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    2026,24(5):1-9, DOI: 10.6052/1672-6553-2025-094
    摘要:
    研究非自治Birkhoff系统Herglotz方程的广义梯度表示, 进而探讨Birkhoff系统的解的稳定性.首先,给出了非自治Birkhoff系统的Herglotz方程,将其表示为逆变形式.其次,研究Herglotz方程的两类广义梯度表示,并分别给出了充分条件.再次,分析Herglotz方程零解的稳定性.最后,通过五个算例介绍方法的应用,并用数值模拟验证了结果的有效性.
    2026,24(5):10-19, DOI: 10.6052/1672-6553-2026-007
    摘要:
    为提高多柔体动力学仿真的计算效率与精度,本文提出了一种基于等几何分析、支持自适应网格细化/粗化的Euler-Bernoulli梁单元模型.该模型采用NURBS几何描述,推导了h-细化及其逆过程h-粗化的数值实现方法.在时间积分过程中,通过构建基于能量范数的后验误差估计评价单元质量,并依据误差等分布准则动态地进行网格自适应调整.将所提梁模型应用于多柔体系统动力学仿真,实现了柔性梁在大范围运动过程中网格的局部细化与粗化.数值算例表明,该方法在保持与传统固定网格相当精度的同时,显著减少了计算单元数量,提高了计算效率,且具有良好的能量守恒性与数值稳定性.
    2026,24(5):20-28, DOI: 10.6052/1672-6553-2026-012
    摘要:
    针对一类十字型四梁-质量块结构的加速度计,基于结构对称性建立了两种四分之一构型的双梁理论模型,分别用于分析其弯曲与扭转振动特性.其中,弯曲振动模型采用直型双梁形式,将质量块简化为质点(忽略转动惯量),以实现弯曲振动模态的快速预测;扭转振动模型则采用L型双梁形式,完整考虑质量块的尺寸、转动惯量及其与梁连接处的非标准边界条件,以准确刻画结构的弯扭耦合效应.相较于原始结构,四分之一构型有效减少了变量数与方程规模,从而提升了分析效率.采用微分求积法对两类简化模型进行数值求解与模态分析,并提出了运用两种模型预测十字型加速度计完整模态的方法.本文研究方法可为其他对称构型的梁-质量块系统多模态分析提供参考.
    2026,24(5):29-39, DOI: 10.6052/1672-6553-2026-010
    摘要:
    为解决直升机螺旋桨高速旋转传递振动控制难题,本文设计了一种基于悬臂梁结构的自调谐动力吸振器,并对其动力学特性进行研究.自调谐吸振器采用对称设计,通过调节滑动夹具与质量块的距离改变悬臂梁有效长度,实现刚度的连续可调.首先建立动力吸振器的二自由度数学模型,基于吸振原理进行动力学分析,得到自调谐吸振器的理论吸振效果及关键参数影响规律.通过理论计算、有限元仿真和实验研究三种方式相互比对,验证变刚度设计的准确性.对实验数据进行多项式拟合得到吸振器的移频特性,依此搭建自调谐控制系统.最后,进行了样机实验,实验吸振效果与理论吸振效果高度吻合,自调谐响应速度较快,验证了自调谐吸振器的有效性.研究表明,在设计的吸振频段内,本文设计的自调谐动力吸振器拥有优异的吸振性能和快速、精准的变频响应能力,为控制直升机螺旋桨的振动传递提供理论参考.
    2026,24(5):40-50, DOI: 10.6052/1672-6553-2026-011
    摘要:
    Delta并联机械臂在工业中拥有高刚度、低动平台质量、高加速度和高重复定位精度的优势,其应用场景通常集中在高速、轻载、节拍敏感型的工艺环节,而高速工况下会对机械臂末端精度造成影响.本文以翼菲BAT-1300-S并联机械臂为研究对象,使用向量闭环方程的几何解析法推导出了该Delta并联机械臂正逆运动学;针对高速分拣作业需求,利用PH(Pythagorean-Hodograph)曲线生成分拣轨迹;基于凯恩方程建立了机械臂的动力学模型,并通过MATLAB进行了仿真验证,验证了模型的有效性.最后,在给定末端笛卡尔空间轨迹下,研究移动速度以及控制参数对末端轨迹跟踪精度的影响.
