,可大大提高梁的开裂荷载、抗弯刚度,减小梁的挠度和裂缝宽度,能充分发挥碳纤维布高强度特性;在相同预应力水平下,合适的附加锚固方式,可有效防止碳纤维的剥离破坏,进一步提高梁的承载力;所研制的预应力碳纤维布加固技术可用于实际工程。     

基础隔震结构地震响应时程分析新方法

针对隔震层恢复力模型为折线型的层间剪切动力方程，研究了基础隔震结构在地震作用下的弹塑性时程反应。通过多种方法比较，说明了各种方法的优缺点。采用把结构特性和外部激励分开进行精细积分的增维分块精细积分法，避免了每一步迭代过程中的指数矩阵精细积分求解，在保持计算精度的同时，提高了计算效率；考虑地震作用特点后，增维分块精细积分法的计算效率有所提高。因此，增维分块积分法在计算基础隔震结构地震响应上是非常有效的。     

基于杆弹性撞击问题的级数和

本文引入如下力学问题:等截面杆受到具有一定初速度的质点的撞击引起杆的纵向振动.根据已有文献中由DMSM方法得到的响应解,把它代回初始无量纲速度为1的已知条件,得到满足约束方程的变量的级数和,结论以数学形式表达.附录给出用符号软件验证所得结论的程序,其步骤是先求出特征根,再代入级数和表达式进行验证.     

奇异控制本征值问题的研究

将奇异控制系统中的控制向量分为有偿控制和无偿控制,并在状态子空间内建立系统的Ｒｉｃｃａｔｉ代数方程,在此基础上给出一套奇异控制本征值问题的处理方法。上述方法放弃了先求广义本征值问题,再进行Ｒｉｃｃａｔｉ代数方程求解的传统方法,其优点是避免了动力问题的直接求解。     

含弱阻尼空间结构的耦合动力学保结构分析

大型空间结构的平面运动、姿态变化和结构振动影响着其在轨运行的工作精度、效率和寿命.针对太阳帆塔空间太阳能电站,根据其设计方案的结构特征,简化得到轨道平面内的梁 弹簧 梁模型.考虑系统中存在的弱阻尼作用,建立了耦合系统的动力学控制方程,采用辛Runge Kutta和广义多辛结合的复合保结构方法,对系统的耦合动力学行为和阻尼作用进行了分析.研究发现,弱阻尼作用对空间结构轨道变化存在微小影响,其值与轨道半径的比值在10-8量级.姿态角的变化会导致系统非刚性构件的形变变化.研究工作拓展了保结构方法在复杂空间结构动力学问题中的应用,为复杂系统结构的设计和主动控制提供了理论参考.     

空间太阳能电站的轨道、姿态和结构振动的耦合动力学建模及辛求解

作为一种从太空获得清洁能源的系统,空间太阳能电站(SPS)吸引着许多国家和科研机构的关注.由于其超大、超轻的柔性结构特点,研究其在轨动力学行为时需要考虑轨道、姿态和结构振动的耦合作用.本文在考虑地球的非球形摄动影响下,建立了集成对称聚光系统(ISC)的动力学模型.通过Legendre变换引入广义动量,在Hamilton体系下建立了其轨道、姿态、轴向振动耦合的动力学方程.采用辛Runge-Kutta方法对耦合动力学方程进行数值求解.根据数值结果,分别研究了其在地球同步轨道下二阶摄动项对轨道、姿态和结构振动的影响,并分析了总能量的变化情况.     

C/SIC复合材料结构动态特性研究

针对C/SiC轻质复合材料结构,将三维编织C/SiC复合材料看作是组分材料的空间结构物,由有序的细观结构单胞叠合而成.采用细观结构单胞作为离散单元对三维编织复合材料结构进行宏观网格剖分,利用有限元方法研究复合材料悬臂板动态特性.计算结果与理论值符合较好.