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月球着陆器着陆腿非线性有限元建模与仿真

北京航空航天大学学报 2013年第1期39卷 11-15页

作者：梁东平柴洪友曾福明北京空间飞行器总体设计部北京100094

为了准确地预测着陆冲击过程中着陆腿的载荷缓冲和吸能性能用于指导着陆缓冲机构的设计和优化,采用非线性有限元方法进行着陆冲击动力学仿真.建立了单腿着陆冲击有限元模型,采用ABAQUS/Explicit显式动力学程序作为求解器.为提高计算效率... 详细信息

为了准确地预测着陆冲击过程中着陆腿的载荷缓冲和吸能性能用于指导着陆缓冲机构的设计和优化,采用非线性有限元方法进行着陆冲击动力学仿真.建立了单腿着陆冲击有限元模型,采用ABAQUS/Explicit显式动力学程序作为求解器.为提高计算效率,采用了质量缩放技术.对2个单腿着陆冲击工况进行了动力学仿真分析,通过与试验数据的对比证明了分析结果的正确性.分析结果表明:非线性有限元模型可以综合考虑各种非线性因素的影响,能较准确地预测着陆腿着陆缓冲性能;着陆腿的弹性对套筒间的摩擦力有较大的影响,增大着陆腿刚度可以减小摩擦力.

关键词：月球着陆器着陆腿着陆冲击非线性有限元法

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基于刚柔耦合模型的月球着陆器动力学分析

北京航空航天大学学报 2010年第11期36卷 1348-1352页

作者：逯运通宋顺广王春洁曾福明北京航空航天大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室北京100191 中国空间技术研究院总体部北京100094

基于刚柔耦合多体动力学理论,提出了一种基于三维实体造型、有限元分析与多体动力学分析的刚柔耦合动力学仿真分析方法;利用该方法建立了月球着陆器着陆动力学模型,分别在地球重力环境和月球重力环境(1/6地球重力环境)下,对某典型着陆... 详细信息

基于刚柔耦合多体动力学理论,提出了一种基于三维实体造型、有限元分析与多体动力学分析的刚柔耦合动力学仿真分析方法;利用该方法建立了月球着陆器着陆动力学模型,分别在地球重力环境和月球重力环境(1/6地球重力环境)下,对某典型着陆工况下的着陆动力学进行了仿真分析,得到了着陆器着陆的缓冲性能分析结果,包括主支柱最大缓冲行程、左右辅助支柱最大缓冲行程、最大质心加速度响应;将仿真结果与试验结果相比较,验证了着陆器动力学模型的正确性以及仿真分析方法的有效性,为今后的着陆器缓冲试验提供了动力学模型和仿真分析方法.从能量角度对月球着陆器的着陆过程进行分析,弥补了缓冲试验难以进行能量分析的不足.

关键词：月球着陆器刚柔耦合模型动力学分析缓冲试验

基于iSIGHT平台的密封壳体结构优化设计

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机械强度 2016年第2期38卷 414-418页

作者：孙维牛飞王晓宇曾福明中国空间技术研究院总体部北京100094 中国运载火箭技术研究院北京100076

基于i SIGHT多学科优化平台集成有限元分析软件Abaqus,针对密封壳体结构形状进行优化,将子模型技术、整体-局部优化策略、混合迭代优化算法以及样条曲线的参数化方法应用于密封壳体结构的优化中,大大的降低了单次求解时间,提高了整个优... 详细信息

基于i SIGHT多学科优化平台集成有限元分析软件Abaqus,针对密封壳体结构形状进行优化,将子模型技术、整体-局部优化策略、混合迭代优化算法以及样条曲线的参数化方法应用于密封壳体结构的优化中,大大的降低了单次求解时间,提高了整个优化流程的效率。优化后结构不仅减少了材料用量,而且对局部的应力集中有了明显改善,并通过试验对优化减重结果进行了验证,方法成功解决了给定重量指标下密封壳体结构所面临的强度问题,为日后大型航天器密封壳体结构设计提供了可参考的技术路线。

