結(jié)構(gòu)振動(dòng)主動(dòng)控制

彈性體 在外力作用下，內(nèi)部各點(diǎn)的應(yīng)變和應(yīng)力一一對(duì)應(yīng)，當(dāng)外力除去后能恢復(fù)到原來狀態(tài)的物體。

柔性梁 壓電智能結(jié)構(gòu)振動(dòng)主動(dòng)控制研究 劉安成 碩士 智能結(jié)構(gòu)；壓電陶瓷；振動(dòng)控制；驅(qū)動(dòng)電源；柔性梁；柔性板； 固體力學(xué) 北京航空航天大學(xué); 該論文對(duì)智能結(jié)構(gòu)的概念及其應(yīng)用作了綜述,重點(diǎn)介紹了以壓電材料作為作動(dòng)器的振動(dòng)主動(dòng)控制結(jié)構(gòu),并介紹了目前的研究狀況.隨后分析了壓電智能結(jié)構(gòu)中壓電陶瓷、粘接層與基體的位移關(guān)系,得到了壓電陶瓷的應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)分布.由能量變分原理分別導(dǎo)出了含壓電陶瓷壓電智能梁和智能板的振動(dòng)控制方程,并由假設(shè)模態(tài)將位移按模態(tài)展開,求解了梁和板的動(dòng)態(tài)特性.壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器是壓電智能振動(dòng)主動(dòng)控制結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部件之一,驅(qū)動(dòng)器的性能對(duì)壓電陶瓷的動(dòng)態(tài)特性有很大的影響.該文提出了一種壓電陶瓷電源驅(qū)動(dòng)器,其核心部分為OCL功率放大器,它可以給壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器提供很高的電壓輸出,文中論述和分析了這種功率放大器的工作原理和電路實(shí)現(xiàn)方法.在隨后的實(shí)驗(yàn)中,電源驅(qū)動(dòng)器的良好性能保證了實(shí)驗(yàn)的成功進(jìn)行.在前述工作的基礎(chǔ)上,我們?cè)O(shè)計(jì)了壓電智能結(jié)構(gòu)振動(dòng)主動(dòng)控制系統(tǒng),該系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)測(cè)量控制系統(tǒng)、壓電陶瓷、基體結(jié)構(gòu)等部分組成.控制律采用獨(dú)立模態(tài)空間控制法,它可實(shí)現(xiàn)對(duì)所需控制的模態(tài)進(jìn)行獨(dú)立的控制,不影響其它未控的模態(tài),具有易設(shè)計(jì)、易實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn). 無軸承尾槳設(shè)計(jì)研究 陶嵐 碩士 無軸承尾槳；柔性梁；復(fù)合材料；動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)； 飛行器設(shè)計(jì) 南京航空航天大學(xué); 該文在國(guó)內(nèi)是首次開展無軸承尾槳設(shè)計(jì)研究,按照課題要求提出了與WZ-1無人直升機(jī)相匹配的無軸承尾槳設(shè)計(jì)方案,進(jìn)行了參數(shù)選擇、動(dòng)特性分析及有關(guān)靜、動(dòng)特性試驗(yàn),按照確定的方案繪制了全部設(shè)計(jì)圖紙,并已完成了全部零件加工復(fù)合材料柔性梁分析是無軸承尾槳研究的關(guān)鍵和基礎(chǔ),該文進(jìn)行了復(fù)合材料柔性梁設(shè)計(jì)、剛度特性及靜、動(dòng)特性分析、鋪層的影響研究,得到了一些有意義的結(jié)論開展了復(fù)合材料柔性梁靜、動(dòng)特性試驗(yàn)研究,并對(duì)不同鋪層、不同載荷模式進(jìn)行了試驗(yàn)對(duì)比,驗(yàn)證了理論分析的正確性. 