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修正的Craig-Bampton方法在多体系统动力学建模中的应用 被引量:12
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作者 邓峰岩 和兴 +2 位作者 张娟 李亮 张烈霞 《机械设计》 CSCD 北大核心 2004年第3期41-43,共3页
针对空间实验室、柔性机械臂等柔性多体系统 ,借助结构动力学中的Craig -Bampton模态综合方法 ,对其进行修改并用于描述弹性变形 ,将模态综合方法和多体系统建模常用的混合坐标法相结合 ,以适合刚体运动与弹性运动的耦合 ,更好地反映了... 针对空间实验室、柔性机械臂等柔性多体系统 ,借助结构动力学中的Craig -Bampton模态综合方法 ,对其进行修改并用于描述弹性变形 ,将模态综合方法和多体系统建模常用的混合坐标法相结合 ,以适合刚体运动与弹性运动的耦合 ,更好地反映了系统的动力学特性。结合ADAMS、ANSYS软件 ,可充分利用该方法对柔性多体系统进行计算机仿真分析 ,进而进行优化设计等。 展开更多
关键词 多体系统 动力学 建模 Craig-Bampton方法 模态综合
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具有大范围运动和非线性变形的空间柔性梁的精确动力学建模 被引量:17
2
作者 和兴 邓峰岩 王睿 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期1428-1436,共9页
研究具有大范围运动和非线性变形的空间柔性梁的有限元动力学建模.首先在精确描述空间柔性梁的非线性变形的基础上,采用有限元方法对梁结构进行离散,导出其动能、势能及外力对应的广义力,然后利用Lagrange方程建立了空间柔性梁的精确动... 研究具有大范围运动和非线性变形的空间柔性梁的有限元动力学建模.首先在精确描述空间柔性梁的非线性变形的基础上,采用有限元方法对梁结构进行离散,导出其动能、势能及外力对应的广义力,然后利用Lagrange方程建立了空间柔性梁的精确动力学方程.该方程在原有一次耦合模型的基础上,增加了新的表征纵向、横向、侧向弯曲变形,以及扭转变形的耦合项,同时包含了变形运动与大范围运动之间的相互耦合项.本建模方法和所得结论可为以后空间柔性梁的动力学特性分析作以参考. 展开更多
关键词 大范围运动 非线性变形 空间柔性梁 精确动力学建模
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对于具有大范围运动和非线性变形的柔性梁的有限元动力学建模 被引量:16
3
作者 和兴 邓峰岩 +1 位作者 吴根勇 王睿 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期25-29,共5页
研究具有大范围运动和非线性变形的柔性梁的有限元动力学建模.采用有限元方法对梁结构进行离散,利用Lagrange方程建立系统的精确动力学方程.该方程不仅增加了新的表征纵向、横向、侧向弯曲变形,以及扭转变形的耦合项,同时包含了变形运... 研究具有大范围运动和非线性变形的柔性梁的有限元动力学建模.采用有限元方法对梁结构进行离散,利用Lagrange方程建立系统的精确动力学方程.该方程不仅增加了新的表征纵向、横向、侧向弯曲变形,以及扭转变形的耦合项,同时包含了变形运动与大范围运动之间的相互耦合项. 展开更多
关键词 大范围运动 非线性变形 柔性梁 有限元动力学建模
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裂纹转子的振动响应研究 被引量:10
4
作者 和兴 李信真 王争国 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1994年第2期96-100,共5页
本文研究了裂纹转子的振动响应。文章首先通过应力强度因子积分得到含裂纹轴单元的刚度矩阵;建立了裂纹转子的运动微分方程。进而研究了裂纹转子的振动响应,得出了裂纹转子的振动响应随裂纹位置和深度的变化关系。为工程上早期诊断微... 本文研究了裂纹转子的振动响应。文章首先通过应力强度因子积分得到含裂纹轴单元的刚度矩阵;建立了裂纹转子的运动微分方程。进而研究了裂纹转子的振动响应,得出了裂纹转子的振动响应随裂纹位置和深度的变化关系。为工程上早期诊断微小裂纹提供了理论根据。 展开更多