关键词：密封壳体多学科优化平台优化设计

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基于改进函数拟合法的冲击载荷识别研究

机械工程学报 2022年第3期58卷 157-166页

作者：邱雨晴王磊王晓宇曾福明季宏丽裘进浩南京航空航天大学机械结构力学与控制国家重点实验室南京210016 北京空间飞行器总体设计部北京100094

冲击载荷识别在结构设计、振动控制、健康监测等领域具有重要作用。基于经典Tikhonov正则化的冲击载荷识别方法存在识别精度、稳定性等方面存在一定的局限,近年来兴起的函数拟合法为冲击载荷识别提供了新的思路。根据冲击载荷的稀疏性... 详细信息

冲击载荷识别在结构设计、振动控制、健康监测等领域具有重要作用。基于经典Tikhonov正则化的冲击载荷识别方法存在识别精度、稳定性等方面存在一定的局限,近年来兴起的函数拟合法为冲击载荷识别提供了新的思路。根据冲击载荷的稀疏性质以及考虑冲击载荷的加载、卸载过程,提出基于半余弦函数拟合的冲击载荷识别方法,通过遗传算法优化半余弦基函数的区间参数,建立基于半余弦函数拟合的冲击载荷识别正则化模型,解决基于函数拟合的冲击载荷识别方法的稳定性问题。将基于半余弦函数拟合的冲击载荷识别方法、经典Tikhonov正则化方法和正交多项式拟合法分别对梁结构、桁架结构与薄板结构的有限元模型进行冲击载荷识别计算,对悬臂梁结构进行试验验证。结果表明:基于半余弦函数拟合的冲击载荷识别方法能够得到时域上的稀疏信号,识别精度高,抗噪性能好。

关键词：冲击载荷载荷识别正则化函数拟合遗传算法

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月球着陆器着陆性能及多因素影响分析

南京航空航天大学学报 2010年第3期42卷 288-293页

作者：万峻麟聂宏李立春陈金宝曾福明南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室南京210016 中国空间技术研究院总体部北京100094

以某型号月球着陆器铝蜂窝缓冲软着陆腿为对象,研究了月球着陆器月面软着陆性能。采用非线性有限元方法,建立了月壤和着陆腿结构有限元模型,进行了单腿着陆冲击非线性动力学仿真分析,将仿真结果与试验及多刚体系统动力学分析结果比较。... 详细信息

以某型号月球着陆器铝蜂窝缓冲软着陆腿为对象,研究了月球着陆器月面软着陆性能。采用非线性有限元方法,建立了月壤和着陆腿结构有限元模型,进行了单腿着陆冲击非线性动力学仿真分析,将仿真结果与试验及多刚体系统动力学分析结果比较。文中还研究了月壤模型和主辅支柱结构弹性对月球着陆器着陆性能的影响。结果表明:非线性有限元分析结果与实验结果吻合较好,优于多刚体系统动力学分析结果;着陆腿主支柱的结构弹性对着陆性能影响较大;月壤有限元模型的离散化对分析结果有一定影响。

关键词：航天器结构与设计月面着陆结构动力学非线性分析动态响应

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嫦娥三号着陆器着陆缓冲系统设计与验证

中国科学：技术科学 2014年第5期44卷 440-449页

作者：杨建中曾福明满剑锋朱汪中国空间技术研究院总体部北京100094 南京航空航天大学航空宇航学院南京210016

着陆器着陆缓冲系统是嫦娥三号着陆器的重要组成部分,它主要用于保证嫦娥三号着陆器在月面的稳定、安全着陆以及对着陆器的长期有效支撑.本文给出了着陆缓冲系统的主要功能要求、设计时所应考虑的主要因素及最终设计方案,并介绍了仿真... 详细信息