定軸轉(zhuǎn)動(dòng)與基礎(chǔ)激勵(lì)聯(lián)合作用下柔性梁的非線性動(dòng)力行為研究 吳濤 碩士 柔性梁；非線性動(dòng)力學(xué)；多尺度法；定軸轉(zhuǎn)動(dòng)；基礎(chǔ)激勵(lì)； 固體力學(xué) 南京航空航天大學(xué); 該文采用Kane方程方法,并結(jié)合假設(shè)模態(tài),在保留了廣義慣性力和廣義作用力中的非線性項(xiàng)的情況下,建立了大范圍平面運(yùn)動(dòng)柔性梁的縱向及橫向非線性動(dòng)力學(xué)控制方程.在此基礎(chǔ)上,該文選擇定軸轉(zhuǎn)動(dòng)與基礎(chǔ)激勵(lì)聯(lián)合作用下的柔性梁為研究對(duì)象,結(jié)合該對(duì)象的具體特點(diǎn),引入合理的假設(shè)和簡(jiǎn)化,導(dǎo)出了其橫向振動(dòng)的非線性動(dòng)力學(xué)方程. 之后,采用多尺度法并結(jié)合笛卡爾坐標(biāo)變換等一整套行之有效的半解析半數(shù)值的處理方法,較為系統(tǒng)、全面地研究了梁可能發(fā)生的非線性動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象,結(jié)合梁的不同邊界約束條件,具體地分析了梁共振時(shí)的幅頻特性曲線隨著轉(zhuǎn)速、激勵(lì)幅值、系統(tǒng)阻尼等相關(guān)參數(shù)的改變而變化的規(guī)律.通過上述分析與研究,深入地揭示了該類梁模型在參數(shù)激勵(lì)與內(nèi)、外激勵(lì)或單獨(dú)或聯(lián)合作用下的一系列非線性動(dòng)力學(xué)行為的內(nèi)在本質(zhì),觀察到了一些新的現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)了一些新的規(guī)律. 柔性梁與剛性地面碰撞動(dòng)力學(xué)研究及仿真 羅明聰 碩士 柔性梁；剛?cè)狁詈?；?dòng)力學(xué)；剛性地面；柔性體碰撞； 工程力學(xué) 天津商業(yè)大學(xué) 南京理工大學(xué); 柔性體碰撞是工程中常見的現(xiàn)象它的研究對(duì)于精密加工、高精度機(jī)械控制等具有重要的實(shí)際意義由于柔性因素的影響，使其表現(xiàn)出與剛性體碰撞明顯不同的特點(diǎn)但由于柔性體碰撞問題的復(fù)雜性，目前的研究還有待深入 本文針對(duì)柔性梁與剛性地面碰撞問題，把整個(gè)碰撞運(yùn)動(dòng)過程分為兩個(gè)互相聯(lián)系的階段碰撞接觸階段和非碰撞期間的柔性梁運(yùn)動(dòng)階段針對(duì)各個(gè)階段，采取不同的動(dòng)力學(xué)建模方法對(duì)于柔性梁的運(yùn)動(dòng)，充分考慮剛?cè)狁詈闲?yīng)，建立計(jì)及動(dòng)力剛化效應(yīng)的動(dòng)力學(xué)模型，并用模態(tài)坐標(biāo)法對(duì)動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行離散，得到適于數(shù)值計(jì)算的離散化模型對(duì)于碰撞接觸階段，采用動(dòng)量平衡法，對(duì)于傳統(tǒng)的瞬間碰撞假設(shè)概念加以延拓，再結(jié)合柔性因素，從而創(chuàng)新性地建立了柔性梁與剛性地面碰撞的斜碰撞動(dòng)力學(xué)模型 最后，通過具體算例，對(duì)于整個(gè)碰撞運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行數(shù)值仿真通過數(shù)值仿真，給出直觀反映柔性梁與剛性地面碰撞的曲線圖，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)分析數(shù)值結(jié)果表明，針對(duì)柔性梁與剛性地面碰撞問題建立的模型是能夠符合實(shí)際的，也證明了建模思想以及具體方法的合理性 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)柔性梁與彈性柱碰撞的動(dòng)力學(xué)響應(yīng) 徐哲 碩士 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)柔性梁；梁柱結(jié)構(gòu)；動(dòng)力學(xué)；彈性柱碰撞； 固體力學(xué) 天津商業(yè)大學(xué) 南京理工大學(xué); 