大型空间桁架结构装配序列的分层规划方法

为了自主规划空间在轨装配任务的装配序列,结合大型空间桁架结构的固有分层特性,提出了一种基于连接矩阵的分层规划方法.根据连接矩阵的定义和分层规划的基本原理,通过分析几何结构单元之间普遍的三种连接方式,提出了相应结构的连接矩阵建立方法和规则,来组织低层规划;通过对大型结构进行结构分析,运用桁架结构几何原理,建立整个结构的连接矩阵,来实现高层规划,并以常见的空间桁架结构为例进行了说明,从几何特性角度,讨论了该方法的普遍性.     

预应力网架结构优化分析

在空间网架结构中引入预应力,可以使其适用范围变得更加广泛、经济性变得更加合理.进行预应力网架结构优化研究,对于该种结构的推广和应用,具有积极的现实意义.文中以拉索张力和杆件截面为设计变量,提出了预应力网架结构的优化模型,并给出了具体的优化设计步骤.以一具体实例对网架结构进行了预应力优化分析,验证了模型的可行性,同时得出了一些有益的结论.     

形态优化张弦桁架撑杆与稳定设计

撑杆是张弦桁架中不可缺少的组成部分,在整体结构刚度形成中起着非常重要的作用,撑杆的失稳将导致结构整体刚度急剧降低及拉索松弛.在张弦桁架形态优化设计基础上,详细分析了撑杆数目变化对张弦桁架形态结果的影响,作为张弦桁架形态优化设计的一部分,提出了几种布置撑杆的方法,并建立了相应计算模型进行分析;同时对撑杆与结构的稳定性进行了研究,结果可为张弦桁架设计时提供参考.     

空间一维可展开桁架精度测量方法

结合空间一维可展开桁架结构特点,基于四象限探测器光斑中心位置检测原理,提出以准直激光束为测量基准的空间一维可展开桁架结构精度测量方法.应用该方法可以实现对空间一维可展开桁架各构架单元的扭转角、横向偏移量、纵向偏移量及桁架直线度装配精度的测量.提出四象限探测器二维平面标定方法,将探测器的工作范围扩大到3 mm×3 mm,探测器的测量精度提高到0.05 mm.运用设计的基于四象限探测器的激光准直测量方法对空间一维可展开桁架进行了精度测量实验,得到桁架各刚性框架的最大扭转角为0.133 3°,最大横向偏移量为1.200 8 mm,最大纵向偏移量为1.299 3 mm,桁架的直线度误差为1.090 6 mm,验证了所提出的空间一维可展开桁架精度测量方法的有效性.     

一种钢桁架式基坑支护结构

桁架式结构因可提供较大的抗弯刚度，常常是大跨度结构的首选。基坑工程的围护桩是一种需要提供较大抗弯刚度用于承受横向力的受弯构件，桁架结构则是一种最合理的选择。液压高频振动锤可以提供较高的振动频率和激振力可确保在软土、砂砾和卵石层中将装配好的长方形空间桁架振动沉入地基中，使钢桁架桩在软土基坑中得以实施。与现今流行的支护结构相比，钢桁架桩可回收满足节能环保要求，结构受力明确，构件可在工厂进行标准化制作现场拼装，其质量可控，施工工期短。同时还可重复使用基坑监测测试原件。因此具有较高的经济与社会效益。     

一种集成装配过程信息的装配建模方法

装配工装、装配夹具、装配工具和装配操作等装配过程信息的参与对产品装配顺序有直接的影响，为了获得合理的装配顺序，需要在装配模型中描述装配过程信息。文中提出了一种集成装配过程信息的装配建模方法，在分析了装配单元、装配过程信息在产品装配过程中引入和退出装配环境的优先关系基础上，基于有向图和无向图的连接图模型建立了集成装配过程信息的装配模型，并采用邻接矩阵表示法对装配模型进行了表示。该模型有利于装配工艺经验的表达和产品的装配工艺规划。采用实例验证了该方法，并已在某型飞机机翼装配工艺规划中得到了应用。     

