基于几何非线性圆拱动力模型的拱形温室自振周期分析

针对拱形温室结构动力分析中的杆件弯曲振动问题，采用直接刚度法，对拱形温室自振特性进行研究。在分析拱的弯曲变形、剪切变形、轴向压缩变形、二阶效应以及基于分布质量的平动惯性力和转动惯性力的基础上，建立了圆拱的位移控制方程，求解得到了非线性平转动Timoshenko圆拱动力模型。由定解条件，得到了特征方程，通过求解特征方程，给出了拱形温室自振周期的计算方法。利用本研究模型及其退化模型，计算了拱棚和典型拱形温室结构在不同模型下的自振周期，分析了不同模型的计算结果，分析表明，本研究建立的几何非线性可压缩平转动Euler梁模型可用于拱形温室结构自振周期计算。     

用于可降水量预报的GPS对流层延迟模型研究

GPS对流层延迟与可降水量有很强的相关性,在没有气象数据的地区对流层延迟直接推算的可降水量可以作为气象短期预报的参考。针对2个不同高度层,采用线性模型和指数模型相结合的方法建立了一种新的对流层天顶延迟模型,并利用标准指数关系大气层参数及地壳变形监测站的实测数据对该模型进行了精度验证,试验证明了该模型的有效性。     

GPS测码伪距绝对定位的几种算法

GPS定位方程是非线性的,一般处理方法是按泰勒级数展开取至一次项进行线性化,再利用最小二乘原理求解,如果所取观测站坐标的初始值具有较大的偏差,略去二次微小量的模型误差,对解算结果将产生不能忽略的影响.本文研究分析了GPS测码伪距绝对定位的传统算法,并提出了一种通过求差法将GPS绝对定位的非线性观测方程转化成线性方程直接求解测站坐标的新算法,通过实例计算表明该方法计算简单,不需要测站的初始坐标信息,不需要求导计算和迭代计算,对于提高GPS测码伪距单点定位的解算速度和精度具有重要的意义.     

考虑P-Δ效应的高层钢框架结构弹性层间位移计算方法

根据高层钢框架结构的实际变形情况,以带刚性节点的十字型梁柱组合单元为计算模型,推导了钢框架结构构件内力与层间位移之间的关系式,并采用sap2000程序和有关试验结果验证了公式的可行性和正确性.结果表明,框架钢结构的层间位移主要由梁的转动产生的变形和在考虑P-Δ效应下的柱的变形2部分组成,其中梁的转动产生的变形约70%～75%,而考虑P-Δ效应下产生的柱变形约25%～30%.本文中推导公式计算结果与试验结果吻合较好,采用带有刚性节点的十字梁柱单元来计算钢框架的侧移是完全可行的.     

考虑P-△效应的高层钢框架结构弹性层间位移计算方法

根据高层钢框架结构的实际变形情况，以带刚性节点的十字型梁柱组合单元为计算模型，推导了钢框架结构构件内力与层间位移之间的关系式，并采用sap2000程序和有关试验结果验证了公式的可行性和正确性。结果表明．框架钢结构的层问位移主要由梁的转动产生的变形和在考虑P-△效应下的柱的变形2部分组成，其中梁的转动产生的变形约70％～75％，而考虑P-△效应下产生的柱变形约25％～3096。本文中推导公式计算结果与试验结果吻合较好．采用带有刚性节点的十字梁柱单元来计算钢框架的侧移是完全可行的。     

行星轮系传动比的表格计算法

利用点的速度合成定理，将轮系中各个构件的转速分解成随系杆一起转动的转速和相对系杆转动的转速。通过列表计算得到轮系中各个构件的转速。     

外伸端板节点有限元分析

为考察外伸端板连接中不同端板厚度、螺栓直径、螺栓布置对节点受力性能以及端板强度的影响,采用有限元数值分析软件ANSYS建立半刚性端板连接节点模型进行非线性有限元分析．在建立模型和计算分析过程中考虑了弹塑性、大变形和接触问题．分析结果表明：端板厚度的变化对节点的初始转动刚度、极限转动能力以及抗弯承载力都有不同程度的影响;节点的初始转动刚度随着端板厚度的增加而增加,但节点的极限转动能力却随着端板厚度的增加而减小;设计中建议采用大螺栓、中等厚度的端板,同时螺栓应尽量布置在靠近梁翼缘一侧;传统的T形件方法计算端板强度,其计算结果偏低．     

