Coupling dynamic equations of motor-driven elastic linkage mechanism with links fabricated from three-dimensional braided composite materials

A motor-driven linkage system with links fabricated from 3-dimensional braided composite materials was studied. A group of coupling dynamic equations of the system, including composite materials parameters, electromagnetism parameters of the motor and structural parameters of the link mechanism, were established by finite element method. Based on the air-gap field of non-uniform airspace of three-phase alternating current motor caused by the vibration eccentricity of rotor, the relation of electromechanical coupling at the actual running state was analyzed. And the motor element, which defines the transverse vibration and torsional vibration of the motor as its nodal displacement, was established. Then, based on the damping element model and the expression of energy dissipation of the 3-dimentional braided composite materials, the damping matrix of the system was established by calculating each order modal damping of the mechanism.     

土体循环塑性模型的动力有限元分析

在简要介绍基于广义塑性力学的土体次加载面循环塑性模型与土体动力有限元分析原理与计算方法的基础上，将循环塑性模型的本构方程结合进土体的动力平衡方程中，用无条件稳定的隐式积分(Newmark)法求解动力方程，建立了基于循环塑性模型的土体有限元动力分析方法；编制了相应的弹塑性动力有限元程序，程序用FORTRAN语言编写，采用模块结构，可求解连续介质在平面应力、平面应变和轴对称情况下的动力反应问题；最后利用所编程序对水平自由场地的饱和沙层在基岩加速度作用下的动力响应问题进行计算分析。通过对孔隙水压力发展时程、加速度响应时程与剪应力响应时程等计算结果的分析比较，初步验证了模型与程序用于实际计算的可行性和可靠性。     

基于神经网络的弹性连杆机构动力响应分析

针对求解弹性连杆机构动力响应过程的复杂性和耗时性，提出了基于人工神经网络中的向后传播网络的机构动力响应分析模型，利用训练后网络所给出的近似函数关系式，推导出网络输出参数对网络输入参数的灵敏度计算公式，将训练后的网络以及求解灵敏度的方法应用于弹性连杆机构的优化设计和可靠性分析中，可减少动力响应分析时间，提高设计效率。     

Bennett单元阵列可展机构的动力学分析

为分析Bennett单元阵列可展机构的几何特性、运动学特性和动力学特性,建立通用的Bennett单元阵列可展机构的运动学和动力学分析模型.采用拆解法将Bennett单元阵列可展机构中的单元机构分成4个空间串联开链机构;根据开链机构的特性,引入坐标变换法结合螺旋理论建立Bennett单元阵列可展机构的运动学分析模型,用虚功原理法将各空间串联开链机构组装在一起,构建动力学分析模型和动力学分析方法;以4×4 Bennett单元阵列可展机构为例分析其运动学和动力学,并用仿真和实验来验证所建立的动力学分析模型和动力学分析方法.结果表明:算例中的Bennett单元阵列可展机构在其运动范围内运动平稳,对角线上的单元机构距离驱动单元愈远,其驱动角的角速度和角加速度变化范围越大.广义力矩的变化比较平缓,在其运动范围内不会引起较大冲击.仿真结果、实验结果与运动学和动力分析模型计算结果吻合较好,说明该运动学和动力学分析模型和方法是准确的,可以用来指导Bennett单元阵列可展机构的构型设计、轨迹规划和动力系统参数的选定等.     

大型储油罐动力模态分析

利用ALGOR软件对锚固大型储油缸进行了动力模态分析。在分析过程中分别建立了储油和不储油的两种有限元计算模型,分别计算出了两种有限元模型的前30阶固有频率并给出了三维主震型图。从中可以明显地看出油介质对锚固大型储油罐的固有频率和主振型的影响。     

复合材料有效性能的宏细观尺度效应

利用渐进级数并引用宏观和细观两个尺度阐述了复合材料的弹塑性性能与组分性能及细观结构的关系,用ANSYS有限元软件对玻璃纤维/环氧树脂和硼/铝复合材料的弹性或弹塑性有效性能进行了计算,并与实验结果进行了比较。     

大型进水塔的三维有限元动力分析

本文用三维有限元法对黄河上某拟建水库的明流泄洪洞进水塔进行了动力分析,得到了一些有益的结论,为工程设计提供了可靠依据。     

加劲板BEM—FEM耦联动力分析

将加劲极分为薄板和结合梁（格栅）两部分，薄板部分用无奇点边界元法（ＢＥＭ）处理，而格栅用有限元法（ＦＥＭ）处理，分别建立各自的方程，然后根据板与梁之间的平衡和协调条件加以耦合，导出加劲板的自振特征方程，从而求解各阶频率和振型．本方法适于任意形状、任意边界条件的加劲板，且精度良好．     

Laplace变换—有限元法计算结构动响应

利用Laplace变换 ,采用与静弹性相比拟的方法 ,导出了频域中有限元法公式 .并利用一组满足频域中弹性运动方程的通解作为单元的位移函数 ,获得了频域中矩形单元的刚度矩阵 .作为实例对梁的动响应进行了计算     

小浪底水利枢纽3号进水塔架的静动力分析

利用８～２１结点块体单元离散了３号进水塔,对５种工况进行了静动力分析,通过了１１个断面的内力值和闸室侧墙的应力状态计算,得出一些可作为设计依据的有益结论。     

门式起重机静动力特性分析

以门式起重机为研究对象,基于现代计算力学的有限单元分析方法,利用计算机辅助有限元(CAFEA)分析软件ANSYS,采用多单元组合技术,模拟门式起重机的实际结构.并对门式起重机进行了静动力特性分析,给出了计算结果,解决了实际的工程需要.     

