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分布传感/执行器智能梁的振动控制及APDL仿真

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压电与声光 2001年第6期23卷 493-495页

作者：周舟任革学周玉勋清华大学工程力学系北京100084

研究了分布传感 /执行器智能梁模型的振动控制问题。传感器和执行器选用了压电薄膜 PVDF,控制律根据直接位移反馈、负速度反馈和 L yapunov速度反馈设计。研究表明 ,在本文讨论的悬臂梁模型中 ,分布执行器控制的效果等效于自由端施加变... 详细信息

研究了分布传感 /执行器智能梁模型的振动控制问题。传感器和执行器选用了压电薄膜 PVDF,控制律根据直接位移反馈、负速度反馈和 L yapunov速度反馈设计。研究表明 ,在本文讨论的悬臂梁模型中 ,分布执行器控制的效果等效于自由端施加变化的控制力矩 ,而且速度型反馈明显优于位移型反馈。另外 ,在仿真的过程中 ,利用了 ANSYS的参数设计语言 APDL (ansys param etric design language) 。

关键词：智能结构振动控制分布传感/执行器智能梁 APDL仿真智能材料

基于绝对坐标的实体单元在多体系统动力学中的应用

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系统仿真学报 2012年第3期24卷 733-739页

作者：虞磊任革学清华大学工程力学系北京100084

为研究具有复杂几何外形的柔性多体系统的动态应力响应或大变形运动,需提供一种能描述复杂几何外形并支持大变形的柔性体建模方法。利用完全非线性有限元方法,在多体系统框架下,开发包括线性和二次插值两种类型的四面体、五面体和六面体... 详细信息

为研究具有复杂几何外形的柔性多体系统的动态应力响应或大变形运动,需提供一种能描述复杂几何外形并支持大变形的柔性体建模方法。利用完全非线性有限元方法,在多体系统框架下,开发包括线性和二次插值两种类型的四面体、五面体和六面体6种三维大变形实体单元,为准确描述多体系统中实体柔性体的大变形和任意的刚体运动提供一种建模方法。同时通过引进虚刚体建立实体单元和刚体的约束,利用赫兹理论处理实体单元和刚体之间的碰撞问题,将实体单元与多体系统有机结合在一起。最后通过数值算例验证了实体单元在多体系统动力学中的应用可行性和有效性。

关键词：多体系统动力学绝对坐标实体单元大变形

直升机旋翼/机身耦合系统的气弹响应分析(一)旋翼系统的建模

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应用力学学报 1999年第1期16卷 33-38页

作者：郑兆昌程永明任革学清华大学

直升机系统是一个流体、固体、刚体和控制相互耦合的非线性时变系统。其气弹响应问题的研究长期为国内外学者注视。本文对旋翼考虑不同的耦合层次，及诸因素的各项贡献，建立其耦合模型。应用Ｈａｍｉｌｔｏｎ变分原理建立旋翼系统运动... 详细信息

直升机系统是一个流体、固体、刚体和控制相互耦合的非线性时变系统。其气弹响应问题的研究长期为国内外学者注视。本文对旋翼考虑不同的耦合层次，及诸因素的各项贡献，建立其耦合模型。应用Ｈａｍｉｌｔｏｎ变分原理建立旋翼系统运动方程。

关键词：直升机动力学气弹响应旋翼系统机身建模

基于OpenMP和Pardiso的柔性多体系统动力学并行计算

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清华大学学报（自然科学版） 2012年第11期52卷 1643-1649页

作者：曹大志强洪夫任革学清华大学工程力学系北京100084 第二炮兵工程大学601室西安710025

为加快大型、复杂柔性多体系统的动力学仿真的速度,对多体系统动力学的并行算法进行研究。首先分析了微分代数方程(differential algebraic equations,DAEs)在数值计算求解过程中主要的计算量。据此,提出采用OpenMP并行计算系统的刚度... 详细信息

为加快大型、复杂柔性多体系统的动力学仿真的速度,对多体系统动力学的并行算法进行研究。首先分析了微分代数方程(differential algebraic equations,DAEs)在数值计算求解过程中主要的计算量。据此,提出采用OpenMP并行计算系统的刚度矩阵、右端项和采用并行的稀疏线性方程组求解器Pardiso对线性方程组进行求解的并行策略。将这两种并行策略应用到自主开发的柔性多体系统动力学软件THUSolver中,实现了对多体系统动力学的并行计算。通过两个工程算例的仿真得到并行的加速比和计算效率,结果表明:采用的两种并行策略都有很高的计算效率,能大幅提高多体系统动力学仿真的速度。

关键词：动力学柔性多体系统并行计算

大射电望远镜FAST整体变形索网反射面仿真研究

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工程力学 2007年第10期24卷 165-169,159页

作者：路英杰任革学清华大学工程力学系北京100084

针对大射电望远镜FAST的整体变形索网反射面方案的可行性问题,研制开发了一套专门的有限元计算软件,并提出了一个索网反射面拟合旋转抛物面的反馈控制算法。利用有限元计算软件,在索网反射面力学模型上,对反馈控制算法进行仿真实验,以... 详细信息

针对大射电望远镜FAST的整体变形索网反射面方案的可行性问题,研制开发了一套专门的有限元计算软件,并提出了一个索网反射面拟合旋转抛物面的反馈控制算法。利用有限元计算软件,在索网反射面力学模型上,对反馈控制算法进行仿真实验,以论证该方案的可行性。采用有限元方法对索网进行力学建模和计算,推导了一种适于大范围空间运动的四节点索单元,利用动力松弛法进行三维索结构找形计算。