基于蚁群算法的改进装配序列规划方法

机械产品的装配序列直接影响到产品质量和成本,装配序列规划是产品设计的重要内容.为快速实现产品装配序列规划,根据零部件间的装配优先关系,提出了一种改进的装配序列规划方法,并基于蚁群算法予以实现.该方法充分考虑装配过程中的几何约束关系,并引入稳定性、装配经验等因素的影响,以稳定性、装配经验、装配工具和方向的改变次数为影响因子构建优化目标评价体系,使所得解更具有实际指导意义.在求解过程中,根据几何约束关系运用动态候选集合策略限制蚁群的搜索空间,提高了搜索效率;考虑稳定性因素的影响改进了蚁群的状态转移规则,同时引入局部-全局信息素更新规则,保证了蚁群获得最优或近优解.最后,通过实例研究验证了算法的可行性和高效性.     

空间可展桁架结构动力学分析

采用广义逆矩阵方法分析空间可展桁架结构的运动过程。以笛卡尔坐标系下节点的自然坐标为未知量，建立桁架结构展开过程的动力学基本方程，将约束方程嵌入动力学方程，导出一组不含乘子且方程数目等于结构自由度数的动力学方程。采用主动校正法对数值分析的约束违约进行了修正。提出了一种切实有效的数学算法构造了约束方程及其雅可比矩阵，实时地模拟了结构收纳过程的约束条件。自行编制的仿真程序算例证明了该分析方法的正确性。     

机械手空间圆弧位姿轨迹规划算法的实现

为提高机械手的空间圆弧作业任务的轨迹精度,提出采用齐次矩阵和四元数法分别进行位置和姿态的轨迹规划方法．对于位置规划,先对空间圆弧所在平面的圆心角做归一化处理,再按照平滑角速度曲线规划位置轨迹上的插值点,并用齐次矩阵表示插补点的位置,保证了插补点的位置始终在所求圆弧上．姿态规划采用四元数圆弧曲线函数以及分段三次有理插值保形样条函数实现C²连续的姿态轨迹．算例验证表明,提出的位姿规划方法能够保证机械手末端执行器的轨迹精度,在位置精度及姿态平稳过渡有较高要求的机械手的实际应用方面有推广价值．     

三维数字化装配工艺系统的研究

装配工艺规划是一项复杂的任务．传统的计算机辅助工艺规划系统都是二维的,目前国内外尚无成熟的三维数字化装配工艺系统出现．以作者为某工厂开发的“涡轮泵三维数字化装配工艺系统”为例,规划了系统的体系结构,建立了集成化的装配模型,并研究了系统实现中的关键技术．采用几何推理和人工知识相结合的方法进行装配顺序规划,探讨了路径规划和碰撞检测问题,最后实现了三维环境下产品的交互式工艺规划及仿真．     

大跨度大型复杂体型网架结构的风效应分析

以世界上最大的网架结构——深圳市民中心屋顶网架结构为工程背景，详细探讨了此类结构的在风荷载作用下的风效应。对于这种自振频率密集型的结构用随机振动理论分析其在脉动风荷载下的动力响应时，不仅要考虑选择主导模态振型，而且不能忽略交叉项的影响。     

位姿空间方法在装配规划中的应用

描述了位姿空间方法在装配路径规划和装配序列规划中的应用。用具有位置分量和方向分量的特征元素描述物体,和方向分量相互匹配的特征元素对计算物体间Ｃ－空间障碍,由零件在产品装配模型中的几何约束生成局部拆卸方向和全局拆卸方向,构造并搜索产品分解树生成装配序列,在考虑拆卸方向前提下运用位姿空间方法,以目标的可见性测试和改进的具有动态栅格和动态步和的Ａ＾＊算法,推导当前装配（拆卸）零件在固定姿态下由装配起点到     

Optimum design of lander structure based on finite element method

Three kinds of possible structures of legged lander including monocoqe, semi-monocoqe and space frame are compared, and the lightest space frame structure is selected as the lander’s structure. Then, a new lander with four-legged truss structure is proposed. In the premise of ensuring that the main and assistant structures of landing legs are not changed, six possible lander body structures of the new lander are put forward. Taking the section size of each component of lander as design variables, and taking the total mass of the structure as the objective function, the six structures are analyzed by using the software Altair. OptiStruct and the results show that the mass of the basic structure is the lightest, and it is selected as the final design scheme of lander due to its simple structure and convenient manufacture. The optimization on the selected lander structure is conducted, and the detailed results are presented.     