关键词 振动响应 裂纹 转子 机械振动
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计及非线性变形的刚—柔耦合动力学建模 被引量:6
5
作者 邓峰岩 和兴 +2 位作者 杨永锋 张娟 李亮 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期800-804,共5页
考虑变形产生的几何非线性效应对运动柔性梁的影响,在柔性梁的纵向、横向变形位移中均考虑横向弯曲以及轴向伸缩的耦合作用,从非线性应变—变形位移的原理出发,说明增加耦合变量后,剪应变为零,由此得出的变形模式更符合工程实际和简化... 考虑变形产生的几何非线性效应对运动柔性梁的影响,在柔性梁的纵向、横向变形位移中均考虑横向弯曲以及轴向伸缩的耦合作用,从非线性应变—变形位移的原理出发,说明增加耦合变量后,剪应变为零,由此得出的变形模式更符合工程实际和简化需要。并采用有限元离散,通过Lagrange方程导出系统的动力学方程。最后对一带有中心体的柔性梁,在大范围运动为自由和大范围运动为已知两种情况下进行仿真计算,结果表明,在结构有初始变形的情况下,仅在纵向变形中计及变形二次耦合量的一次动力学模型,与考虑完全几何非线性变形的文中模型具有一定的差异。 展开更多
关键词 柔性梁 应变-变形位移 非线性 变形耦合项
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大型空间刚柔耦合组合体的动力学建模 被引量:7
6
作者 和兴 邓峰岩 +1 位作者 张烈霞 林胜勇 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2004年第5期543-545,607,共4页
根据大型刚柔耦合空间组合体的结构特点 ,研究带挠性附件的空间结构的建模方法。文中组合体看成为在中心体上连接若干柔性附件 ,附件铰接于中心体 ,它相对于中心体运动。作者根据Lagrange方法建立了大型刚柔耦合空间组合体的动力学方程。
关键词 刚柔耦合系统 动力学 建模
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微振动对空间实验室微重力环境的影响研究 被引量:6
7
作者 邓峰岩 和兴 +2 位作者 张娟 李亮 董晓芳 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期103-107,i010,共6页
针对大型刚柔组合体空间结构(空间实验室)的特点,建立系统的动力学方程,并对机柜内设备、太阳阵的转动、宇航员活动产生的激扰力进行了简化。利用计算机建立组合体的简化模型,对空间组合体在各种微振动激扰下的加速度响应进行了仿真研究... 针对大型刚柔组合体空间结构(空间实验室)的特点,建立系统的动力学方程,并对机柜内设备、太阳阵的转动、宇航员活动产生的激扰力进行了简化。利用计算机建立组合体的简化模型,对空间组合体在各种微振动激扰下的加速度响应进行了仿真研究,并将这些仿真结果用于空间实验室微重力环境的预测。 展开更多
关键词 空间实验室 微重力环境 微振动 动力学方程 加速度响应 组合体 空间结构 简化模型 仿真研究 太阳阵 激扰力 宇航员 计算机
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平面柔性梁的刚-柔耦合动力学特性分析与仿真 被引量:7
8
作者 和兴 李雪华 邓峰岩 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期377-382,共6页
针对大范围运动规律为未知的刚-柔耦合系统研究其动力学特性.利用有限元方法对柔性梁进行离散,采用Lagrange方程建立平面柔性梁的刚-柔耦合动力学方程,研究在大范围运动为自由情况下,平面柔性梁的大范围运动和变形运动的相互耦合机理,... 针对大范围运动规律为未知的刚-柔耦合系统研究其动力学特性.利用有限元方法对柔性梁进行离散,采用Lagrange方程建立平面柔性梁的刚-柔耦合动力学方程,研究在大范围运动为自由情况下,平面柔性梁的大范围运动和变形运动的相互耦合机理,比较零次模型、一次耦合模型及精确模型的差异,探讨各种模型的适用性. 展开更多
关键词 平面柔性梁 刚-柔耦合系统 动力学特性 分析与仿真