巨型模锻压机机架有限元动态分析

基于MSC．PATRAN仿真平台,利用六面体高阶单元建立巨型模锻压机机架三维有限元模型,得出了机架的前6阶固有频率和相应的模态振型。分析突然卸载时机架的瞬态响应,得出了机架卸载时的变形和应力分布,为更深入细致研究机架的力学行为以及进行动态设计提供了依据。     

弹性地基加劲板动力分析

采用ＢＥＭ－ ＦＥＭ 耦联分析方法,将弹性地基加劲板分为弹性地基薄板和结合梁（ 格栅） 两部分,弹性地基薄板部分用无奇点边界元法（ＢＥＭ） 处理,而格栅用有限元法（ＦＥＭ） 处理,分别建立各自的方程．然后根据板与梁之间的平衡和协调条件加以耦合,导出弹性地基加劲板的自振特征方程,从而求解各阶频率和振型．本方法适用于任意形状、任意边界条件以及非均匀地基上的加劲板,且精度良好     

220t矿用自卸汽车动力学研究

对220 t电动轮矿用自卸汽车进行整车结构设计,通过对实体结构简化处理得到整车实体模型.利用ANSYS软件建立整车满载工况的有限元模型,经模态计算得到整车的低阶固有频率,并对固有频率所表现出的主振型进行了分析.基于标准的频域路面功率谱密度函数,通过频/时变换得到时域路面随机位移函数,计算了路面随机位移时间函数激励下整车的动力响应,获取车架、前后桥、车厢、悬架等主要受力构件的位移随时间变化的规律.根据模态和动力响应分析结果针对具体研究车型的初设计提出了改进意见,指出了对主要受力构件进行疲劳分析的必要性.     

基于迭代法的柔性路面模量动态反分析

根据系统识别法的基本原理,采用以灵敏度分析为基础的迭代法调整参数,对柔性路面结构进行位移动态反分析,编制柔性路面结构模量反算程序.研究结果表明,本文的反算方法稳定收敛,初始值对反算结果影响很小,反算结果精度较高,可在实际工程中应用.     

发射器座钣的动态有限元分析

为了优化发射器座钣的结构设计,采用有限单元法对某型号发射器座钣三维空间板壳结构进行了整体三维建模,同时运用弹性力学有限元法对座钣建立的有限元模型进行模态分析和瞬态动力学分析.得到了整个座钣的前十阶固有频率及振型、结构应力和变形分布规律以及座钣关键部位的动应力变化曲线,为该类座钣结构武器合理布置筋钣和减轻座钣重量进一步优化座钣结构提供参考.     

采用隔震支座的料仓-框架结构的动力响应分析

为减缓地震作用下的料仓-框架结构的损害,结合某石化公司脱气及储存料仓-框架结构项目,利用ANSYS软件分别建立单料仓-框架结构及隔震处理结构的有限元模型,分析空仓和满仓两种工况下原结构及隔震处理结构在地震作用下的动力响应.建立料仓-框架隔震结构模型,利用振型分解反应谱法、时程分析方法分析得出在不同工况下结构的应力、位移...     

基于模态分析理论的电路模块动态特性

模态分析用于确定设计中的结构及其部件的振动特性,包括结构的固有频率和振型。基于模态分析理论应用有限元软件ANSYS建立了电路模块的有限元模型,并通过模态仿真分析计算得出电路模块的固有频率及其振型。根据模态分析所得结果针对电路模块的薄弱环节进行结构调整,从而改善了电路模块的动态特性,避免了电路模块对外部激振的响应导致产共振或出现有害的振型,提高了电路模块的使用寿命和工作性能。     

含球面副间隙的空间并联机构动态特性

为了分析含球面副间隙的5-PSS/UPU并联机构的动态特性,建立含多个球面副间隙的空间并联机构的刚体动力学模型. 基于“接触-分离”二状态模型建立含球面副间隙的运动学模型;基于改进的接触模型和修正的Coulomb摩擦模型建立运动副元素之间的法向与切向接触力模型,进一步将接触力转化到运动副元素对应的部件质心;采用牛顿-欧拉法并结合拉格朗日乘子建立含间隙空间并联机构的动力学模型,利用数值仿真分析其动态特性,计算得到间隙分别为0.05、0.10、0.20、0.40 mm时的动平台角加速度均方根误差（RMSE）指标,分别为40.046、65.385、98.489、145.715 rad/s². 结果表明,在存在多个球面副间隙的情况下,当间隙增加时,空间并联机构的动态性能严重退化.     

周期性复合材料热力耦合性能的多尺度方法

基于多尺度方法预报了周期性复合材料的热传导系数、弹性模量和热膨胀系数.针对复合材料热力耦合问题,分别引入了细观和宏观两种尺度坐标描述细观单胞的非均匀化构造和宏观均匀化结构,利用小参数摄动展开技术,建立了复合材料内部温度场和位移场的多尺度表达式,给出了复合材料有效热传导系数、有效刚度系数和有效热膨胀系数的均匀化方程.利用有限元数值模拟分析了夹杂百分含量、形状、排列方式以及间距的变化对复合材料有效性能的影响.