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22 个结果
  • 简介:针对复合材料层合悬臂板,在其上表面铺设压电纤维复合材料MFC作为作器,同时在下表面对称铺设压电薄膜(PVDF)作为传感器,应用速度反馈控制方法研究其主动振动控制.运用Hamilton原理和假设模态法推导含多个MFC作器的复合材料层合板的力电耦合结构运动方程,其中考虑了MFC作器作为悬臂板附加质量及刚度的影响.基于模态控制力/力矩最大化的原则,将多对MFC作器/PVDF传感器铺设在层合悬臂板前几个低阶模态应变最大的区域,通过算例得出结构受控前后的时域和频域响应以及各MFC作器所需的控制电压曲线.讨论复合材料层合板纤维铺设角度不同情况下,作器MFC铺设位置及压电纤维铺设方向的相应变化.

  • 标签: 复合材料悬臂板 压电纤维复合材料(MFC) 纤维铺设角度 模态控制
  • 简介:应用混和控制(HybridControl)中的切换系统(SwitchedSystem)的方法,分别对汽车四轮转向系统的高速态与低速态两个子系统以及由高速态向低速态变化的切换系统进行了最优控制设计.仿真结果表明,Hybrid控制实现了四轮转向系统(4WS)的低速灵活性与高速稳定性,具有良好的控制效果.

  • 标签: 四轮转向系统 混和控制 切换系统 鲁棒控制
  • 简介:用等效力学模型法研究了多腔体充晃动问题.在单腔体等效模型的基础上给出了多腔体充液体的等效模型,并分析了液体分散到多个腔体后对飞行器带来的影响.结果表明,从频带的改善到作用力的减少等方面,一般情况下多个腔体的力学特性更有利于飞行器的动力学与控制设计.

  • 标签: 多腔充液 晃动 等效力学模型
  • 简介:针对C/SiC轻质复合材料结构,将三维编织C/SiC复合材料看作是组分材料的空间结构物,由有序的细观结构单胞叠合而成。采用细观结构单胞作为离散单元对三维编织复合材料结构进行宏观网格剖分,利用有限元方法研究复合材料悬臂板动态特性,计算结果与理论值符合较好。

  • 标签: 复合材料 三维编织 单胞模型 动态特性
  • 简介:以含主动调谐质量阻尼器(TMD)的建筑结构为研究对象,研究作用于TMD上的作器输出力小于设计控制力时的控制方法。为了确定系统控制率,在满足线性矩阵不等式约束的前提下,通过优化控制目标函数来达到。同时,为了保证控制效果,采用了峰-能量控制器。最后,以一座六层建筑物为例来说明本文方法的可行性。

  • 标签: 饱和作动器 LMIS 峰-能量控制器 建筑结构
  • 简介:采用有限元方法研究复合材料层合板结构在线性温度场作用下非线性热振动特性.采用特征值屈曲分析方法,判断了结构在线性温度场作用下的临界屈曲分歧点,计算了结构的一阶弯曲固有频率,分析了铺层角度及铺层层数对结构临界屈曲温度分布和结构固有频率的影响,总结了其对复合材料层合板结构热振动特性影响的一般规律.这些结论对复合材料结构设计、抗热设计有一定的指导意义.

  • 标签: 复合材料层合板 非线性 振动分析 特征值屈曲分析 层合板结构 振动特性
  • 简介:为了研究零质量射流的作用机理和流场结构,发展了一套面向二维零质量射流的非结构化网格模拟方法:采用控制容积法,引入网格控制方程,并与任意曲线坐标系下矩阵形式的时均可压缩N-S方程组联合求解,迭代过程中采用弹性类推法进行动态网格更新.基于此方法,对二维零质量射流进行数值模拟,对计算获得的流场涡线和流线分布进行了分析和讨论,并与其他学者类似算例进行了比较,表明该方法能够合理揭示零质量射流的流场结构和作用机理,可实现二维零质量射流的数值模拟.

  • 标签: 动网格 零质量射流 非定常流动 数值模拟
  • 简介:为了满足空间探测任务的要求,需采用轻质的伸杆机构支撑各类探测载荷远离卫星本体以避免平台剩磁对空间测量信息的干扰,而挠性伸杆的弹性振动会耦合影响到卫星本体,从而降低卫星本体的姿态控制精度.考虑到挠性附件振动的复杂性及其对航天器本体的耦合影响,采用最优指令整形抑制挠性伸杆的低阶模态振动,并在本体控制中设计自适应扰动抑制滤波器进一步抵消挠性伸杆的残余振动对本体的干扰作用.仿真结果表明,此复合振动控制方法可显著的提高此小卫星的姿态控制精度.