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月球探测器直接软着陆最优轨道设计 被引量:6
9
作者 和兴 林胜勇 张亚锋 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期409-413,共5页
研究月球探测器直接软着陆最优轨道的设计问题。首先根据探测器直接软着陆的特点,提出了有限推力最省燃料的最优轨道设计问题;然后利用有限推力月面软着陆的最优推力控制方向的计算公式,研究了边值条件和计算方法;最后通过直接软着陆最... 研究月球探测器直接软着陆最优轨道的设计问题。首先根据探测器直接软着陆的特点,提出了有限推力最省燃料的最优轨道设计问题;然后利用有限推力月面软着陆的最优推力控制方向的计算公式,研究了边值条件和计算方法;最后通过直接软着陆最优轨道的算例及结果分析,发现开始制动高度越低越省能量;推力方向可变时比不可变时节省能量;推力大小可变相当于采用了多级制动,对安全定点着陆非常有利。 展开更多
关键词 月球探测器 直接软着陆 最优轨道设计
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考虑地球扁率影响的任意椭圆轨道小推力最优交会控制 被引量:3
10
作者 李亮 和兴 +1 位作者 张娟 邓峰岩 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期401-405,共5页
研究在地球扁率影响和航天器在小推力推进作用下,任意椭圆轨道最优转移的一种解析解法。将小推力和地球扁率影响视为摄动力,建立航天器转移的状态方程,应用Pontryagin极大值原理,得到航天器最优推力加速度控制方程。在假设简化时,将无... 研究在地球扁率影响和航天器在小推力推进作用下,任意椭圆轨道最优转移的一种解析解法。将小推力和地球扁率影响视为摄动力,建立航天器转移的状态方程,应用Pontryagin极大值原理,得到航天器最优推力加速度控制方程。在假设简化时,将无量纲的推力加速度γ和地球扁率的二阶带谐系数J20视为同一阶量级,并只考虑它们的一次项,忽略其他的高次项,从状态方程中分解出小推力和地球扁率对轨道根数的影响,并分别进行了积分,得出最优转移轨道的一阶解析解。 展开更多
关键词 地球扁率 小推力推进 非共面转移
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一种近地回归轨道区域性覆盖星座设计 被引量:5
11
作者 张娟 邓峰岩 +2 位作者 和兴 李亮 张烈霞 《飞行力学》 CSCD 2004年第4期73-76,共4页
应用近地回归轨道对我国的国土进行区域覆盖星座设计,设计采用倾角为41°、高度为1201.88km的δ星座,通过对几种可能轨道参数的分析对比,对其覆盖性能进行了仿真分析,找到了满足覆盖要求的星座轨道参数。
关键词 回归轨道 区域覆盖 星座 设计
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编队飞行星座相对运动的运动学描述与编队构型设计 被引量:6
12
作者 张娟 和兴 +1 位作者 李亮 邓峰岩 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期280-283,共4页
分别以纬度幅角和平近点角、平纬度幅角及偏近点角为变量,推导了几种简单的编队飞行星座相对运动的运动学模型,这些模型和动力学模型(Hill方程)相一致,但更便于应用。并在此基础上,给出了当编队构型为空间圆形和星下点圆形时进行编队构... 分别以纬度幅角和平近点角、平纬度幅角及偏近点角为变量,推导了几种简单的编队飞行星座相对运动的运动学模型,这些模型和动力学模型(Hill方程)相一致,但更便于应用。并在此基础上,给出了当编队构型为空间圆形和星下点圆形时进行编队构型设计的一种运动学方法,该方法直接给出了星座中各星的轨道根数的计算方法,实例证明该方法简单实用。 展开更多
关键词 编队飞行 相对运动 运动学模型 构型设计
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做大范围运动复合材料板的动力学建模研究 被引量:6
13
作者 吴根勇 和兴 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期667-672,744,共7页
