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考虑刚-液耦合的大幅晃动多体系统动力学建模与分析

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振动与冲击 2020年第18期39卷 109-117页

作者：张诗琪刘锦阳上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

该研究考虑刚-液耦合,建立大幅晃动多体系统的动力学模型。基于光滑粒子群方法(SPH方法)建立了非惯性系下大幅晃动液体的运动方程,液体边界条件采用虚粒子法,保证边界处不可穿透,从而改进了液体自由表面的计算精度。为了解决传统的排斥... 详细信息

该研究考虑刚-液耦合,建立大幅晃动多体系统的动力学模型。基于光滑粒子群方法(SPH方法)建立了非惯性系下大幅晃动液体的运动方程,液体边界条件采用虚粒子法,保证边界处不可穿透,从而改进了液体自由表面的计算精度。为了解决传统的排斥力法计算液体作用于刚体边界的晃动力和晃动力偶矩存在的精度不足问题,提出了一种新的计算晃动力和晃动力偶矩的方法,通过计算各粒子绝对加速度,得到粒子的达朗贝尔惯性力的主矢和对刚体质心的主矩,利用达朗贝尔原理计算得到向质心简化的晃动力和晃动力偶矩,建立了考虑刚-液耦合的充液刚体的动力学方程。在此基础上引入刚体之间的运动学约束关系,建立多体系统的动力学方程。通过液体晃动与制动液罐车两个算例,验证了建模方法的有效性。

关键词：充液多体系统大幅晃动刚-液耦合

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大变形柔性梁系统的绝对坐标方法

上海交通大学学报 2005年第5期39卷 827-831页

作者：李彬刘锦阳上海交通大学工程力学系上海200030

研究了绝对坐标法在大变形柔性梁系统刚-柔耦合动力学问题中的应用.考虑几何非线性,用绝对坐标法推导出有限元离散的平面梁系统的动力学方程.用能量守恒原理验证了绝对坐标法计算结果的正确性.比较大变形时的绝对坐标法与一次近似的混... 详细信息

研究了绝对坐标法在大变形柔性梁系统刚-柔耦合动力学问题中的应用.考虑几何非线性,用绝对坐标法推导出有限元离散的平面梁系统的动力学方程.用能量守恒原理验证了绝对坐标法计算结果的正确性.比较大变形时的绝对坐标法与一次近似的混合坐标法的计算结果表明,文中绝对坐标法比一次近似的混合坐标法模型更精确,适合于大变形的情况.

关键词：柔性梁系统动力学方程绝对坐标法大变形

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考虑热效应的柔性板的刚-柔耦合动力学特性

上海交通大学学报 2008年第8期42卷 1226-1232,1237页

作者：刘锦阳袁瑞洪嘉振上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

研究考虑热效应的柔性板的刚-柔耦合动力学规律.根据柔性板的运动学关系和本构关系,用Jourdain速度变分原理建立了作空间运动的柔性体的动力学变分方程.引入与应变率有关的耦合项,建立了连续的热传导变分方程.用三维空间的有限元法分别... 详细信息

研究考虑热效应的柔性板的刚-柔耦合动力学规律.根据柔性板的运动学关系和本构关系,用Jourdain速度变分原理建立了作空间运动的柔性体的动力学变分方程.引入与应变率有关的耦合项,建立了连续的热传导变分方程.用三维空间的有限元法分别对变形场和温度场进行离散,建立了动力学和热传导耦合方程.研究温度变化对系统的刚-柔耦合动力学特性的影响,发现在周期性热流作用下的共振频率与频谱分析得到的系统固有频率之间的内在关系,揭示了热传导方程中与弹性变形有关的耦合项对温度变化的影响.最后从温度场的泰勒多项式出发,对三维空间的温度场和变形场建立了精确的二维有限元模型,并对二维线性近似有限元模型的适用性进行了研究.