  • 标签: 挠性伸杆 最优指令整形 自适应扰动抑制滤波器 复合振动控制
  • 简介:以飞行器机翼作为工程背景,将机翼简化为悬臂板模型,研究了受横向电压激励、基础激励、面内激励联合作用下复合材料层合悬臂板的非线性动力学问题.首先建立其动力学模型,考虑冯-卡门大变形理论,利用Hamilton原理建立复合材料层合悬臂板的非线性动力学方程;选择符合边界条件的模态函数,利用Galerkin方法对系统进行四阶离散,得到四自由度非线性常微分方程;代入系统实际物理参数,应用MATLAB软件数值模拟得到系统振动幅值随电压激励变化的分叉图,由图可知,电压激励使系统从混沌运动变为倍周期运动,降低了系统振幅,保持系统的稳定.

  • 标签: 悬臂板 HAMILTON原理 分叉 非线性动力学 混沌
  • 简介:针对大型风力机叶片在静止和变速运转工况下,振动模态计算分析方法和转速对频率的影响进行了研究.建立了叶片有限元模型,静力分析时采用耦合加载方式;采用分块Lanczos法分析了叶片的模态,考察了叶片固有频率对预应力效应的敏感程度及稳定性,探讨了转速对叶片频率的影响程度,分析了预应力效应产生的原因.结果表明:叶片主要以挥舞和摆阵振动形式为主;预应力效应对叶片的固有频率产生了较大影响,随转速的不断增大叶片的固有频率也随之增大,且预应力效应对叶片挥舞刚度的影响程度大于摆阵刚度的影响.

  • 标签: 风力机 叶片 预应力效应 复合材料 模态分析
  • 简介:失重作用可能在空间中构造理想的球形滴,它在空间流体科学、空间材料合成等中均有应用.在轨操纵中共振可能引起滴的变形而影响实验质量,了解滴晃动特性对空间实验的设计和避免与支撑结构的共振都有帮助.用瑞利-里兹法研究了失重滴的自由晃动问题,给出了滴自由晃动的频率和模态函数.可利用表面上的动力学条件研究自由滴的晃动特性,但由于耦合系统复杂,往往用能量法加以研究.该方法作为一种能量法,可为进一步研究失重环境中的滴和支撑结构的耦合振动问题提供可行的途径.

  • 标签: 瑞利-里兹法 晃动 自由液滴
  • 简介:利用压电材料的正压电效应与逆压电效应对悬臂板结构复合材料机翼进行观测与颤振抑制.采用不同的压电材料分别作为作器与传感器,建立了含有压电层的复合材料层合板的有限元模型,采用偶极子网格法(DLM)计算升力面的亚音速非定常空气动力,用Roger近似法对频域空气动力进行有理化近似,在此基础上建立了力-电-气动耦合系统的控制方程.针对多输入多输出(MIMO)系统,设计LQG最优控制律,对比系统的开、闭环颤振特性.应用Runge-Kutta法求解系统的时域响应,数值仿真验证了该方法对颤振抑制的有效性.

  • 标签: 压电材料 智能结构 颤振主动抑制 有限元 LQG控制
  • 简介:大型柔性空间结构的振动控制问题引起了广泛的关注.压电材料以其低质量、宽频带和适应性强等特点,非常适合于柔性空间结构的振动控制.本文针对上下表面粘贴有分布式压电传感器和作器的智能层梁结构,提出了一种考虑压电材料对结构质量、刚度影响的高阶有限元模型.考虑到空间结构可能承受较大的热载荷,在模型中计及了压电材料的热电耦合效应.采用常增益负反馈控制方法、常增益速度负反馈控制方法、Lyapunov反馈控制方法和线性二次型调节器方法(LQR)设计主动控制器,实现了智能层梁结构脉冲激励下的振动主动控制.仿真结果表明,LQR方法更能有效的实现结构振动控制,并且具有更低的作器峰值电压,但不能消除热载荷引起的结构变形.

  • 标签: 主动振动控制 柔性空间结构 压电材料 有限元 Lyapunov反馈 LQR方法
  • 简介:研究离心力和温度变化引起的附加弯曲变形对复合材料柔性多体系统振动特性的影响.从本构关系和非线性应变与位移关系式出发,用虚功原理和有限单元法建立了复合材料柔性梁的动力学变分方程,在此基础上建立了复合材料柔性多体系统的动力学方程.对曲柄-连杆-滑块机构的数值仿真表明,对于非对称的复合材料梁,各层弹性模量和热膨胀系数的差异会引起附加弯曲变形,从而影响系统的振动特性.