基于经典层合板理论建立了大范围运动复合材料板的动力学方程,考虑了传统建模方法忽略的二次耦合变形量。采用有限元法对复合材料板进行离散,利用Lagrange方法推导了大范围运动复合材料板的动力学方程。通过编制matlab程序计算了带中心... 基于经典层合板理论建立了大范围运动复合材料板的动力学方程,考虑了传统建模方法忽略的二次耦合变形量。采用有限元法对复合材料板进行离散,利用Lagrange方法推导了大范围运动复合材料板的动力学方程。通过编制matlab程序计算了带中心刚体的旋转复合材料板的变形,将得到的结果分别与不计耦合变形量的传统方法的计算结果进行比较,随着转速的提高,本文方法收敛,而传统方法趋于发散。研究了铺层角度对作大范围运动复合材料板变形影响以及复合材料板和各向同性板在经历相同运动时角点最大变形的差异。 展开更多
关键词 大范围运动 复合材料板 有限单元法 二次耦合变形量
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旋转复合材料板的动力学性能研究 被引量:6
14
作者 吴根勇 和兴 邓峰岩 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第8期149-154,共6页
研究了旋转复合材料板的动力学建模方法。基于经典层合板理论,建立了旋转复合材料的动力学方程,考虑了传统建模方法忽略的二次耦合变形量。采用有限单元法对板进行离散,利用Lagrange方法建立了动力学方程。将该模型计算结果与传统模型... 研究了旋转复合材料板的动力学建模方法。基于经典层合板理论,建立了旋转复合材料的动力学方程,考虑了传统建模方法忽略的二次耦合变形量。采用有限单元法对板进行离散,利用Lagrange方法建立了动力学方程。将该模型计算结果与传统模型计算得到结果比较,发现在转速较低的情况下,两者比较吻合,随着转速的提高,结果出现明显差异。建立了转动复合材料板的频率方程,研究了板的参数对其动力学性能的影响,转动板的一阶频率随着中心刚体半径以及转速的增加而增加,随着铺层角的增大而减少;对于正规对称正交层合板,随着铺层数的增加,其角点的最大变形也随着增加。 展开更多
关键词 旋转复合材料板 有限元法 频率 耦合变形
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混合遗传算法在航天器最优交会中的应用 被引量:6
15
作者 蔡婉花 和兴 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2008年第4期77-80,共4页
推导了航天器双冲量交会时的优化模型,以此为基础构造了最优交会的燃料-时间混合优化指标,并针对基本遗传算法局部搜索能力不强的问题,提出一种将最速下降法与遗传算法相结合的混合遗传算法,其中下降搜索的优化方向利用每一代中最劣个... 推导了航天器双冲量交会时的优化模型,以此为基础构造了最优交会的燃料-时间混合优化指标,并针对基本遗传算法局部搜索能力不强的问题,提出一种将最速下降法与遗传算法相结合的混合遗传算法,其中下降搜索的优化方向利用每一代中最劣个体所包含的优化信息获得。数值计算表明,该混合算法可加速算法的收敛,具有良好的优化性能和函数适应能力。最后,对共面圆轨道双冲量交会情况进行了仿真计算,仿真结果表明混合遗传算法的设计是成功的。 展开更多
关键词 交会 最优控制 最速下降法 遗传算法
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含裂纹转子振动响应的理论与实验研究 被引量:4
16
作者 和兴 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第2期229-233,共5页
根据裂纹转子系统的结构特点和运动特征,由Lagrange方程建立起裂纹转子各典型单元的运动微分方程,得到转子系统的总质量矩阵、总刚度矩阵和总阻尼矩阵;并编制了大型的的振动响应计算和动力分析程序;通过实验验证了该计算和... 根据裂纹转子系统的结构特点和运动特征,由Lagrange方程建立起裂纹转子各典型单元的运动微分方程,得到转子系统的总质量矩阵、总刚度矩阵和总阻尼矩阵;并编制了大型的的振动响应计算和动力分析程序;通过实验验证了该计算和分析方法的正确性。本文方法为工程实际应用提供了一新的途径。 展开更多
关键词 裂纹 转子 振动响应 轴心轨迹 转子动力学
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含裂纹转子的振动特性计算用于裂纹在线检测的研究 被引量:2
