简介：电动太阳风帆(简称电动帆)是一种利用太阳风动能冲力飞行的新兴无质损飞行器.针对电动帆传统推力模型中忽略了姿态对推力幅值影响的问题,本文推导得出了一种解析形式的改进推力模型,并与最新的多项式拟合改进推力模型进行了对比.对比结果显示两种改进推力模型数值结果很接近,但本文的解析改进推力模型形式更简单.为了重新评估电动帆在深空探测中的性能,以地球至火星的飞行任务为算例,分别采用传统推力模型和解析改进推力模型进行了电动帆轨迹优化仿真.仿真结果显示,在相同特征加速度情况下,采用改进解析推力模型完成任务所需时间,大于采用传统推力模型所用时间.上述现象的原因在于传统推力模型中忽略了姿态改变对推力加速度大小的影响,并高估了电动帆所能产生的最大推进角.

简介：研究了一类二自由度模型在高速切削过程中的颤振运动.首先建立了二自由度切削运动模型,得到了四维的非线性分段方程,然后研究切削力中的动态分量对切削颤振的影响,应用特征值法解析建立了系统发生Hopf分岔的临界条件.结果表明,当分岔参数经过某一临界值时发生Hopf分岔.最后,通过数值方法对该系统进行了数值模拟,从而验证了该临界条件的有效性.

简介：为了更快速、高效地确定含润滑铰间间隙对机构动态特性的影响,文中建立了一种新的计算思路.首先,通过理想机构与含间隙机构的运动学模型求出间隙力,进一步把间隙力以主动力的形式带入动力学方程,得到机构的相应动态特性.然后,以含间隙与润滑的曲柄滑块机构为例,基于二状态接触模型与流体润滑模型,对比分析该模型与干摩擦模型,来进一步验证该方法的正确性与可行性.Simulink仿真数据表明,文中建立的模型能有效地抑制机构的振动,动态特性更接近于理想模型,符合实际情况.

简介：建立了直齿行星齿轮的动力学模型.其中,齿与齿之间的啮合非线性由弹簧-阻尼器-间隙-啮合误差环节模拟.提出了一种以行星轮转角为变量的时变啮合刚度与时变啮合误差表达形式,解决了变转速下行星齿轮动力学模型的描述和求解问题.通过对动力学模型进行求解,分别研究了转速、齿侧间隙、啮合误差和负载等重要参数对行星齿轮动力学特性的影响.

简介：本文主要研究了含间隙运动副桁架单胞的等效建模方法.主要考虑了桁架单胞的等效刚度问题以及阻尼问题.首先从间隙铰链开始研究,提出全面的铰链模型;其次提出用位移法将桁架单胞等效成板,即把桁架单胞看成是由梁元组成的钢架结构,运用平面钢架位移法得出桁架单胞的等效刚度矩阵,进而得出结构的整体固有频率和等效后的板的刚度矩阵.最后用有限元软件ANSYS对单胞结构在不同边界条件下进行了模态分析,将在自由边界条件下的固有频率和解析得出的频率做了对比,发现二者有很好的吻合度.结果表明由于间隙运动副的存在,使得桁架单胞结构的刚度降低,柔性增强.

简介：针对地球静止轨道空间碎片清除需求,开展了服务星通过绳索拖拽空间碎片离轨多体动力学与控制仿真研究.分析了在轨拖拽期间系统拓扑构型,采用递推方法推导了考虑地球J2摄动的服务星和空间碎片柔性多体动力学方程组,建立了基于集中参数法的绳索动力学模型,通过约束方程将绳索与服务星和空间碎片相连接,建立了服务星姿态控制力矩方程,最后形成了服务星在轨拖拽空间碎片期间柔性多体系统多体动力学方程.通过悬链线模型与本文采用的集中参数模型的比较验证了本文采用的柔性绳索模型的正确性,然后通过数值仿真分析了与服务星质量接近的空间碎片被拖动期间动力学特性,为这类航天器总体设计及空间碎片清除策略制定提供了参考依据.

简介：为全面了解和准确预测两质点动力学系统运动特性.本文以具有固定边界的两质点动力学系统为例,构建了用于研究双自由度质点运动系统的余量谐波平衡解程序.解程序融合了谐波平衡与同伦方法优势,其高阶近似仅依赖于初始谐波近似,不需要根据前一阶近似进行调整.研究结果表明：本文给出的2-阶近似频率比已有的方法结果更加精确,相对误差不同程度减小,相应的近似响应与数值解更加吻合.因此,余量谐波平衡方法可广泛应用于其它质点动力学问题研究中.