含带状预应力板动力学特性分析的传递函数方法

采用基于Mindlin板理论的分布参数条形传递函数方法,对含带状预应力板的动力学特性进行了分析.首先,根据预应力的存在区域,将含带状预应力矩形板离散成多个条形单元,然后采用传递函数方法得出其形式解,最后通过各条形单元相互之间连接结点处的位移连续和力平衡条件得到含带状预应力板动力学特性分析的特征方程,并由此得到板的频率和振型.算例分析验证了方法的正确性,并分析了各种参数的影响.     

结构动力学特性分析中连接刚度的有限元建模对比研究

大型复杂结构都是由多个子结构组合而成的，其连接刚度会显著影响整体结构的动力学特性。本文已简单搭接板为例，采用有限元方法建立了连接刚度的体单元、加厚板单元、多点约束单元等有限元分析模型，获得了不同建模方式下，搭接板在外载荷作用下的静力学响应和无阻尼自由振动的动力学特性参数，对比分析了不同建模方式对结构动力学特性的影响。     

黏弹性基体中变截面挠曲电Timoshenko纳米梁振动特性研究EI北大核心CSCD

以黏弹性基体中的Timoshenko纳米梁为研究对象,综合考虑非局部效应、截面非均匀性、压电效应和挠曲电效应的影响,建立了变截面挠曲电纳米梁的自由振动控制方程,基于摄动理论给出了典型边界条件下结构自由振动控制方程的传递函数求解方法,较系统研究了非局部参数、截面非均匀性、挠曲电系数以及基体黏弹性对结构振动特性的影响规律。结果表明:增大截面锥度能减小结构固有频率对非局部效应的敏感程度,并带来结构临界阻尼系数的减小;增大非局部参数能削弱结构固有频率对截面锥度的敏感程度;增大切向挠曲电系数f_(3131)可削弱结构对横向挠曲电系数f_(3131)的敏感程度,而增大横向挠曲电系数f_(3131)却增加结构对切向挠曲电系数f_(3131)的敏感程度。相关研究成果可为挠曲电纳米梁在俘能器中的推广应用提供理论基础。     

基于传递函数方法的约束层阻尼梁动力学分析

主要采用传递函数方法对约束层阻尼梁进行动力学分析。首先应用Hamilton原理推导出梁的六阶微分方程和边界条件，然后引入状态向量，使用分布参数传递函数方法建立系统的状态空间方程，得到了系统的固有频率、损耗因子和频响曲线。算例韵计算结果和相关文献比较，吻合良好，表明该方法的正确性。且传递函数方法计算简捷，无需求解复杂变系数的微分方程组，更适宜分析粘弹性材料力学性能随频率变化的结构动力学问题。     

平面问题的等参条形传递函数方法

本文对条形传递函数方法进行了改进,在此基础上提出了等参条形传递函数方法,用于处理任意形状区域的平面问题。在本文方法中,一个复杂区域被划分为若干条形单元,这些单元通过等参变换映射到单位矩形区域,进而建立起位移离散模型。利用变分关系对模型处理,可以得到问题的动态控制方程。然后应用数值传递函数方法对方程求解,就可以得到系统的动力、静力响应。文后给出了数值算例并与有限元方法进行了比较。     

复合材料端框高温防松问题研究

在高温情况下,复合材料舱段连接会出现连接松动以及连接可靠性下降问题。以某飞行器复合材料端框高温情况下由于紧固件轴向膨胀量大,从而导致预紧力降低甚至消失问题为研究对象,研究了其预紧力变化的原因,并提出了一种改进连接形式,并分析了改进连接后结构变形情况。经分析可知,改进结构能够解决高温松动问题,而且这种新方式简单、便捷,可设计性好,可靠性高,适合工程应用。     

某发动机药柱极端温度发射结构完整性分析

为了对某型大长径比固体火箭发动机在极端温度发射时的结构完整性进行分析,采用三维热粘弹性有限元方法,计算得到了推进剂药柱在内压、轴向过载和极端温度载荷(-40℃和+50℃)联合作用下的位移、应变和应力分布规律。研究结果表明,推进剂药柱在高温和低温发射时位移最大值分别为9.3 mm和16.4 mm,Von Mises应变最大值分别为14.6%和23.5%,依据Von Mises应变准则,安全系数分别为2.74和2.46,满足结构完整性要求。     

有效载荷整流罩降噪性能的数值分析和优化设计研究

通过基于SAE的数值分析软件对大型运载火箭有效载荷整流罩的降噪性能进行了分析,结合已经获得的大量试验数据,确定了影响有效载荷整流罩降噪性能的关键参数,并对关键参数进行了优化设计,为有效载荷整流罩结构形式和材料的选择及降噪方案的确定奠定了理论基础和数值依据.     

一种返回舱座椅水平缓冲杆设计

在对典型"联盟式"返回舱座椅局部改进的基础上,建立了能够吸收水平着陆冲击能量的水平缓冲杆支撑座椅模型。基于胀环式缓冲杆的缓冲原理和工作特性,定义了典型、极限水平着陆工况和水平缓冲杆设计要求;应用三部分设计方案和优化选择程序,分别设计了各段胀环长度相等和不相等的水平缓冲杆。座椅实例设计结果表明,综合了着陆工况、缓冲原理、工作特性和优化效率各个影响因素的设计方法,具有统一、全面和高效的特点;优化的水平缓冲杆支撑座椅,实现了同时缓冲头盆向和胸背向过载、适应更宽着陆工况的目的。     

新型双向缓冲飞船座椅方案设计

由于地面通过座椅传递过来的多向冲击过载存在超过航天员头盆向过载耐受极限的可能性,提出了一种吸收垂直和水平两个方向着陆冲击能量的新型双向缓冲杆座椅方案.利用Lagrange方程建立了座椅系统动力学模型,并在Adams软件中进行了验证.通过数值算例,比较了竖直缓冲座椅和双向缓冲座椅的缓冲效果,讨论了座椅头部点和转动中心点的响应规律.研究结果表明,双向缓冲座椅能够明显降低头盆向加速度峰值,而对原有竖直缓冲杆的工作特性和胸背向加速度影响很小,实现了胸背向和头盆向加速度峰值降低至航天医学要求范围内的目标.