国家自然科学基金(10602045)
- 作品数：9 被引量：94H指数：5
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- 考虑压力追随效应的充气悬臂梁挠度计算模型与实验设计被引量：3
- 2011年
- 针对以往研究只考虑充气内压的预应力效应,且存在褶皱判据定义不科学的问题,该文依据薄膜材料褶皱的基本理论,采用"最小主应力为零"作为薄膜褶皱判据,以承受端部集中载荷而弯曲的充气悬臂梁为研究对象,基于Euler-Bernoulli梁模型,加入了压力追随效应修正,推导了充气悬臂梁挠度计算的基本方程,并给出了可行的求解方法及计算程序。搭建了充气悬臂梁非线性挠曲变形行为的实验平台,设计了力控制与位移控制相结合的加载方式,并采用非接触式的位移测量方式,进行了充气悬臂梁的弯曲挠度实验研究,分析了充气内压对充气悬臂结构承弯能力和弯曲刚度的影响。理论计算和实验结果的对比分析表明进行充气悬臂梁的弯曲挠度计算时,压力追随效应的贡献非常重要而不可忽视。
- 陈帅李斌杨智春
- 关键词：充气结构
- 充气悬臂梁的弯曲失效行为研究
- 本文基于Euler-Bernoulli梁模型,考虑了充气悬臂梁在弯曲载荷作用下弯曲轴力、自由端端板承受的压力、弯曲剪力及环向张紧力的综合效应,并从材料承载特性出发,认为应用'最小主应力为零'作为充气悬臂梁的起皱判据更为合...
- 陈帅李斌杨智春
- 关键词：起皱判据主应力充气结构
- 文献传递
- 考虑织布弹性的软着陆气囊缓冲特性研究被引量：26
- 2010年
- 对缓冲气囊模型进行合理简化,从能量守恒和热力学基本方程出发,计入气囊织布弹性势能的影响,建立了缓冲气囊的物理解析分析模型,同时采用LS-DYNA对其有效性进行了验证。并基于该模型,进行了水平圆柱式气囊缓冲特性的研究。研究结果表明对于带固定排气口的水平圆柱式气囊,忽略织布弹性,得到的最大冲击过载值要比弹性织布气囊低,若织布的弹性模量小于0.2 GPa时,织布弹性对缓冲性能的影响更加突出。初始充气压力以及排气口面积对此类气囊缓冲特性同样有显著的影响。增加初始充气压力可以降低气囊缓冲过程中的最大冲击过载,但是有效载荷触地速度有所提高。排气口面积过小,释能不充分,气囊将发生反弹,排气口面积过大,能量转化不够,有效载荷触地速度较高。
- 温金鹏李斌谭德伟陈帅杨智春
- 关键词：气囊有效载荷
- 典型折叠充气管的建模修正与展开仿真被引量：7
- 2010年
- 本文分别研究了Z形、卷曲形、嵌套形折叠充气管的有限元建模方法。折叠充气管在进行有限元建模时,由于折叠部位内外层蒙皮的长度不一致给模型带来几何误差。不同的折叠方式建模技巧各不相同,引入的误差量也各不相同,本文着重分析了Z形折叠和卷曲形折叠建模所产生的几何误差,并提出了相应的修正方法。针对三种典型折叠方式,建立了相应的有限元模型,并应用控制体积算法实现了充气管的展开仿真。仿真结果验证了修正方法的有效性。增加尼龙粘扣是实现长卷曲折叠管的有控制展开的有效手段之一,本文采用失效连接来模拟尼龙粘扣的作用,比较了有、无尼龙粘扣的卷曲管的展开过程。仿真结果表明采用尼龙粘扣既不会明显带来充气管额外质量和刚度的增加,又可保证展开次序和展开方向的可控性,改善了展开过程的稳定性。
- 谭德伟李斌杨智春党会学
- 关键词：折叠
- 软着陆气囊缓冲特性与参数设置的理论研究被引量：20
- 2009年
- 将软着陆气囊的缓冲过程分解为绝热压缩和排气释能两个过程,从热力学和刚体动力学的基本方程出发,建立了软着陆缓冲过程的理论分析模型,并给出了缓冲响应的数值计算方法。针对立式软着陆气囊的参数设置和缓冲响应估计问题,给出了固定排气口型气囊和可控排气口型气囊相关参数的设计方法,同时以一个无人机模型的软着陆回收为例进行了缓冲响应仿真。基于简化模型及缓冲过程状态参数-时间特性曲线,分析研究了未设置排气口、固定型排气口与可控型排气口气囊的缓冲特性及其应用优劣,为工程与研究人员提供了气囊尺寸估算、缓冲系统性能预测、排气口面积选择与主动控制律设计的理论依据,研究结果具有明确的工程参考价值。