林用装卸桥速度参数的合理确定——多目标函数数学模型的建立

林用装卸桥速度参数的合理确定一直是急待解决的问题。本文通过理论分析,建立了林用装卸桥速度参数优化数学模型。通过该模型可合理确定其速度参数,提供了选取最佳速度值的理论和计算方法。     

半刚性连接钢框架的简化计算方法

采用已有的三参数力学模型模拟半刚性连接梁柱节点的弯矩-转角性能．根据小变形叠加原理，推导了半刚接梁单元杆端弯矩的计算公式以及不同情况下连接的转动刚度与弯矩传递系数．在此基础上，通过对钢框架侧移刚度和半刚接梁单元转动刚度的修正，提出了半刚接钢框架内力和层间位移的简化计算方法．算例结果表明：该计算方法可靠，可用于结构的初步设计和最终校核．     

基于几何非线性动力组合地基梁模型的漏粪地板自振特性

针对农业工程中猪舍漏粪地板的动力响应问题，采用静力分析方法，对漏粪地板进行自振特性进行研究。在考虑地基的压缩和剪切刚度、梁的弯曲和剪切变形、运动的平动和转动惯性力以及轴力的二阶效应的基础上，建立了几何非线性压剪平转动Timoshenko弹性地基梁动力基本方程，并给出了动力位移和内力方程；提出了组合地基梁的自振特性分析方法，对典型猪舍漏粪地板自振周期及振型进行了计算。结果表明：组合地基梁的周期及振型规律明显异于普通梁；不同结构参数对漏粪地板自振周期的影响程度各不相同：端部缝间板条不改变振动特性；支承长度和地基刚度作用显著；剪切变形、转动惯性力和地基剪切刚度引起的偏差较小，可忽略其影响。本研究建立的几何非线性动力组合地基梁模型能够用于猪舍漏粪地板舒适性验算和动力安全性设计。     

侧面碰撞中B柱侵入速度及变形模式对乘员损伤影响的研究

运用概念设计方法,通过参照实车和仿真中侧围部件的一般侵入速度曲线和B柱的变形模式,提取了对B柱特定部位进行加载的三条简化的侵入速度曲线,并建立了B柱/假人的简化计算模型.研究改变B柱指定部位的侵入速度曲线,并以MADYMO软件为工具计算得到了27组假人的损伤值以及B柱的变形模式.研究结果表明:减小B柱整体侵入速度、合理分配B柱各部位的侵入速度以及使B柱产生较好的变形模式,能够有效地降低侧面碰撞中假人的损伤风险.     

由星载GPS相位数据确定地球重力场模型若干问题研究

人造地球卫星在地球引力场中运动,可以探测地球重力场的长波信息.随着GPS技术的发展,星载GPS技术日趋成熟,因此由星载GPS相位数据确定地球重力场模型是当前国际地学研究的热点之一.本文给出了确定地球重力场模型中的星载GPS星地相位双差观测量,阐述了Cowell II数值轨道积分公式,导出了参数估计中星地双差观测量的偏导数,利用分块Bayes最小二乘参数估计地球引力场位系数等有关参数.     

高强度管线钢裂纹扩展速度的计算

裂纹扩展速度是预测管线钢止裂韧性的重要参数。根据目前世界各国全尺寸爆破试验分析总结的裂纹扩展速度计算模型,即BTCM模型、HLP模型和Sumitomo模型,对X80管线钢的裂纹扩展速度进行了计算,研究了管径、壁厚和强度对裂纹扩展速度的影响。分析发现,HLP模型和Sumitomo模型计算裂纹扩展速度与高强度钢全尺寸爆破实测数据较为一致,而BTCM模型预测数据较实测结果偏离程度较大。采用3种模型的计算结果表明:当管道壁厚和强度增加时,最大裂纹扩展速度均减小,因而有利于管道止裂;管径增加,最大裂纹扩展速度增大,管道所需止裂韧性也相应增大。     

三轮车转弯侧翻的力学分析及预防措施

目的针对三轮车转弯时容易侧翻的现象,进行力学分析,给出科学的改进措施。方法对转弯时的三轮车建立刚体模型,运用牛顿运动力学和刚体转动规律做详细的分析和计算,并和同条件的两轮自行车、四轮车计算对比。结果得出三轮车的特殊几何结构是主要缺陷,是导致易侧翻的主要原因;另外,旋转车轮时的回转效应也是引起侧翻的原因之一。结论结合侧翻时的临界速度表达式,控制三轮车的一些参数可以降低转弯时侧翻的风险。     