本文利用Lagrange方程，運(yùn)用假設(shè)模態(tài)法，建立了離散的一維彈性柱，計(jì)入軸向變形的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)柔性梁，以及一類梁-柱結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)方程針對(duì)此類梁-柱結(jié)構(gòu)推導(dǎo)了梁和柱的材料不同時(shí)的正交性條件利用編制的程序?qū)σ痪S彈性柱，計(jì)入軸向變形的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)柔性梁，以及此類梁-柱結(jié)構(gòu)在初始速度作用下的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)進(jìn)行了數(shù)值仿真，得出了比較理想的結(jié)果觀察到了彈性變形和大范圍運(yùn)動(dòng)之間的相互影響，研究了結(jié)構(gòu)中碰撞力的時(shí)間歷程，驗(yàn)證了邊界條件、結(jié)構(gòu)中的位移連續(xù)條件和應(yīng)力連續(xù)條件 利用得出的一維彈性柱，計(jì)入軸向變形的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)柔性梁，以及此類梁-柱結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)方程，從改變模型結(jié)構(gòu)的角度研究了梁、柱的多次撞擊文中給出了碰撞和分離的判斷條件，以及模型結(jié)構(gòu)改變時(shí)對(duì)初始條件的處理方法利用編制的程序?qū)ε鲎策^程進(jìn)行了數(shù)值仿真，觀察到了多次撞擊以及一次宏觀撞擊中多次微碰撞的現(xiàn)象，得出了整個(gè)過程中梁、柱的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)和碰撞力的時(shí)間歷程 大柔度壓電智能結(jié)構(gòu)振動(dòng)主動(dòng)控制研究 房元鵬 碩士 智能結(jié)構(gòu)；壓電陶瓷；振動(dòng)控制；模態(tài)濾波器；大柔度柔性梁；柔性板； 固體力學(xué) 中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所 北京航空航天大學(xué); 隨著航天技術(shù)的不斷發(fā)展,越來越多的輕質(zhì)柔性結(jié)構(gòu)投入使用,而這些柔性結(jié)構(gòu)在受到外力擾動(dòng)時(shí),結(jié)構(gòu)振動(dòng)衰減非常緩慢,嚴(yán)重影響航天器的使用壽命.結(jié)構(gòu)的柔性越大,振動(dòng)問題就越嚴(yán)重.以壓電材料為致動(dòng)元件的智能材料結(jié)構(gòu)是解決這一問題的有效方法.通過智能材料對(duì)結(jié)構(gòu)施加激勵(lì),產(chǎn)生相應(yīng)變形,可以改變結(jié)構(gòu)的剛度,阻尼等固有特性,使結(jié)構(gòu)振動(dòng)快速衰減.本論文對(duì)智能結(jié)構(gòu)的概念及其應(yīng)用作了綜述,重點(diǎn)介紹了以壓電材料作為作動(dòng)器的振動(dòng)主動(dòng)控制結(jié)構(gòu),并介紹了目前的研究狀況.隨后分析了壓電智能結(jié)構(gòu)中壓電陶瓷、粘貼層與基體材料的位移關(guān)系,得到了壓電陶瓷的應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)分布.由能量變分原理分別導(dǎo)出了含壓電陶瓷壓電智能梁和智能板的振動(dòng)控制方程,并由假設(shè)模態(tài)將位移按模態(tài)展開,求解了梁和板的動(dòng)態(tài)特性.在前述工作的基礎(chǔ)上,我們?cè)O(shè)計(jì)了大柔度壓電智能結(jié)構(gòu)振動(dòng)主動(dòng)控制系統(tǒng),該系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)測(cè)量控制系統(tǒng)、壓電陶瓷、基體材料等部分組成.控制律采用獨(dú)立模態(tài)空間控制法,可實(shí)現(xiàn)對(duì)所需控制的模態(tài)進(jìn)行獨(dú)立的控制,而不影響其它未控模態(tài).