- 陈帅李斌温金鹏谭德伟杨智春
- 关键词：软着陆气囊
- Z形折叠薄膜充气管充气展开过程仿真被引量：2
- 2010年
- 展开过程仿真是评估空间充气折叠结构展开力学行为的重要工具,仿真结果可以进一步指导折叠方案和展开构型的设计改进。笔者基于控制体积法和有限元法,建立了多次Z形折叠充气管的有限元模型,阐明了折叠管充气展开仿真计算的基本原理和建模处理方法。通过对比研究不同充气速率条件下充气管在展开过程中各参数的动态变化规律,表明充气速率是影响Z形折叠充气管展开性能中至关重要的因素。充气速率越快,展开越快捷。但充气速率过高,展开过程对母体的扰动力也越大,并且带来展开后期管体自身的严重振荡。适当选择充气速率,可以有效降低扰动载荷峰值,并且有利于展开后期管体自身振荡的迅速衰减。适当增加充气管薄膜的厚度,虽然增加了对母体的扰动力,但可以有效降低管体展开后期的振荡速度。
- 李斌谭德伟杨智春
- 关键词：有限元法仿真稳定性薄膜厚度
- 组合型气囊缓冲特性研究
- <正>通过对该组合式气囊的模型进行简化,从能量守恒和热力学基本方程出发,建立了组合式缓冲气囊的物理解析分析模型。美国NASA的合作伙伴采用建立的组合式气囊的缓冲动力学模型对ILC Dover公司曾设计一款组合型气囊进行仿...
- 温金鹏李斌杨智春
- 文献传递
- 充气悬臂梁的弯曲失效行为被引量：5
- 2010年
- 基于Euler-Bernoulli梁模型,考虑了充气悬臂梁在弯曲载荷作用下弯曲轴力、自由端端板承受的压力、弯曲剪力及环向张紧力的综合效应,并从材料承载特性出发,认为应用"最小主应力为零"作为充气悬臂梁的起皱判据更为合理,并在此基础上推导得到了起皱角与弯矩的解析关系式。此关系式能实现两个重要的应用:1)计算充气悬臂梁的临界起皱载荷和整体失效载荷;2)划定起皱区范围及分析起皱区的扩展趋势。结合一个实际试验模型,开展了算例对比研究,获得了一些有价值的结论:结构的整体失效对应于起皱角与弯矩的关系曲线出现奇异处,而非起皱区完全扩展到整个横截面的时刻;依据最小主应力为零这一起皱判据所划定的起皱区边界线在弯曲对称面内的投影呈曲线分布而非直线。通过实验测试证实,分析计算结果与实验测试结果基本吻合。
- 陈帅李斌杨智春
- 关键词：充气结构起皱判据主应力
- 利用附加质量的设计参数型模型修正方法被引量：2
- 2009年
- 针对利用附加质量的模型修正方法存在未知修正变量数目过多，修正方程欠定，修改精度无法满足工程应用要求的问题，提出了一种设计参数型修正方法来提高原始方法的修正精度．该方法利用泰勒展开公式，导出质量矩阵和刚度矩阵对设计参数的灵敏度影响矩阵，进而建立以设计参数偏差量为未知数的修正方程．分别用一个长直机翼模型和一个阶梯变截面梁模型为例，进行了该修正算法的验证．两个算例初始引入的局部刚度建模误差为30％-50％，修正后模型的计算误差都小于1％．研究结果表明，本文提出的修正方法大大减少了待求解的未知变量数目，降低了对测试模态数目的要求，提高了算法的修正精度，同时使得修正结果的物理指示意义也更加明确．
- 李斌杨智春王乐付永辉
- 关键词：模型修正
- 一种充分局部化的子结构并行有限元方法的变分原理被引量：3
- 2007年
- 局部化的有限元分裂内联法(以下简称L-FETI),是一种适合于机群系统的并行有限元方法,它将一个连续结构系统分解为多个独立的子域,各子域之间通过分区框架实现耦合。本文将分区框架视为无体积、无惯性的独立连接结构,在区域分解界面上引入局部化的界面位移和界面内力,直接从能量原理出发,构造了分区系统的势能泛函,完成了L-FETI方法的变分格式推导,说明了L-FETI方法在处理区域网格匹配问题和区域网格不匹配问题时所具有的一致性并引入惯性力,导出了基于L-FETI方法的动力学方程。
- 谷迎松杨智春李斌
- 关键词：变分原理