关键词：大射电望远镜FAST 索网反射面四节点索单元索结构找形计算动力松弛法

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多体动力学热-结构耦合圆管单元及其应用

工程力学 2013年第11期30卷 28-35页

作者：吴江赵治华任革学范如玉清华大学工程物理系北京100084 西北核技术研究所西安710024 清华大学航天航空学院北京100084

航天器柔性附件在突加太阳辐射热载荷作用下的热诱发振动会严重影响航天器的正常工作。航天器是典型的多体系统;部件间的相互作用会严重影响航天器的热诱发振动响应,因而有必要使用多体系统动力学的方法对此进行研究。该文在柔性多体系... 详细信息

航天器柔性附件在突加太阳辐射热载荷作用下的热诱发振动会严重影响航天器的正常工作。航天器是典型的多体系统;部件间的相互作用会严重影响航天器的热诱发振动响应,因而有必要使用多体系统动力学的方法对此进行研究。该文在柔性多体系统动力学框架内,推导建立了一种考虑辐射换热的热-结构耦合圆管单元。温度变化会使圆管单元产生轴向伸缩和横向弯曲;同时,在给定辐射热流作用下,圆管单元受热条件与其姿态和变形相关。使用该圆管单元、刚体单元和柔性体单元可以实现多体系统动力学热-结构耦合分析。该文的方法首先用于哈勃太空望远镜太阳能电池板简化模型的热诱发振动分析,所得结果与文献结果吻合良好。然后,该文研究了由本体、动量轮、柔性支撑杆和端部质量组成的航天器在突加辐射热流作用下的振动响应。结果表明:各部件间的相互作用会对航天器的热诱发振动响应产生显著影响。

关键词：热诱发振动热-结构耦合空间结构热颤振柔性多体系统动力学欧拉梁

基于绝对坐标法的柴油机曲轴柔性多体系统的动力学仿真

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工程力学 2013年第6期30卷 281-287页

作者：曹大志赵治华强洪夫任革学清华大学工程力学系北京100084 第二炮兵工程大学201室西安710025

该文基于柔性多体动力学理论,在自主研发的多体系统程序中,建立了某大型船用柴油机曲轴的柔性多体动力学仿真模型。其中采用基于绝对节点坐标的三维实体单元和基于有限段法的梁单元分别对曲柄和主轴颈进行建模,利用约束方程将发动机曲... 详细信息

该文基于柔性多体动力学理论,在自主研发的多体系统程序中,建立了某大型船用柴油机曲轴的柔性多体动力学仿真模型。其中采用基于绝对节点坐标的三维实体单元和基于有限段法的梁单元分别对曲柄和主轴颈进行建模,利用约束方程将发动机曲柄连杆机构的各部件进行组装,并考虑了轴承的弹性和非线性。对曲轴进行了约束模态分析和动力学仿真分析,计算了主轴承的载荷和轴颈的位移,得到了曲轴的动应力分布规律并进行了其强度校核。结果表明基于绝对节点坐标法的柔性多体系统的动力学建模和仿真计算的实现为柴油机的改进和设计提供了理论依据。

关键词：柔性多体动力学绝对节点坐标法柴油机曲轴约束模态分析动应力分析

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Stewart平台机构的减振控制插补策略

清华大学学报（自然科学版） 2002年第11期42卷 1473-1476页

作者：张辉王启明汪劲松任革学清华大学精密仪器与机械学系北京100084 中国科学院国家天文台北京100012 清华大学工程力学系北京100084

为满足大射电望远镜FAST(five-hundred-meteraperturesphericaltelescope)馈源指向跟踪系统的减振控制要求,在通用Stewart平台机构上,利用速度差分预测控制算法获得了控制轨迹;研究了操作空间和关节空间的插补实现,推导了具体公式;根据... 详细信息

为满足大射电望远镜FAST(five-hundred-meteraperturesphericaltelescope)馈源指向跟踪系统的减振控制要求,在通用Stewart平台机构上,利用速度差分预测控制算法获得了控制轨迹;研究了操作空间和关节空间的插补实现,推导了具体公式;根据关节空间插补计算简单以及易于控制动态特性的特点,提出了减振控制中在关节空间插补的策略;进一步结合运动学正逆解,给出了关节空间插补精度的分析流程。仿真计算及实验结果表明,关节空间插补能够满足FAST的控制要求。

关键词： Stewart平台机构减振控制插补策略速度差分预测控制算法大射电望远镜插补精度

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捷联惯测组合误差系数分离与补偿方法

系统工程与电子技术 2011年第12期33卷 2716-2720页

作者：解静肖龙旭任革学清华大学航天航空学院北京100084 第二炮兵装备研究院北京100085

为了解决导弹飞行过程中捷联惯测组合误差系数相对于装订值的漂移问题,进一步提高惯性导航精度,提出了一种捷联惯测组合误差系数的分离和补偿方法。该方法利用真空飞行段导弹仅受地球引力和姿态变化引起的惯性力作用这一受力特点,结合... 详细信息

为了解决导弹飞行过程中捷联惯测组合误差系数相对于装订值的漂移问题,进一步提高惯性导航精度,提出了一种捷联惯测组合误差系数的分离和补偿方法。该方法利用真空飞行段导弹仅受地球引力和姿态变化引起的惯性力作用这一受力特点,结合惯测组合部分工具误差系数的射前修正,推导加速度计和陀螺仪输出模型零次项和一次项误差系数的分离模型,计算误差系数漂移引起的惯性导航误差并给出修正方法。试验结果表明,采用该方法可减小惯性导航误差约56%,进一步提高了惯性导航精度。

关键词：惯性导航误差系数分离导航误差修正捷联惯测组合