简介：将广义微分求积法(GDQR)用于分析输流曲管的流致振动问题,这是一个新的尝试.基于输流曲管的面内振动微分方程,利用GDQR法使曲管系统在空间域上得以离散化,从而获得了输流曲管的动力学方程组.数值算例中,计算得到了输流曲管在几种典型边界条件下的固有频率以及曲管发生失稳的临界流速等,这些计算结果与前人的解析解结果吻合较好.此外,还给出了两端固定输流曲管典型的动力响应行为.研究表明,GDQR法极易处理输流曲管这一类动力学模型,精度令人满意,进一步的研究可望推广到输流管道的非线性振动分析中.

简介：薛定谔方程是量子力学的基本方程,与经典物理中的牛顿运动方程地位相当.本文针对哈密顿量与时间无关的量子系统,应用分离变量法研究其量子力学定态解.分别给出了包含克尔型、饱和型以及五次非线性效应的薛定谔方程的定态解,并将所得解析解与数值解进行比较.两者完全吻合.

简介：基于车辆-轨道耦合动力学和空气动力学提出了一种快速计算横风下高速列车系统动力学行为的平衡状态方法．首先，忽略轨道不平顺并利用流固耦合联合仿真方法计算横风下高速列车的平衡状态；然后，将平衡状态下的气动力加载到车辆一轨道耦合动力学模型并计算高速列车动力学响应．利用建立的平衡状态疗法，研究了列车在速度为13．8m／s的横风下以350km／h速度运行时的流固耦合动力学行为．比较了平衡状态方法和联合仿真方法两种方法下列车姿态、安全性和舒适性指标的差异，计算结果差别在3．26％以内．研究结果表明：平衡状态方法计算横风下高速列车流固耦合的效率更高．

简介：主要考虑弯曲变形的细长轴向运动梁,可以作为工程中广泛应用在航天器天线、液体输送管道、汽车驱动带、电梯缆索等的简化机构.对轴向运动柔性梁线性微分方程,采用复模态分析方法导出两端简支和固支边界条件下的固有频率方程;采用Ritz法建立轴向运动梁的有限单元法模型.基于该模型在多种边界条件下进行梁的横向振动分析,并开展定点激励下激励功率谱的辨识.仿真结果表明,与传统的Galerkin截断方法相比.有限元方法能够克服分析方法的建模困难,对复杂边界梁进行有效的分析,对激励的功率谱能够有效地辨识.

简介：针对俯仰运动贮箱中液体的晃动用变分原理建立了一类新的Lagrange函数,以此为基础可以解析方式来研究俯仰运动贮箱中液体的非线性晃动.首先将速度势函数φ在自由液面处作波高函数η的Taylor级数展开,从而导出自由液面运动学和动力学边界条件非线性方程组;然后用谐波平衡法(HBM)假设其解为各次主导谐波叠加的形式,并代入方程组中得到含有未知系数相应多个代数方程式;最后用Broyden法对代数方程组求解.以无挡板开口二维、刚性矩形贮箱为例,研究了液体的大幅晃动,就液体晃动的幅值而言,在一定激励频率范围内,理论计算值与试验结果吻合较好,同时液面波高出现明显的零点漂移现象.

简介：把谱元法应用于刚架结构的动力学响应计算和分析中.建立了杆和梁的谱单元动力学刚度阵,针对刚架结构组装了整体动力学刚度阵,建立了整体结构的运动方程,计算了结构的固有频率和时域响应,并与采用有限元方法得到的结果进行了对比.从结果中可以看出谱元法在数值模拟中的独特优势.

简介：为研究权衡结构刚度与低阶振动频率的飞行器升力面最优结构设计,提出两种多目标拓扑优化方案（约束法、结合约束法与评价函数法）.基于变密度方法,在约束法方案中将多目标优化转化为设定参考点位移约束和低阶振动频率约束下,求解结构质量最小化的优化问题.在结合约束法与评价函数法方案中,定义组合柔度指数为评价函数（结构柔度与振动频率的函数）,将多目标优化转化为设定低阶振动频率约束和体积分数约束下,求解结构最小组合柔度指数的优化问题.结果表明两种方案的优化结果具有一定的相似性,各有所长.优化设计不仅减轻了升力面结构重量,而且提高了结构的一、二阶振动频率.

简介：利用试探函数法,将一个难于求解的非线性偏微分方程化为一个易于求解的代数方程,然后用待定系数法确定相应的常数,简洁地求得了一类非线性偏微分方程的精确解.将此方法应用到Burgers方程、KdV方程和KdV-Burgers方程,所得结果与已有结果完全吻合.本方法可望进一步推广用于求解其它非线性偏微分方程.

简介：使用Chebyshev-Gauss(CG)伪谱法研究带动量轮和推力器的欠驱动航天器姿态最优控制问题.基于欧拉姿态角和动量矩定理导出两类航天器姿态运动模型,采用Clenshaw-Curtis积分近似得到性能指标函数中的积分项,应用重心拉格朗日插值逼近状态变量和控制变量,将连续最优控制问题离散为具有代数约束的非线性规划(NLP)问题,通过序列二次规划(SQP)算法求解.数值仿真结果表明,对两类欠驱动航天器的姿态机动最优控制均能达到设计控制要求,得到的姿态最优曲线与验证得到的曲线几乎完全重叠.

