一种基于改进的动态能量管理的无线传感器节点节能技术研究

针对无线传感器节点的结构特点,以动态能量管理技术为出发点,结合实际应用场合,提出了一种改进的动态能量管理节能模式,建立了不同工作模式下的无线传感器节点能耗模型,并对不同工作模式下的能耗进行了量化分析。分析结果表明,改进后的动态能量管理技术能够有效地降低无线传感器的能量损耗。分析结果为下一步无线传感器节点的节能改进设计打下了良好的基础。     

双星编队构形保持抗干扰容错控制

为解决系统模型误差、外部干扰以及执行器故障引起的双星编队轨道控制精度低、稳定性差问题,设计一种基于观测器的抗干扰容错线性二次型调节器(LQR)控制策略。首先,根据编队双星相对运动动力学模型,设计基于双比例积分自适应律的增广观测器,同时实现对系统状态、间歇故障与快速时变故障、可建模干扰的快速精确估计,并采用H∞优化技术抑制不可建模干扰对控制系统的影响。其次,采用Lyapunov稳定性理论,保证动态误差系统渐近稳定。然后,在控制器中引入未知动态估计信息的前馈补偿项,设计闭环反馈抗干扰容错LQR控制律。最后实验结果表明,相比文献中控制方法,本文所提方法的编队卫星相对位置控制精度提高49.93%,验证了所设计的抗干扰容错LQR控制律的优越性,能够为双星编队构形保持提供精确控制策略。     

水中聚能战斗部毁伤双层圆柱壳的数值模拟与试验研究

为研究聚能战斗部的水下作用特性,基于光滑粒子流体动力学-有限元方法耦合算法,模拟了聚能战斗部对双层圆柱壳结构的毁伤过程。分析金属射流的形成和射流速度衰减规律,研究高速金属射流、强冲击波与气泡载荷联合作用下对双层圆柱壳结构的毁伤模式和毁伤特性,并进行了海上模型试验验证。数值模拟与试验结果吻合良好。研究表明：水中聚能战斗部对双层圆柱壳结构的破坏载荷主要有金属射流、冲击波载荷及气泡载荷3种,金属射流穿透力强,造成结构的局部小尺寸破口;冲击波载荷及气泡载荷作用面积大,引起结构的大面积破口及塑性凹陷。     

基于ABAQUS软件的舰船二维水下爆炸空化效应研究

水下爆炸作用下结构冲击响应的模拟与仿真是一个多学科交互的复杂领域,诸如炸药水下爆轰过程、冲击波传播、气泡特性和脉动载荷、空化效应、自由面效应和流固耦合等。利用ABAQUS软件对舰船中横截面进行了二维水下爆炸空化效应研究,模拟了空化对结构的二次加载过程。     

考虑空化效应的舰艇水下爆炸仿真研究

为了分析空化效应对舰艇水下爆炸冲击响应的影响。对一维Bleich—Sandler模型进行了数值仿真计算,验证了计算方法的正确性,分析了空化闭合二次加载产生的速度截断现象,并应用于二维中截面舰艇模型水下爆炸数值仿真。结果表明空化在冲击波到达结构表面后就会发生,空化闭合会产生显著的二次冲击加载作用。这在舰艇水下爆炸仿真计算中必须加以考虑。     

高速摄像机水下防护结构抗爆性能仿真验证

高速摄像机水下拍摄气泡脉动图像时需要安装在防护结构中以保证其抗爆性能满足试验要求。文中首先基于流体力学理论设计摄像机水下防护结构外部线型,然后利用声固耦合法计算了考核工况为60kgTNT当量、冲击因子0.5时的冲击响应,并结合实际使用对其抗爆性能进行仿真验证。结果表明:防护结构流体力学上稳定且无振动产生,抗爆设计满足摄像机安全防护要求,可用于中小当量炸药气泡脉动图像的拍摄。该方法可推广应用于其它水下结构抗爆抗冲击性能设计。     

步行式挖掘机越障能力分析

针对步行式挖掘机在越障过程中的稳定性和作业装置可提供支承性问题,建立了作业装置的多自由度运动方程和整机越障时的稳定性分析力学模型,提出了一种关于步行式挖掘机越障能力分析的优化模型,利用逐步二次规划法对挖掘机的越障高度和作业装置的支承点位置参数进行了优化,计算结果表明,该优化方法具有较强的实用性和可靠性,可为确定步行式挖掘机的越障性能参数提供理论依据.     

一种求解步行式挖掘机底盘力学模型的工程方法

步行式挖掘机在作业状态下,底盘的四个轮胎的受力问题为超静定问题,为了确定局部结构的受力状态,进一步对底盘结构进行结构设计,提出了一种面向底盘结构强度设计的求解步行式挖掘机轮胎支承反力的工程方法,并给出相应的非线性优化问题的求解模型,研究表明,该方法可以有效地解决底盘中的多自由度刚体超静定的求解问题,为底盘的结构设计提供可靠依据.     

步行式底盘转向系统运动分析

为了获得步行式底盘转向系统的运动参数,针对底盘转向系统的结构特点,以保证转向时整车稳定性和转向轮无侧向滑动为出发点,建立了转向系统的动力和运动学模型,分别对前轮、后轮和四轮转向3种转向工况的最小转弯半径、转弯速度和机构运动状态参数进行了优化分析。研究表明,该理论分析方法可以为底盘转向系统的设计和应用提供了理论基础。     

光轮压路机车架有限元分析及结构改进设计

针对光轮压路机车架结构的轻量化问题,分析了车架在行驶、转向和摆动3种典型工况下的受力问题,对前、后车架分别组合成了8种边界条件和载荷工况,对压路机车架的有限元模型进行了静强度分析,在此基础上对车架进行了优化分析计算,车架结构减少了31%的质量,并对车架的局部结构提出了有效的改进措施,设计出合理的车架结构.