空间智能结构的一种最优调控方法

空间智能桁架结构的最优控制问题是一个多目标问题,需要综合考虑结构的强度、位移和控制能耗。通过对目标的归一化处理,以最大目标为最小,提出了实现智能桁架结构的最优调控模型,使控制模型变得简单,从而使结构处于满意的工作状态。用数值方法模拟了控制的效果,算例表明该方法可以使结构的可靠性、精确性和经济性得到统一。     

基于ANSYS软件平板网架结构的模态分析

将平板网架结构简化为多质点的弹性体系,利用大型数值仿真计算软件ANSYS对其进行模态分析.笔者介绍了平板网架结构ANSYS分析的子空间迭代法,并对动力模型进行模态分析后,得到了主振型结构在各个方向的动力特性.该结论对同类型平板网架结构的有限元分析具有一定的参考价值.     

空间网格结构CAD软件ASSAP 1系统研制与开发

ＡＳＳＡＰ１系统是一套简洁,通用、高效和界面友好的空间网架、网壳结构ＣＡＤ软件。系统提供四种方法进行有限元前处理,可以完成焊接球节点网架、网壳结构全套施工图绘制。系统中相关辅助功能模块的开发,为系统高效运行提供有力保证。     

预应力混凝土构件纯扭强度计算方法

以变角空间桁架理论为基础,在考虑莫尔应力协调条件下,提出了预应力混凝土纯扭构件破坏形态的判别准则,并建立了纯扭强度的计算方法.通过试验资料的验证,计算值与试验值吻合较好,并且具有较高的计算精度,因此,对预应力混凝土构件纯扭强度的计算方法进行进一步验证是十分必要的.研究预应力混凝土构件纯扭作用的机理和制定其强度的计算方法,是解决复合受扭强度计算的基础.     

城市防灾空间系统规划初探

城市的防灾研究,不应只是重新检验并制订新版的建筑物防灾标准,还应该针对长期以来城市空间规划的缺陷,针对城市的各功能系统的空间分布及其与灾害环境的关系进行深入的探讨. 运用系统的观点,从宏观、中观、微观3 个层面提出了城市防灾空间的概念,并指出城市防灾空间系统规划应遵循的基本原则:与人的行为模式相结合;与城市建设、经济效益相结合;与环境保护相结合. 唯有如此,才能创造出可持续发展的城市空间.     

钢筋混凝土抗震框架节点传力机构分析

在总结国内外近年来大量研究成果的基础上，结合本文作者在节点试验研究中的体会，全面分析了框架节点中的传力特征，明确指出除斜压杆机构和桁架机构外还存在约束机构的这一事实。并讨论了这三种机构对节点核心区混凝土、箍筋、竖向钢筋的受力和对节点失效或破坏特征的影响。     

空间智能桁架的有限时间振动抑制控制

航天器结构设计需求趋于轻型化,大挠性空间桁架结构的应用日趋广泛,由于其具有低阻尼、大柔性等特性,在轨运行时容易产生大幅度的振荡,从而影响航天器的正常工作.为抑制传感器/作动器一体化的空间智能桁架结构的振动,基于独立模态空间理论并结合动态补偿线性化思想设计了基于终端滑模的有限时间控制方法.首先,基于有限元方法建立桁架动力学模型.然后,基于独立模态空间理论能够对各阶模态响应实现解耦的特点设计模态滤波器,利用扩张状态观测器对由外界环境干扰和模型摄动构成的系统总干扰进行实时估计,采用"动态补偿线性化"的思想将桁架动力学模型进行简化.最后,提出了一种结合双幂次趋近律与终端滑模面的有限时间控制器.仿真结果表明,相比于传统的齐次方法有限时间控制器,所提出的振动抑制控制器能够在较短时间内显著降低空间智能桁架结构在受到瞬态干扰力和周期干扰力作用时的模态振动响应幅值.算法具有良好的鲁棒性和有限时间振动收敛特性.