    2026,24(5):51-59, DOI: 10.6052/1672-6553-2026-016
    摘要:
    在高速运行过程中,载货台因受惯性冲击与结构耦合效应影响,易诱发多模态振动现象,不仅加剧机械磨损,更导致定位精度显著下降,严重影响仓储作业效率与设备可靠性.针对上述问题,设计一种基于卡尔曼滤波-扩展状态观测器的堆垛机载货台振动补偿控制系统.基于伺服电机驱动模块、主动阻尼器与惯性补偿装置,完成了硬件控制系统的动态执行机构建模.在此基础上,利用卡尔曼滤波算法分析堆垛机载货台在高速运行时的振动特性,并结合扩展状态观测器等效模型,求解具体的振动补偿与控制律标准,实现基于卡尔曼滤波-扩展状态观测器的堆垛机载货台振动补偿控制系统设计.仿真结果表明,当堆垛机载货台速度达到5 m/s时,所产生振动信号的频率保持在8~20 Hz之间,利用所设计系统控制堆垛机载货台,在相同速度标准下,可将振动信号频率缩小至3~14 Hz的范围内,且定位误差不超过±5 mm,在高速运行过程中,既控制了堆垛机载货台的振动,也解决了由振动导致的定位失准问题.
    2026,24(5):60-71, DOI: 10.6052/1672-6553-2026-009
    摘要:
    针对旋翼桨叶气弹稳定性问题,基于Hamilton变分原理建立弹性边界条件下旋翼桨叶的气弹耦合动力学模型.该模型同时考虑了挥舞、摆振和扭转耦合运动,采用罚函数法处理弹性边界条件.结合Dress入流模型,采用二维准定常Greenberg气动理论计算气动载荷.基于该动力学模型,构建弹性边界条件下旋翼桨叶的气弹稳定性分析模型.采用特征值分析方法,分析不同边界条件下旋翼桨叶悬停状态和前飞状态的气弹稳定性.结果表明,对于悬停工况,旋翼桨叶弹性边界条件下的临界转速相较于固支边界条件更低.随着前进比增加,旋翼桨叶的临界转速下降.在约束弹簧刚度较小时,旋翼桨叶的气弹稳定性受其影响更为显著.
    2026,24(5):72-81, DOI: 10.6052/1672-6553-2026-008
    摘要:
    针对旋转叶片-刚性机匣系统在气动力与离心力联合作用下的碰摩动力学行为展开研究.现有研究中,叶片气动力常被简化为谐波形式的均布面力,未充分考虑真实流场特性对旋转叶片的影响,导致碰摩响应分析存在一定偏差.本文建立了流-固耦合环境下旋转叶片-刚性机匣碰摩动力学模型,分析了气动力、径向不对中量、角度不对中量等关键参数对系统振动特性的影响规律.研究结果表明:(1)与无气动力作用的工况相比,定常气动力作用下叶片的位移响应幅值更大,系统的碰摩更为剧烈;(2)叶尖最大碰摩力随径向/角度不对中量的增大而增大,且碰摩响应以转频及其倍频为主.
    2026,24(5):82-94, DOI: 10.6052/1672-6553-2026-017
    摘要:
    以含双轮式双支柱前起落架飞机为研究对象,对飞机滑跑时前起落架的摆振稳定性及控制问题进行了研究.首先,将飞机机体假定为刚体,考虑起落架的扭转、侧向弯曲和轴向运动以及机体的刚体运动,建立了具有双支柱前起落架飞机系统的全机地面滑跑动力学模型;然后,根据所建立的系统动力学模型,采用数值求解方法进行摆振稳定性分析,分析了滑跑速度、飞机质量、前起落架支柱转动惯量、轮胎转动惯量等因素对飞机起落架摆振的影响.然后采取PID(proportional-integral-derivative)控制方法对起落架摆振进行控制,基于摆振动力学方程和粒子群优化算法得到合适的控制参数范围,以抑制前起落架的摆振,并与磁流变减摆器的减摆效果进行了对比.结果表明:相较于单支柱前起落架飞机,双支柱前起落架飞机发生摆振的区域更小,能够在一定范围内抑制飞机的摆振;在一定范围内,随着前起落架支柱转动惯量的减少和双轮间距的增加,起落架发生摆振的区域也会增加;相较于采用磁流变减摆器,采用PID控制策略能更加有效地抑制起落架的摆振.