應(yīng)用該系統(tǒng),成功地對(duì)大柔度懸臂梁和柔性懸臂板進(jìn)行了振動(dòng)主動(dòng)控制試驗(yàn),取得了非常好的控制效果.在對(duì)大柔度柔性懸臂梁和柔性懸臂板的主動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)研究中,為了能夠更好地、實(shí)時(shí)而有效地獲取結(jié)構(gòu)的模態(tài)位移,我們自行研制的具有良好選擇性的四通道有源帶通濾波器作為模態(tài)濾波器,對(duì)柔性結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行模態(tài)濾波,得到了結(jié)構(gòu)各自獨(dú)立的低頻振動(dòng)模態(tài)響應(yīng)分量,實(shí)現(xiàn)了模態(tài)的分離.在此基礎(chǔ)上,對(duì)大柔度懸臂梁的前三階、柔性懸臂板的前兩階振動(dòng)的獨(dú)立模態(tài)控制,無論對(duì)柔性懸臂梁還是懸臂板都取得了很好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,證明了振動(dòng)控制系統(tǒng)的有效性. 基于靜力—幾何比擬理論的新型板殼有限元 黃若煜 博士 相似；靜力—幾何比擬；平面彈性；板彎曲；薄殼；柔性梁；有限元；變分原理； 工程力學(xué) 大連理工大學(xué); 由于C1連續(xù)性要求,薄板、薄殼的有限元構(gòu)造比之平面彈性存在本質(zhì)上的困難.經(jīng)過眾多研究者數(shù)十年的努力,已經(jīng)有為數(shù)可觀的板殼單元出現(xiàn),其中不少是品質(zhì)優(yōu)良的.但是,仍然存在一些基本而又不容忽視的問題有待研究解決.在板彎曲單元方面,不可否認(rèn)的是板單元與平面彈性單元這兩個(gè)研究領(lǐng)域的發(fā)展并不均衡,這一現(xiàn)狀是與平面彈性和板彎曲的相似性理論不相協(xié)調(diào)的,因?yàn)樵撓嗨菩岳碚摫砻髌矫鎻椥院桶鍙澢@兩個(gè)理論體系是同構(gòu)的.在薄殼單元方面,根本目標(biāo)是構(gòu)造在膜變形和彎曲變形分別占主導(dǎo)的殼體考題中都有良好表現(xiàn)的殼單元,但至今沒有非常明確的指導(dǎo)理論和實(shí)施方案.這些基本的問題正是該文立論的著眼點(diǎn)和研究的切入點(diǎn).研究的目的和解決方案首先是利用相似性理論在平面彈性有限元與板彎曲有限元之間建立一道橋梁,則可以將平面彈性中性能良好的單元轉(zhuǎn)化為板彎曲單元.之后可以在此基礎(chǔ)上以殼體的靜力-幾何比擬為指導(dǎo)理論構(gòu)造新型薄殼單元.平面彈性和板彎曲的相似性是殼體靜力-幾何比擬的特例,所以在總的意義下該文就是研究基于板殼靜力-幾何比擬理論的新型板殼單元列式. 旋轉(zhuǎn)柔性梁的撞擊動(dòng)力學(xué)和波的傳播 劉姝 碩士 剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)；動(dòng)力剛化；子系統(tǒng)法；旋轉(zhuǎn)柔性梁；撞擊動(dòng)力； 一般力學(xué) 南京理工大學(xué); 該文研究了剛體一柔性梁系統(tǒng)作大范圍旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的撞擊動(dòng)力學(xué)問題 采用子系統(tǒng)法建立了考慮“動(dòng)力剛化”效應(yīng)和計(jì)及縱波對(duì)橫波影響的系統(tǒng)剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)方程，并采用假設(shè)模態(tài)描述變形，將偏微分形式的動(dòng)力學(xué)方程轉(zhuǎn)化為常微分方程基于系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程導(dǎo)出撞擊時(shí)系統(tǒng)的廣義沖量-動(dòng)量方程，與撞擊恢復(fù)系數(shù)方程相結(jié)合求出撞擊動(dòng)力學(xué)響應(yīng) 