关键词：柔性板热效应三维有限元模型刚-柔耦合动力学

低轨道下运行的卫星-太阳帆板系统的刚-柔-热耦合动力学建模

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振动与冲击 2017年第6期36卷 38-44页

作者：左亚帅刘锦阳上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

传统地考虑热效应的卫星-太阳帆板动力学模型只考虑太阳直接辐射热流的影响,仅适用于高轨道运行的航天器。以低轨道下运行的卫星-太阳帆板系统为研究对象,提出了一种通用的分析其在宇宙空间各种热流作用下刚-柔-热耦合动力学特性的建模... 详细信息

传统地考虑热效应的卫星-太阳帆板动力学模型只考虑太阳直接辐射热流的影响,仅适用于高轨道运行的航天器。以低轨道下运行的卫星-太阳帆板系统为研究对象,提出了一种通用的分析其在宇宙空间各种热流作用下刚-柔-热耦合动力学特性的建模方法。考虑太阳帆板热变形、卫星的姿态运动和太阳帆板受到的各种辐射的热流密度之间的耦合关系,分别给出了太阳直接辐射热流、地球红外辐射热流以及地球反照辐射热流的计算公式。将系统视为中心刚体-悬臂梁模型,首先建立了悬臂梁的热传导方程,然后通过引入考虑热应变的应力-应变关系,用虚功原理建立了卫星-太阳帆板多体系统的考虑热效应的动力学方程,对热传导方程和动力学方程联立求解。对低轨道下运行的卫星-太阳帆板系统进行了数值仿真分析,分析了考虑地球红外辐射和地球反照辐射热流对热振动的影响,以及考虑刚-柔-热耦合效应对系统动力学特性的影响,并给出了系统热振动稳定时特征参数的范围。

关键词：低轨道卫星-太阳帆板刚-柔-热耦合动力学热振动

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大变形硅胶板动力学建模与仿真分析

振动工程学报 2019年第2期32卷 191-198页

作者：徐齐平刘锦阳上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院水动力学教育部重点实验室上海200240

硅胶材料是一种具有非线性本构关系的不可压缩超弹性材料,与传统的线弹性金属材料相比,硅胶材料不仅要考虑几何非线性,而且要考虑材料非线性。对大变形弯曲的硅胶板进行动力学建模和仿真分析。为了解决体积锁定问题,使用缩减积分法对传... 详细信息

硅胶材料是一种具有非线性本构关系的不可压缩超弹性材料,与传统的线弹性金属材料相比,硅胶材料不仅要考虑几何非线性,而且要考虑材料非线性。对大变形弯曲的硅胶板进行动力学建模和仿真分析。为了解决体积锁定问题,使用缩减积分法对传统的绝对节点坐标法(ANCF)低阶板单元进行改进。通过引入罚函数,推导了Yeoh模型的弹性力阵及其导数阵,用绝对节点坐标法建立了大变形硅胶板的动力学方程,结合Newmark数值积分方法和Newton-Raphson迭代方法求解二阶微分方程。分别采用传统的ANCF低阶板单元和改进的ANCF低阶板单元,对受重力作用下的悬臂硅胶板和受到球铰约束的硅胶板进行动力学仿真,通过与商业有限元软件ANSYS的仿真结果进行比较,验证了本文建模方法的有效性。最后,对硅胶板中面上的位移云图进行了分析,从另一个角度反映了其位移和构型的变化。

关键词：多体系统动力学动力学建模非线性本构关系改进的低阶板单元大变形

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作大范围空间运动柔性梁的刚-柔耦合动力学

力学学报 2006年第2期38卷 276-282页

作者：刘锦阳李彬洪嘉振上海交通大学工程力学系上海200030

研究带中心刚体的作大范围空间运动梁的刚-柔耦合动力学问题．从精确的应变-位移关系式出发,在动力学变分方程中,考虑了横截面转动的惯性力偶和与扭转变形有关的弹性力的虚功率,用速度变分原理建立了考虑几何非线性的空间梁的刚-柔耦合... 详细信息

研究带中心刚体的作大范围空间运动梁的刚-柔耦合动力学问题．从精确的应变-位移关系式出发,在动力学变分方程中,考虑了横截面转动的惯性力偶和与扭转变形有关的弹性力的虚功率,用速度变分原理建立了考虑几何非线性的空间梁的刚-柔耦合动力学方程,用有限元法进行离散．通过对空间梁系统的数值仿真研究扭转变形和截面转动惯量对系统动力学性态的影响．

