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非线性粘滞阻尼器系统的刚性性质与动力时程分析 被引量：11
1
作者 陈建兵 曾小树 彭勇波 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期204-211,共8页
粘滞阻尼器在工程中得到了日益广泛的应用,其出力存在分数指数律的非线性关系。工程中常用的阻尼指数为0.3~0.5,在此情况下,传统的非线性时程分析方法如Newmark积分及新近发展的KR-α方法等,均可能出现不稳定或数值脉冲现象,而经典的能... 粘滞阻尼器在工程中得到了日益广泛的应用,其出力存在分数指数律的非线性关系。工程中常用的阻尼指数为0.3~0.5,在此情况下,传统的非线性时程分析方法如Newmark积分及新近发展的KR-α方法等,均可能出现不稳定或数值脉冲现象,而经典的能量等效线性化方法则存在迭代求解及精度不高等问题。该文首次分析了该类粘滞阻尼器系统的刚性特征。在此基础上引入向后差分格式,并与耗能等效格式、Newmark积分格式和KR-α方法在精度、稳定性和计算效率等方面进行了对比分析。数值分析结果表明,向后差分法格式既能保证算法的稳定性、又具有足够的精度和效率。 展开更多
关键词 粘滞阻尼器 非线性 刚性系统 向后差分方法 动力时程分析
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空间站柔性展开机构仿真方法研究 被引量：2
2
作者 王碧 时军委 肖余之 《载人航天》 CSCD 2013年第6期1-8,共8页
空间站展开机构是典型的大型多柔体系统,其展开收拢过程涉及非线性大变形以及接触碰撞问题。首先采用绝对节点坐标法作为柔性体的建模方法,建立了梁单元的有限元单元格式,然后基于拉格朗日方法和Hertz接触理论建立了考虑接触碰撞问题的... 空间站展开机构是典型的大型多柔体系统,其展开收拢过程涉及非线性大变形以及接触碰撞问题。首先采用绝对节点坐标法作为柔性体的建模方法,建立了梁单元的有限元单元格式,然后基于拉格朗日方法和Hertz接触理论建立了考虑接触碰撞问题的柔性多体系统动力学方程,采用向后差分方法数值求解柔性多体系统的微分代数方程,最后以自由梁、简支梁和柔性单摆进行数学仿真验证。结果表明,该方法可用作我国空间站大型柔性太阳电池翼的设计分析参考。 展开更多
关键词 多柔体系统 绝对节点坐标法 接触碰撞 微分代数方程 向后差分方法
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广义Rosenau方程的有限元方法 被引量：7
3
作者 何挺 胡兵 徐友才 《四川大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期1-6,共6页
本文对于广义的Rosenau方程提出了全离散Galerkin有限元格式,证明了此格式的有限元解的存在唯一性,并导出了误差估计,最后给出了数值算例验证了此方法的可靠性与有效性.
关键词 广义Rosenau方程 Euler向后差分方法 全离散格式
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基于边界值方法的微分动力系统数值计算方法 被引量：1
4
作者 汪芳宗 潘明帅 杨萌 《计算力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期718-724,共7页
对高维非线性初值问题,微分求积法在每一步的积分过程中需要求解一个更高维的非线性方程组,因而计算量巨大。基于微分求积法与边界值方法两者之间的关系,可以将广义向后差分方法和扩展的隐式梯形积分方法看作是经典微分求积法的稀疏表... 对高维非线性初值问题,微分求积法在每一步的积分过程中需要求解一个更高维的非线性方程组,因而计算量巨大。基于微分求积法与边界值方法两者之间的关系,可以将广义向后差分方法和扩展的隐式梯形积分方法看作是经典微分求积法的稀疏表达形式。将广义向后差分方法以及扩展的隐式梯形积分方法这两类边界值方法应用于微分动力系统的数值计算,提出了一类新的数值计算方法。理论分析及算例结果表明,对高维非线性微分初值问题的数值计算,本文方法相对于经典的微分求积法具有更高的计算效率。 展开更多
关键词 动力系统 边界值方法 微分求积法 广义向后差分方法 扩展的隐式梯形积分方法
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修正RLW方程的一种混合有限元方法的数值分析与模拟
5
作者 樊恩宇 《应用数学进展》 2019年第12期2096-2107,共12页
本文针对修正的RLW方程提出并讨论了一种二阶向后差分的混合有限元方法。在空间方向上使用混合Galerkin有限元方法来近似,在时间上采用向后差q = ux分二阶离散格式来近似。并且得到了方程的未知解u在L2模和H1模下的最优误差估计以及在L... 本文针对修正的RLW方程提出并讨论了一种二阶向后差分的混合有限元方法。在空间方向上使用混合Galerkin有限元方法来近似,在时间上采用向后差q = ux分二阶离散格式来近似。并且得到了方程的未知解u在L2模和H1模下的最优误差估计以及在L2模下的最优误差估计。为了对数值理论进行有效性验证,我们通过一些数值算例给出一些数值模拟结果。 展开更多
关键词 修正RLW方程 二阶向后差分方法 混合有限元方法 最优误差估计 数值模拟
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局部标架的共旋Timoshenko梁单元多体动力学数值特性分析
6
作者 刘海生 张润森 +1 位作者 张腾 刘铖 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2681-2694,共14页
多柔体系统的动力学过程不仅包含结构大范围刚体运动带来的几何非线性,也存在大变形导致的几何非线性.近年来,基于李群局部标架的建模方法(local frame of Lie group,LFLG)被验证可与各类建模方法结合,能够消除刚体运动带来的几何非线性... 多柔体系统的动力学过程不仅包含结构大范围刚体运动带来的几何非线性,也存在大变形导致的几何非线性.近年来,基于李群局部标架的建模方法(local frame of Lie group,LFLG)被验证可与各类建模方法结合,能够消除刚体运动带来的几何非线性.同时,大变形导致的几何非线性也将随着空间离散加密逐渐减弱.由此,LFLG可消除多柔体系统中部件的几何非线性,刚体与柔性体惯性力、内力及其Jacobian矩阵均满足刚体运动的不变性,可有效减少单元Jacobian矩阵更新次数.但由于多体系统还广泛存在约束及载荷的非线性,LFLG方法在实际应用中是否能够提升系统整体的Jacobian矩阵复用效率尚未进行深入探讨.并且,多柔体系统通常采用变阶变步长时间积分策略求解动力学方程,算法阶数以及时间步长变化也将导致多体系统Jacobian变化,加剧了系统Jacobian复用难度.为客观分析LFLG方法在实际仿真中的数值特性,文章首先以共旋坐标建模方法为例,给出了基于李群局部标架的三维Timoshenko梁单元建模方法.较于几何精确建模、绝对节点坐标等方法,该方法能够最大复用小变形有限元方法的单元算法,可降低单元开发难度;其次,搭建了LFLG方法的变阶变步长BDF(backward difference formula)与变步长广义α积分器的计算流程,并针对小变形与大变形两种工况,分析单元弹性力及阻尼力几何非线性特性,对比Jacobian复用效率;最后,通过与全局标架算法对比,分析局部标架方法与全局标架建模方法的数值特性. 展开更多
关键词 李群局部标架方法 共旋方法 几何非线性 向后差分时间积分方法 广义α 时间积分方法
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