文中給出了大量算例，驗(yàn)證了本文方法，并對(duì)大范圍旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)下的剛體一柔性梁系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)行為進(jìn)行了探討分析了剛性梁和柔性梁的不同碰撞動(dòng)力學(xué)特性，以及梁的柔度對(duì)其碰撞動(dòng)力學(xué)行為的影響分別在非碰撞條件下，和含有碰撞的剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)中討論了動(dòng)力學(xué)建模理論在兩種情況下，分別比較了梁作大位移低速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，縱波和“動(dòng)力剛化”效應(yīng)對(duì)動(dòng)力學(xué)的影響 本文的整個(gè)建模過程高效、方便，系統(tǒng)方程的耦合度大大降低，編制的C語言程序具有通用性 衛(wèi)星整流罩拋罩多體動(dòng)力學(xué)研究 殷學(xué)民 碩士 柔性多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)；衛(wèi)星整流罩；矩形薄板；柔性梁；大范圍運(yùn)動(dòng)；有限元法； 飛行器設(shè)計(jì) 國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué); 該文以衛(wèi)星整流罩拋罩過程為工程背景,研究柔性多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,為分析整流罩在拋罩過程中的變形運(yùn)動(dòng)提供有價(jià)值的參考.第一章全面論述了柔性多體系動(dòng)力學(xué)的歷史及其研究?jī)?nèi)容、方法,指出了該課題產(chǎn)生的工程背景.第二章針對(duì)整流罩拋罩過程,根據(jù)Kane方程,推導(dǎo)出拋罩過程的多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,分析了拋罩過程中的相對(duì)運(yùn)動(dòng).第三章利用有限元法、里茲法,根據(jù)拉格朗日方程,推出了大范圍運(yùn)動(dòng)柔多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,通過兩個(gè)算例的仿真,初步揭示了柔性多體系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性.第四章主要研究運(yùn)動(dòng)矩形薄板的動(dòng)力學(xué)問題.采用有限元法、坐標(biāo)縮聚法,根據(jù)Kane方程,建立了大范圍運(yùn)動(dòng)矩形薄板的動(dòng)力學(xué)方程.通過算例進(jìn)一步證實(shí)柔性體在大范圍運(yùn)動(dòng)時(shí)其變形運(yùn)動(dòng)為準(zhǔn)靜態(tài)變形與高頻振動(dòng)的迭加.第五章給出了各章程序流程圖.第六章總結(jié)了該文的主要工作,對(duì)下一步的工作提出了一些設(shè)想,并且討論了該學(xué)科的前沿問題及未來的發(fā)展趨勢(shì). 大范圍運(yùn)動(dòng)柔性梁非線性動(dòng)力學(xué) 馮志華 博士 柔性梁；非線性動(dòng)力學(xué)；大范圍運(yùn)動(dòng)；參數(shù)激勵(lì)；內(nèi)激勵(lì)；窄帶隨機(jī)激勵(lì)；最大Lyapunov指數(shù)；參激振動(dòng)穩(wěn)定性； 固體力學(xué) 南京信息工程大學(xué) 南京航空航天大學(xué); 該文系統(tǒng)地研究了大范圍運(yùn)動(dòng)柔性梁的非線性動(dòng)力學(xué).涉及大范圍運(yùn)動(dòng)柔性梁的非線性動(dòng)力學(xué)建模,軸向基礎(chǔ)激勵(lì)懸臂梁的周期振動(dòng),含內(nèi)共振大范圍直線運(yùn)動(dòng)梁的參激振動(dòng)穩(wěn)定性,參數(shù)激勵(lì)與內(nèi)激勵(lì)聯(lián)合作用的大范圍直線運(yùn)動(dòng)梁的非線性動(dòng)力行為,及窄帶隨機(jī)參數(shù)激勵(lì)下直線運(yùn)動(dòng)梁的隨機(jī)穩(wěn)定性等問題.旨在全面地揭示所分析對(duì)象固有的非線性動(dòng)力行為本質(zhì).