关键词：柔性梁作大范围空间运动刚-柔耦合动力学几何非线性截面转动惯量扭转变形

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热冲击下的复合材料壳刚柔耦合动力学研究

振动与冲击 2013年第16期32卷 1-6,29页

作者：潘科琪刘锦阳上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

研究了在热冲击下任意形状(仅一个方向有曲率)复合材料壳的非线性刚柔耦合动力学响应。根据Mindlin理论,建立了任意形状的复合材料壳的非线性应变-位移关系。借助于数学理论以及几何关系,描述了壳上任意点的变曲率。用虚功原理建立了动... 详细信息

研究了在热冲击下任意形状(仅一个方向有曲率)复合材料壳的非线性刚柔耦合动力学响应。根据Mindlin理论,建立了任意形状的复合材料壳的非线性应变-位移关系。借助于数学理论以及几何关系,描述了壳上任意点的变曲率。用虚功原理建立了动力学变分方程,并采用等参单元对壳的连续动力学方程进行离散,建立了中心刚体-复合材料壳的刚-柔耦合动力学方程。用高斯积分计算常值阵,为了提高计算效率,采用广义-α法结合Newton-Raph-son迭代法对动力学方程进行积分。将采用该方法计算得到的频率与ANSYS软件计算得到的作对比,验证了模型的正确性。通过算例分析了在热冲击作用下复合材料壳的线性、非线性的动力学特性,以及曲率、材料特性对动力学响应的影响。

关键词：复合材料壳热冲击几何非线性刚柔耦合动力学

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考虑热应变的柔性并联空间机械臂动力学

应用力学学报 2007年第3期24卷 391-395页

作者：刘锦阳陆皓上海交通大学上海200030

研究考虑热应变的柔性并联空间机械臂动力学性态。用Jourdain速度变分原理建立各机械臂的动力学变分方程,在此基础上根据各物体之间的运动学约束关系,建立柔性多体系统的微分代数混合动力学方程。数值仿真结果表明,当温度升高时,机械臂... 详细信息

研究考虑热应变的柔性并联空间机械臂动力学性态。用Jourdain速度变分原理建立各机械臂的动力学变分方程,在此基础上根据各物体之间的运动学约束关系,建立柔性多体系统的微分代数混合动力学方程。数值仿真结果表明,当温度升高时,机械臂的轴向约束力和中心刚体的质心运动速度均出现显著振荡,而适当减小温度变化率,可以有效地控制振幅。

关键词：热应变柔性并联空间机械臂动力学温度变化率

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炼油废水深度处理技术工业应用总结

炼油技术与工程 2022年第9期52卷 53-57页

作者：王红侠马健黄风林刘锦阳陕西延长石油(集团)有限责任公司延安炼油厂陕西省延安市727406 西安石油大学化学化工学院陕西省西安市710065

延安炼油厂为减少含油污水、含盐污水外排,在工业废水提标改造项目中采用高密度沉淀池-臭氧催化氧化-改良多级生物滤池-微砂加炭高效沉淀池组合工艺,以提高水资源利用率,减少污染物排放。介绍了改造工程的工艺流程,包括优化臭氧发生、... 详细信息

延安炼油厂为减少含油污水、含盐污水外排,在工业废水提标改造项目中采用高密度沉淀池-臭氧催化氧化-改良多级生物滤池-微砂加炭高效沉淀池组合工艺,以提高水资源利用率,减少污染物排放。介绍了改造工程的工艺流程,包括优化臭氧发生、滤池反洗运行条件,调整反吹风来源、碳源等。实际运行显示,采用该组合工艺后,外排水的总磷、氰化物、氨氮、挥发酚排放量分别降低97%,95%,83%,72%以上,外排污染物减量明显,排水水质完全满足DB 61/224—2018《黄河流域(陕西省)污水综合排放标准》中排放要求,COD(化学需氧量)稳定在17~19 mg/L之间,节能降耗效果明显,环境、社会与经济效益良好,可为国内同类项目提供参考。

关键词：炼油废水深度处理臭氧催化氧化曝气生物滤池臭氧释放量反洗废水脱气池供风碳源加注