基于精细积分法的干摩擦隔振系统稳定性的研究

本文利用摩擦隔振系统的计算模型，建立了系统的动力学方程，在此基础上，对干摩擦隔振系统的稳定性问题进行了分析，同时将精细积分法引入了求解过程，提高了计算的精度，并给出了相应的数值例题，本文的工作可为工程应用提供必要的计算依据。     

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.     

谐振子的辛欧拉分析方法

针对理想简谐振子力学模型,研究了其守恒律,并利用辛欧拉格式分析简谐振子振动过程.首先给出了谐振子系统的平方守恒律、周期守恒律和相差守恒律.构造了谐振子的普通欧拉格式和辛欧拉格式,研究了两种格式下三种守恒律各自的保持情况.模拟结果显示:辛欧拉格式能够精确保持时域守恒律(平方守恒律),但无法保持频域守恒律(周期守恒律和相差守恒律).如要克服辛欧拉格式的不足,需按邢誉峰教授提出的方法进行校正.     

大阻尼杆振动的广义多辛算法

本文基于Bridges教授建立的多辛算法理论及其Hamilton变分原理,采用广义多辛算法研究了大阻尼杆的阻尼振动特性.引入正交动量后,首先将描述大阻尼杆振动的控制方程降阶为一阶Hamilton近似对称形式,即广义多辛形式;随后采用中点离散方法构造形式广义多辛形式的中点Box广义多辛离散格式;最后通过计算机模拟研究大阻尼杆振动过程中的耗散效应.研究结果表明,本文构造的广义多辛算法不仅能够保持系统守恒型几何性质,同时能够再现系统的耗散效应.     

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.     

膜受迫振动方程的多辛格式及其守恒律

基于Hamilton空间体系的多辛理论研究了膜强迫振动问题.利用Runge-Kutta多辛格式构造了一种9×3点半隐式的多辛离散格式,该格式满足多辛守恒律.数值算例结果表明该多辛离散格式不仅能够有效提高数值计算精度,而且能够保持膜振动系统的局部性质.同时利用多辛格式模拟得到的波形图表明多辛方法具有较好的长时间数值稳定性.     

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.     

外粘复合材料加固钢筋混凝土梁的有限元静力分析

采用叠层梁模型并基于线源性假设，给出了开裂前的外粘复合材料加固钢筋混凝土梁的有限元模型，用MARC软件对在对称集中静载作用下的加固梁进行了静力分析。结果表明，外粘复合材料(一层／多层)可显提高梁的强度与刚度。     

土壤的固结效应及精细积分数值求解

基于广义Biot固结理论，利用有限元离散方法，得到土层固结效应的u-p形式的基本方程，进而通过引入基本方程中原变量的对偶变量，在Hamilton体系下建立了土层固结效应的微分方程。在具体计算过程中，利用时程精细积分方法，对固结问题进行了计算，并通过数值算例说明了中方法的有效性。     

干摩擦LQ控制系统在简谐激励下响应的递推算法

本在用增量谐波平衡法求解系统响应和用子结构法求解Riccati方程的基础上，进一步研究了单自由度含有粘性阻尼双线性滞迟恢复力LQ控制系统在简谐激励下的响应计算问题，并给出相应算例，为干摩擦系统在工程中的应用提供了理论依据。