简介：分析了梁摆系统的耦合振动，梁和摆均考虑为线性．研究发现该系统含有非线性动力行为，在某些条件下会发生叉形分叉．用结构动力学理论建立了梁摆系统的耦合振动方程，用摄动法求出了系统的近似解，分析了该系统的动力响应及分叉．最后用MATHMATIC软件对分叉点前后动力响应进行分析．

简介：支承舱是运载火箭与航天器之间的重要连接结构,支承舱的振动特性是力学环境设计需要考虑的因素之一.本文从振动环境控制的角度进行支承舱结构动力学分析,阐述了一种基于支承舱振动特性研究的改善航天器力学环境的方法.在有限元建模过程中,引入了材料级性能试验.计算并比较了不同材料支承舱结构对航天器振动环境的作用,比较了连接面形式对振动环境的影响.基于分析结果给出了进一步研究的建议.

简介：针对结构振动的中频问题,提出了一种新的混合分析方法.具有低模态密度的子结构利用有限元建模,高模态密度子结构利用波动方法建模,并利用边界处的位移连续和力平衡条件进行求解.以耦合梁结构为例,给出了具体的计算过程,通过解析方法进行了仿真验证.结果表明了此混合方法的有效性.进一步地计算了高频子结构的能量密度响应,并且通过对比说明,此方法在计算边界位置的能量密度响应时可以得到精确度更高的结果.

简介：支持向量机是一种基于统计学习理论的新的机器学习方法，该方法已用于解决模式分类问题．本文将支持向量机（SVM）用于混沌时间序列分析，实验数据采用典型地Mackey-Glass混沌时间序列，先对混沌时间序列进行支持向量回归实验；然后采用局域法多步预报模型，利用支持向量机对混沌时间序列进行预测．仿真实验表明，利用支持向量机可以较准确地预测混沌时间序列的变化趋势．

简介：为了完成航天器内的管路高量级振动试验考核.从理论上分析得知管路失效的决定性因素为振动应变,裁掉高频段振动环境明显降低振动试验量级,分别通过试验以及有限元方法对比分析裁掉高频段前后的振动环境下管路振动应变的差异.结果显示在涵盖管路主要谐振频率的原则下,选取截止频率裁掉振动条件高频段,管路振动应变影响不大.可以通过剪裁振动条件代替原有振动试验条件考核管路,提高管路振动试验的可行性.

简介：分析力学历来是在动力学范围内论述的,结构力学与最优控制模拟关系的共同基础就是分析力学.这表明在结构力学与最优控制理论的架构内也应有分析力学的整套理论.本文就结构力学讲述分析力学,称分析结构力学.保守体系可用Hamilton体系的方法描述,其特点是保辛.保辛给出保守体系结构最重要的特性.有限元法是从结构力学发展的,有限元的单元刚度阵应保持对称性,其实这就是保辛.根据区段单元变形能只与其两端位移有关,就可通过数学分析得到Lagrange括号与Poisson括号,展示了其辛对偶体系、正则方程、正则变换等的内容.

简介：叶片与轮盘之间的榫联结构存在接触和摩擦组合运动，在较高的热-机械载荷作用下容易发生微动磨损并导致疲劳破坏．本文采用有限元法对叶片．轮盘榫联结构进行接触分析，计算不同摩擦系数和不同转速情况下的叶片榫头和轮盘榫槽之间的接触压力、接触滑动距离．结果表明，摩擦系数增大，榫联结构接触面上的接触压力和滑动距离减小；转速增加，则接触压力和滑动距离增大．

简介：在舰艇振动较大的部位加装隔振系统是提高其自身声隐身性能最有效、最常用的方法之一，而混沌隔振方法可以很好地提高舰船线谱的隔振能力．以双层隔振系统为对象，建立两自由度非线性隔振系统的动力学模型，研究系统振动传递率特性及刚度对隔振效果的影响，采用数值积分方法分析不同激励幅值f1下系统随频率甜变化的分岔规律及非线性动力学行为．结果表明，当f1=12．0时，双层混沌隔振系统在1．11～1．18倍频区域出现混沌运动，该特征可以有效地降低结构噪声中的线谱成分，其整体隔振性能良好，验证了基于混沌理论的线谱控制方法的有效性．

简介：结合克拉玛依市科技博物馆工程,对超限倾斜结构设定性能设计目标,并针对性能目标提出抗震措施及抗震构造措施.考虑结构材料的非线性属性,采用静力非线性分析方法,分析倾斜框架-剪力墙结构在地震作用下的响应,尤其是结构在罕遇地震作用下的非线性动力特性.基于罕遇地震的弹塑性时程分析表明,最大层间位移角满足1/100的限值条件.结构在罕遇地震下也是安全可靠的,剪力墙尚处在弹性范围,未出现塑性铰,形成有利的抗震防线,连梁及框架、斜撑均出现塑性铰.其中连梁的塑性程度较深,充分发挥耗能构件性能,在大震后需修复后方可使用,而框架梁及柱塑性铰程度较浅,可不经修复直接投入使用.

简介：在微电子机械系统(MEMS)研究和设计中，微系统数值仿真分析是一个重要研究领域．本文对MEMS中多种能量场耦合问题的各种数值仿真分析方法进行了综合评述．分析了该领域目前的研究现状并指出了其今后的发展方向。

简介：研究一类一维分段不连续映射的边界碰撞分岔问题，推导了周期n解的边界碰撞分岔曲线及fold分岔条件，通过数值仿真验证了这些条件的正确性．研究发现系统存在周期增加序列和周期叠加序列．最后，对分段不连续映射进行三参数分岔研究，揭示了系统各参数对其动力学行为的综合影响．