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    2014,12(3):269-273, DOI: 10.6052/1672-6553-2014-043
    [摘要] (3981) [HTML] (0) [PDF 336.30 K] (22188)
    摘要:
    针对工程中需要从火箭结构系统的整体模态中识别纵向模态,根据模态有效质量理论,提出了一种识别火箭结构系统纵向模态的自动辨识方法.以具有集中质量系统的振动特性作为算例,通过有限元软件,建立了具有集中质量系统的梁模型,利用自动辨识的方法,自动辨识出系统的纵向模态,并与应用模态分析法所计算的系统模态信息相比较,这种自动辨识方法不仅能准确的辨识出振动系统的纵向模态, 而且还具有自动高效的识别特点.为准确快速建立液体火箭POGO振动系统的动力学模型等工程系统的模型提供理论依据.
    2017,15(5):385-405, DOI: 10.6052/1672-6553-2017-039
    [摘要] (2502) [HTML] (0) [PDF 1.91 M] (19847)
    摘要:
    首先回顾多体系统动力学的学科发展和学术交流情况,然后系统概述了多柔体系统动力学方程数值算法、多柔体系统接触/碰撞动力学与柔性空间结构展开动力学三个方面的研究进展及值得关注的若干问题,最后给出了开展多柔体系统动力学研究的若干建议.
    2014,12(3):193-200, DOI: 10.6052/1672-6553-2014-046
    [摘要] (3740) [HTML] (0) [PDF 748.46 K] (19717)
    摘要:
    航天器对恶劣动力学环境的适应能力直接关系到整个航天飞行任务的成败,振动试验控制技术是动力学环境试验的关键环节.本文分析了近年来国内外航天器振动试验设备和振动控制算法的研发动态、基本原理和关键技术达到的水平.提出了跟踪研究的基本思路,途径及建议.
    2014,12(1):18-23, DOI: 10.6052/1672-6553-2013-068
    [摘要] (3543) [HTML] (0) [PDF 1.13 M] (19182)
    摘要:
    以单晶悬臂梁压电发电装置为研究对象,在考虑压电材料非线性的情况下,利用广义Hamilton原理、Rayleigh-Ritz法、Euler-Bernoulli梁理论及压电元件恒定电场假设建立了悬臂梁压电发电装置的分布式机电耦合模型,通过数值计算分析谐振频率附近解的特性与系统参数及初始条件的关系,揭示了压电材料非线性、外激励参数对系统响应的影响规律,并通过实验验证了解析解的正确性.结果表明,压电材料的非线性特性会导致近似解的共振峰向左偏移,呈现软特性的非线性特征;当激励频率变化时,系统响应存在多解、跳跃等现象,主共振解的真正实现与初始条件的选取有关.
    2014,12(3):243-247, DOI: 10.6052/1672-6553-2014-054
    [摘要] (2994) [HTML] (0) [PDF 1.07 M] (18750)
    摘要:
    随机振动试验中存在的加速度功率谱密度带外超差问题对普遍采用的随机振动试验非常重要,本文分析了功率谱密度带外超差出现的原因、征兆、对试验产生的影响以及采取的解决措施,并且分析了常用随机振动试验和振动试验计量检定标准中对功率谱密度带外超差的规范要求.