着陆器着陆缓冲系统是嫦娥三号着陆器的重要组成部分,它主要用于保证嫦娥三号着陆器在月面的稳定、安全着陆以及对着陆器的长期有效支撑.本文给出了着陆缓冲系统的主要功能要求、设计时所应考虑的主要因素及最终设计方案,并介绍了仿真试验及地面物理试验的主要验证项目、验证方案及验证结果.嫦娥三号着陆器在月面的稳定、安全着陆表明,着陆缓冲系统设计所考虑的因素全面,设计方案合理,验证方案科学,地面验证充分,产品性能稳定可靠,满足着陆要求.

关键词：嫦娥三号着陆缓冲系统着陆缓冲机构缓冲材料

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冷轧态5B70合金超塑性行为研究

载人航天 2019年第2期25卷 190-195页

作者：沈正章张宇玮姚草根周志勇曾福明航天材料及工艺研究所北京100076 北京空间飞行器总体设计部北京100094

为了探究冷轧态5B70合金超塑性行为,利用高温拉伸试验对冷轧板材在不同参数下的变形规律进行研究。结果表明:在初始应变速率为5×10^(-4)～1×10^(-2) s^(-1)和拉伸温度为450～500℃范围内,冷轧5B70合金板材具有良好的超塑性;500℃为合... 详细信息

为了探究冷轧态5B70合金超塑性行为,利用高温拉伸试验对冷轧板材在不同参数下的变形规律进行研究。结果表明:在初始应变速率为5×10^(-4)～1×10^(-2) s^(-1)和拉伸温度为450～500℃范围内,冷轧5B70合金板材具有良好的超塑性;500℃为合金的最佳超塑性变形温度,1×10^(-3) s^(-1)为最佳初始应变速率,在最佳超塑性条件下合金的最大延伸率达到了670%,应变速率敏感性指数为0.43;在超塑性变形过程中,由于动态再结晶作用,原始纤维组织逐渐转变为等轴晶,并且晶粒明显细化;合金的超塑性变形是再结晶辅助下晶界滑移为主的变形机理,表现出了明显的晶间断裂特征。

关键词： 5B70铝合金超塑性变形激活能动态再结晶

新型铝合金的发展及其在密封舱结构上的工程应用

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载人航天 2016年第3期22卷 302-307页

作者：赵云鹏曾福明周志勇成志忠孙蕾北京空间飞行器总体设计部北京100094

鉴于轻质铝合金材料在航天领域的重要作用,综述分析了国内外新型铝锂、铝钪合金材料的研发、供货能力和在载人密封舱结构上的应用情况,同国外相比,我国新型铝合金在材料研发、工业化生产、焊接工艺等方面还存在较大差距,很难适应当前航... 详细信息

鉴于轻质铝合金材料在航天领域的重要作用,综述分析了国内外新型铝锂、铝钪合金材料的研发、供货能力和在载人密封舱结构上的应用情况,同国外相比,我国新型铝合金在材料研发、工业化生产、焊接工艺等方面还存在较大差距,很难适应当前航天工业快速发展的需要。在综述分析的基础上,结合我国载人航天工程的发展需求,分析了新型铝合金在我国航天器密封舱结构上应用的前景,并对未来的发展与应用提出了展望与建议。

关键词：新型铝合金轻量化密封舱结构工程应用

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钢筋混凝土压弯构件塑性铰的试验研究

太原工业大学学报 1989年第4期20卷 20-29页

作者：王福明曾建民段炼太原工业大学土木工程系

本文进行了27根钢筋混凝土压弯构件的试验,研究了轴压比、剪跨比和配筋率对塑性铰性能的影响,提出了钢筋混凝土压弯构件截面屈服曲率、极限曲率、塑性铰转角和塑性铰等效长度的计算公式,计算结果与试验结果符合良好。

关键词：梁钢筋混凝土压弯构件塑性铰