基于刚体与流体动力学耦合分析的太阳电池阵地面展开仿真技术

用动态网格技术进行刚体与流体动力学耦合计算,研究太阳能电池阵在地面开展的动态过程.该方法可以到捕捉电池阵展开对周围空气介质扰动复杂流场的特性,计算得到的展开时间与实测值吻合,具有较高的准确性.刚体和流体动力学计算采用通用的算法或程序,对电池阵结构形状和展开方式无特殊的假设,能适应不同类型的电池阵展开分析,具有通用性.     

基于非线性瞬态响应的空间站柔性太阳翼在轨载荷分析

针对展开面积大、机构环节多、带有柔性索/膜结构的空间站太阳翼,建立精细的有限元模型、分析其在轨高强度激励条件下的瞬态变形和应力是强度设计所必须完成的环节。利用"间隙-接触"(Gap)单元的力学特性,将其倒置后作为钢丝绳与收藏箱的连接单元,一举解决了柔性阵面预紧力施加、钢丝绳不连续拉压刚度模拟以及收藏箱弹性变形补偿等多个问题,成功获得了太阳翼重要部件的瞬态剪力、弯矩等载荷结果,为产品设计提供了重要决策依据。结果表明基于线性模型的计算方法应用于此问题时存在显著不足。     

含单面限位局部非线性结构的主频响应分析

对于含单面限位的大型局部非线性结构,其主频响应特性往往与限位的位置、大小和数量密切相关。研究含单面限位局部非线性结构的主频响应分析方法,采用非线性控制中的描述函数来表征单面限位非线性的频域特性;通过逆阵更新方法进行降维处理,极大地提高了频域响应的计算效率;搭建含单面限位约束的实验梁结构,在不同激励幅值和间隙大小情况下,测量约束梁结构的频响曲线。数值仿真与实验结果获得了较好的一致性,验证了所提出的局部非线性结构主频响应分析方法的有效性。     

基于特征相对贡献度对加权Mel倒谱的改进

在声纹识别系统的搭建过程中,提高识别率的一个重要做法是使语音信号中能够提取出的特征尽可能包含更多的说话人个性特征。为了探究特征参数各分量对识别系统性能的影响,文章基于高斯混合-通用背景模型（GaussianMixture Model-Universal Background Model,GMM-UBM）基线系统,研究了在无噪环境中各维特征组合下的识别率,利用增减分量法定量计算出各维特征分量对识别率的相对贡献程度,并根据贡献度的强弱对各维特征分量进行合理加权,得到了贡献度拟合权重系数,将此系数用于改进梅尔倒谱系数（Mel Frequency Cepstrum Coefficient,MFCC）特征参数。仿真结果表明,对特征参数进行贡献度拟合权重系数加权后,声纹识别的正确率得到了提升。     

带Stewart平台的航天器刚柔耦合动力学建模与仿真分析

本文采用柔性多体系统单向递推组集的建模方法,基于速度变分原理建立了带Stewart平台、柔性帆板和CMG组件的航天器刚柔耦合动力学模型.由于该模型自由度较大,无法满足实时控制的需求,因此建立了简化的Stewart平台等效模型,并通过与柔性Stewart平台完整模型对比,验证了所建立的动力学简化模型的正确性与高效性.分析了星体平台运动及柔性帆板的振动对有效载荷动力学响应的影响,指出了设计Stewart平台的微振动抑制方案时不能忽略下平台的运动及柔性附件的振动.本研究为带Stewart平台的航天器的微振动减振设计与高精度指向提供了有效的技术支撑.     

悬吊式模态试验系统基频测试误差分析

针对悬吊式超低频模态试验系统,分别建立垂直和水平方向等效理论计算模型,采用瑞利法求解垂直和水平两个方向的系统基频,建立基频测试值和真实值的等量关系式;分析了两个方向基频测试误差产生机理、影响因素和变化趋势,结果表明悬吊式超低频模态试验系统垂直方向基频测试值偏低,水平方向基频测试值偏高,并提出通过基频测试值,计算产品真实基频的方法和步骤;最后,通过开展标准杆基频试验以及有限元仿真分析,验证了垂直和水平两个方向等效理论计算模型正确有效。     

半刚性太阳电池阵地面振动时的空气效应分析

利用边界积分方程的偶极子配置法分析半刚性电池板地面振动诱导的空气流场,导出附加质量关于偶极子配置密度的误差表达式.由此建立了基于偶极子配置法的附加质量外推计算方法,只需采用较低密度的偶极子配置便可得到较高精度的附加质量计算结果,提高了计算效率,也克服了计算资源的不足.     

航天器模态分析-试验体系工程实践研究

传统航天器结构模态试验通常会用来检验结构有限元分析模型,但往往是通过人工调整有限元模型参数来修正模型,分析与试验联系不紧密,影响后续分析结果的精度、研制周期和经费等.为改变航天器模态分析及试验现状,文中介绍了模态分析-试验体系工程研制流程在理论上的可行性,并以某缩比舱段为例,基于Virtualab-Nastran软件平台,完整实施模态分析-试验体系过程,包括预试验分析、模态试验、模型修正等过程,紧密联系模态分析、试验,并依据试验结果准确快速修正有限元模型,使分析结果与试验接近,实现精确建模.     

叶片组的变参数环板等效建模方法

复杂转子系统由多级叶盘组成,在利用有限元等方法分析时,需建立十分精细、规模巨大的三维有限元模型,即使利用叶盘的回转对称特性,单扇区的自由度数目依然庞大,计算效率有待进一步提高.为降低转子整体的自由度,可从等效单级叶盘模型出发,针对复杂叶片组部件进行等效建模.等效后的叶片组为变参数各向异性环形板,在保证等效前后模型整体的质量和惯量相等的条件下,通过调节等效环板模型的几何和材料参数,使得主要固有频率和模态具有相似的特征.文章以航空发动机带叶冠的低压涡轮叶盘模型为应用对象,将其精细的三维有限元模型作为初始模型,选择三维实体单元作为等效环板的单元类型,通过理论推导和数值计算得到建立等效模型所需的几何和材料参数,验证了等效方法的可行性和高效性.     

太阳能电池阵地面展开试验的仿真技术

根据太阳能电池阵在地面展开试验条件下的受力状态,提出了蜗卷弹簧、空气阻力、气浮平台摩擦力、铰链副阻力矩等受力条件的定量计算方法,利用Lagrange方程建立了电池阵展开过程的动力学方程,由此对太阳能电池阵的地面展开试验进行了动力学仿真。对于空气阻力,提出了利用空气流场的动能表征阻力矩的简化处理方法,即空气阻力矩正比于广义附加质量的模型。