  • 标签: 复合材料多体系统 几何非线性 附加弯曲变形 动力学 热效应
  • 简介:建立了充航天器动力学模型并考虑液体燃料粘性边界层效应.推导了采用脉冲推进实现航天器姿态转换的等效反馈控制力矩增益系数.确定了航天器穿越分支线完成预期姿态定向的脉冲推进控制方案.由于存在能量耗散,航天器完成姿态再定向机动后将绕主轴做正向或负向自旋,航天器相对于角动量随体坐标系的最终定向不能预先确定.研究结果表明,采取脉冲推进控制策略所完成的姿态转换机动可以使航天器实现最终所期望的姿态定向.

  • 标签: 充液航天器 全局姿态机动 再定向 脉冲推进
  • 简介:针对我国某一型号大型卫星液体燃料Cassini贮箱(腰为圆柱,两底为半球),应用有限元方法研究了微重环境下液体的小幅晃动问题和横向受迫晃动问题,采用Galerkin方法得到了系统的有限元离散方程;得到了晃动固有频率和等效力学模型参数.针对周期脉冲激励,推导了液体作用于贮箱壁的晃动力和晃动力矩计算公式并给出了数值计算结果和分析结论.

  • 标签: 微重力 液体晃动 等效力学模型 有限元 周期脉冲激励
  • 简介:中心直裂纹巴西圆盘试样可以用于脆性材料在纯Ⅰ型、纯Ⅱ型以及Ⅰ-Ⅱ复合型载荷下的动态断裂韧度的测试.通过改变径向冲击的加载角口(加载方向相对于裂纹的倾斜角),可以方便地实现不同的Ⅰ、Ⅱ型动态断裂实验.本文用有限元软件ANSYS对试样进行动态复合型断裂模拟分析,研究了不同载荷、不同材料以及不同试样尺寸对动态无量纲应力强度因子的影响,得到了纯Ⅱ型加载所对应的加载角θa的近似计算公式.对于在斜坡载荷作用下的复合型断裂,Ⅰ、Ⅱ型应力强度因子具有相似的时间历程曲线,其比值逐渐趋近于一个常数.本文给出了不同无量纲裂纹长度的试样在不同加载角下对应的Ⅰ、Ⅱ型无量纲应力强度因子的比值K1(t)/KⅡ(t)(该比值称为复合比),利用该复合比,可以通过应变能密度因子准则求出试样的起裂角β0,得到的结果与文献给出的试验结果吻合得很好.

  • 标签: 中心直裂纹巴西圆盘 复合型动态断裂 纯Ⅱ型加载角θⅡ 无量纲应力强度因子 复合比K1(t)/KⅡ(t) 起裂角β0
  • 简介:讨论了充航天器大角度姿态机动自适应非线性动态逆控制设计.推导了航天器一液体晃动耦合系统动力学方程.采用单摆等效力学模型对液体燃料晃动进行动力学建模.由于充航天器控制系统的强耦合非线性,故采用神经网络构造系统的自适应非线性动态逆控制器.通过实际算例对该控制器的跟综性能进行了测试,结果证明该自适应非线性动态逆控制器在包含液体晃动的情况下仍具有很好的跟综性能.

  • 标签: 动态逆 神经网络 自适应
  • 简介:对于弹性容器与不可压无黏液体之间的线性耦合问题,已有缩聚对称形式的固耦合系统有限元方程.利用比拟算法获得固耦合系统的系统矩阵,将问题转化为通用有限元程序可以解决的问题.以包含贮箱的火箭模型为例,求解火箭的模态特性,其中包括由液体晃动所引起的火箭振动模态.结果表明此类模态与重力加速度有关,频率随重力加速度的增大而增大.

  • 标签: 液固耦合 贮箱 有限元方法 比拟
  • 简介:研究了横向气动载荷和参数激励联合作用下复合材料悬臂外伸矩形板在伸出过程中的非线性动力学问题.根据Reddy的高阶剪切层合板理论,应用Hamilton原理建立了外伸板在横向气动力和参数激励作用下的非线性动力学方程,其中横向气动力采用一阶活塞气动力.然后应用Galerkin方法对系统偏微分形式的非线性方程进行离散,得到了一组时变系数的非线性动力学方程.在此方程的基础上,对复合材料悬臂外伸板进行了数值模拟分析,讨论了外伸速度对悬臂外伸板非线性动力学特性的影响.

  • 标签: 复合材料悬臂外伸板 高阶剪切理论 活塞理论 HAMILTON原理 非线性动力学