17
作者 和兴 贾振波 +1 位作者 李信真 孟宪颜 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 1994年第1期8-12,共5页
本文研究含裂纹转子的振动特性。文章首先根据裂纹结构的应力强度因子,得到含裂纹单元体的刚度矩阵,进而得到裂纹转子的整体刚度矩阵和质量矩阵,列写出裂纹转子的运动微分方程,导出裂纹引起转子系统刚度变化与系统振动特性参数变化... 本文研究含裂纹转子的振动特性。文章首先根据裂纹结构的应力强度因子,得到含裂纹单元体的刚度矩阵,进而得到裂纹转子的整体刚度矩阵和质量矩阵,列写出裂纹转子的运动微分方程,导出裂纹引起转子系统刚度变化与系统振动特性参数变化间的关系,从而可由实时在线测得的振动参数判断裂纹的位置。通过对模拟转子的计算和实测,表明本文提出的方法是一种可用于大型旋转机械转子轴裂纹在线检测的极为有效的方法. 展开更多
关键词 裂纹 转子 刚度矩阵 振动特性
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在新形势下理论力学教学改革的几点思考 被引量:5
18
作者 韩小平 张劲夫 和兴 《西北工业大学学报(社会科学版)》 2002年第1期83-85,共3页
在理论力学教学过程中 ,针对工程技术问题的需要 ,改变教学指导思想 ,着重学生基础、应用能力和素质的培养 ,是十分必要的。在现代科学知识高速更新的形势下 ,注重让学生学习如何“学习”的方法。教师素质的提高是培养德才兼备的技术人... 在理论力学教学过程中 ,针对工程技术问题的需要 ,改变教学指导思想 ,着重学生基础、应用能力和素质的培养 ,是十分必要的。在现代科学知识高速更新的形势下 ,注重让学生学习如何“学习”的方法。教师素质的提高是培养德才兼备的技术人才的前提和保障。本文就以上问题谈了自己的看法 ,并提出了建议。 展开更多
关键词 理论力学教学 工程技术 教学思想 学生能力培养 教师素质 技术人才培养
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非惯性系下考虑剪切变形的柔性梁的动力学建模 被引量:5
19
作者 和兴 宋明 邓峰岩 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期316-321,共6页
研究非惯性坐标系下考虑剪切变形的柔性梁的动力学建模.首先借鉴Euler-Bernoulli梁的几何非线性变形模式,考虑了Timoshenko梁弯曲以及剪切变形产生的几何非线性效应对纵向、横向变形位移的影响,在考虑两个方向的变形耦合项后,利用有限... 研究非惯性坐标系下考虑剪切变形的柔性梁的动力学建模.首先借鉴Euler-Bernoulli梁的几何非线性变形模式,考虑了Timoshenko梁弯曲以及剪切变形产生的几何非线性效应对纵向、横向变形位移的影响,在考虑两个方向的变形耦合项后,利用有限元法对柔性梁进行了离散,采用Lagrange方程建立了柔性梁的动力学模型,首次建立了包含变形二次耦合量的Timoshenko梁的动力学方程. 展开更多
关键词 非惯性坐标系 剪切变形 柔性梁 动力学建模
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月球卫星轨道设计优化 被引量:1
20
作者 林胜勇 李珠基 和兴 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第5期360-366,共7页
利用带谐项J2和J3对月球卫星轨道进行了优化设计.首先分析了月球卫星轨道摄动因素对轨道的影响,其次推导了对应于J2和J3项的冻结轨道计算公式,并通过对仅包含月球引力场模型的运动微分方程,直接积分计算轨道的变化进行了验证.最后,通过... 利用带谐项J2和J3对月球卫星轨道进行了优化设计.首先分析了月球卫星轨道摄动因素对轨道的影响,其次推导了对应于J2和J3项的冻结轨道计算公式,并通过对仅包含月球引力场模型的运动微分方程,直接积分计算轨道的变化进行了验证.最后,通过合理选择初始轨道的偏心率eo和近月点幅角ωo,对月球卫星极轨道进行了优化设计,给出了设计公式并进行了仿真.结果表明,这种优化设计方法是很有效的. 展开更多
关键词 月球卫星 摄动 冻结轨道 优化设计 偏心率 轨道倾角
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