基于HyperMesh和LS-DYNA的玉米籽粒碰撞损伤动态过程的有限元分析

为了明确玉米在籽粒收获过程中的碰撞损伤机制,寻求较小损伤的收获方式,利用三维扫描技术逆向建立玉米籽粒的三维实体模型,通过基于Hyper Mesh和LS-DYNA的籽粒碰撞有限元分析,研究在不同含水率(11.78%、17.63%、23.45%、29.31%、34.73%)、不同碰撞速度(4、6、8、10、12 m/s)下籽粒损伤动态过程,量化在不同因素水平下的碰撞过程中接触力、Von Mises应力和变形的变化,以确定在不同含水率下籽粒的损伤临界速度;提取关键的数字和图像结果,利用回归分析和响应曲面分析研究单因子及交互效应对响应值的影响规律;结合非线性多目标优化的计算方法,对碰撞参数进行优化计算,以验证所建立的回归模型的合理性。结果表明:玉米籽粒在碰撞时,应力由较小的接触区域向四周扩散,最大接触力、最大Von Mises应力随含水率的增大而减小,随碰撞速度的增大而增大,最大变形则相反;籽粒在含水率为11.78%、17.63%、23.45%、29.31%、34.73%时的临界损伤速度分别为5.51、6.75、8.15、9.36、10.57 m/s;建立的预测模型具有合理的决定系数,最佳碰撞参数组合为含水率26.99%,碰撞速度5.17 m/s,对应的最大接触力为19.30 N,最大应力为40.64 MPa,最大变形为0.73 mm,与实际仿真试验结果的误差小于8%,证明了回归模型的可靠性。     

一种基于信息融合苹果果实世界定位方法

构建由Kinect设备、差分GPS设备和陀螺仪组成的信息获取系统,推导RGB图像中苹果果实世界坐标的计算方法。利用Kinect设备获取果园果树RGB图像和深度图像,差分GPS全球定位系统和陀螺仪分别获取Kinect相机位置信息和姿态信息。融合RGB图像和深度图像,利用相对位置定位模型,计算苹果圆心相机空间坐标,融合相机位置信息和姿态信息,利用空间三维坐标转换原理,建立绝对位置定位模型计算苹果世界坐标,对每个果实进行世界空间位置唯一标定。结果表明,果实相对平均定位误差0.035 m,果实绝对定位经度误差0.117 m,纬度误差0.437 m,海拔误差0.145 m。     

一种雷达随动折叠机构的设计与实现

为了提高雷达的机动性和运输通过性,利用天线阵面折叠的动力源设计了一套随动机构.对随动折叠机构的工作原理、传动性能进行了简要地介绍;通过相对转动极点法作图和在Matlab中按两连架杆预定的对应角位置建立函数关系式,分别对某雷达随动折叠机构关键参数进行求解;运用Pro/E建立该运动机构的3D模型,将其导入ADAMS软件建立虚拟样机模型,并进行动力学仿真分析,得到需要的动力学参数曲线;最后对运动过程中最可能失效的某一状态进行力学分析,了解杆的应力、变形规律,为类似机构的设计及优化提供了参考.     

某航天机构加载驱动部件热变形分析

针对某航天机构加载驱动部件提出了一种热变形分析计算方法.利用MARC软件建立了加载驱动部件的有限元模型,通过瞬态传热分析计算出该系统随时间变化的温度场及其他热参数.分别提取10,20,30 min时的加载驱动部件内部温度分布情况,生成温度场文件,并以此作为热载荷进一步求解出各时刻加载驱动部件内的热应力和变形值.分析所得结果可以用作进一步修改和优化航天机构加载驱动部件设计的依据.     

盘形振动上料器的一种系统模型和模拟

推导出一种盘形振动上料器的数学模型,在此基础上分析了固有频率、振型等动态性能,进行了系统参数计算。并利用动态分析软件ADAMS进行了建模仿真,可直观地研究零件的一致化排列过程和输送的速度。实践证明,利用这种模型进行盘形振动上料器的研制工作十分有效。     

变形修正动力模型简化在梁单元中的应用

针对大型复杂工程结构中以梁单元等6自由度为主要单元的有限元模型,在变形修正动力模型简化法的基础上,增加转动自由度的位移转换关系,以改进算法.通过与通用有限元软件ABAQUS中的有限元模型进行对比,结果表明改进后的算法精度高、效率高,能满足更为广泛的工程有限元计算.