    2016,14(2):97-108, DOI: 10.6052/1672-6553-2015-009
    [摘要] (3013) [HTML] (0) [PDF 1.87 M] (18630)
    摘要:
    本文结合多智能体系统控制理论与技术的研究现状,以地面无人系统为控制对象,对理论及其技术发展作了详细概述.从多智能体的行为协同控制和任务协同控制两个侧面讨论了相关的理论及应用问题,并指出当前协同控制研究中存在的一些问题以及今后的发展方向.地面无人系统的协同控制对于有效提升社会及军事效益,最大限度地发挥地面任务执行的效能具有重要意义.
    2015,13(5):361-366, DOI: 10.6052/1672-6553-2014-064
    [摘要] (1692) [HTML] (0) [PDF 826.19 K] (18382)
    摘要:
    动力学和控制系统中往往包含有不确定性参数,为此提出了一种基于随机响应面的不确定性参数灵敏度分析方法,以量化参数不确定性对响应变异性的影响.文中首先利用随机响应面建立不确定性参数和响应之间的表达式,然后通过求偏导方式推导参数的灵敏度系数,该系数综合反映了参数均值和标准差的影响.最后通过一根包含几何、材料不确定参数的数值梁来验证所提出方法,并与方差分析法结果进行了比较.
    2014,12(3):225-229, DOI: 10.6052/1672-6553-2014-051
    [摘要] (2923) [HTML] (0) [PDF 1.38 M] (18360)
    摘要:
    基于ANSYS软件和CFX软件的双向隐式交错迭代法对超空泡射弹尾拍运动过程中的流固耦合响应进行了研究,结构响应仿真采用有限元法、流场仿真采用分相流模型和SST湍流模型,重点比较分析了流固耦合作用对射弹运动姿态和流体动力的影响,给出了尾拍过程中弹体应力的变化规律.
    2013,11(1):12-19, DOI: 10.6052/1672-6553-2013-003
    [摘要] (2990) [HTML] (0) [PDF 530.95 K] (18218)
    摘要:
    航空发动机整机振动历来是发动机研发设计中不可忽视的重要部分,而机匣作为发动机的骨架,它的振动直接反映了发动机整机振动的水平.本文分析了航空发动机机匣动力学问题及故障分类,综述了机匣动力学的国内外发展现状与趋势、问题及解决的办法,并阐述了航空发动机机匣包容性问题的发展现状,最后提出了适合我国航空发动机技术水平的机匣发展设想.
    2008,6(4):301-306, DOI:
    [摘要] (1662) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (17834)
    摘要:
    研究了一阶时滞微分方程的状态反馈P控制、PI控制问题,目的是确定反馈增益的范围使得系统的平衡态是渐近稳定的. 对P控制状态反馈控制模型,利用Lambert W函数的主分支给出了确定反馈增益的显式判据以及系统的最优反馈增益; 在PI状态反馈控制模型中,运用稳定性切换原理并结合D-划分法确定了在反馈增益平面上系统的稳定性区域,并利用Lambert W函数采用数值方法给出了系统的最优增益曲线. 和现有方法相比较,本文方法更直观、 计算更简单.
    2012,10(1):21-26, DOI:
    [摘要] (1213) [HTML] (0) [PDF 567.09 K] (17793)
    摘要:
    建立连续绳系卫星系统的离散的可变自由度有限维动力学模型,描述其长时间空间大范围运动.绳系卫星系统为复杂的非线性动力学系统.考虑了系绳的黏弹性、分布质量和空间位形,使得建立的改进珠式模型能够细致地描述系绳的纵横向振动.根据绳索只能受拉而不能抗压的特性引入了系绳单元的松弛模型,准确反映系绳真实受力情况.研究了系统自由度改变的实现方法,通过数值积分计算得到了绳系卫星系统释放、收拢和保持阶段的长时间历程的动力学响应,计算结果是收敛的.仿真结果印证了稳定平衡位置在绳系系统动力学中的重要特性.
    2014,12(2):183-187, DOI: 10.6052/1672-6553-2014-025
    [摘要] (1726) [HTML] (0) [PDF 811.52 K] (17542)
    摘要:
    永磁同步电机由于谐波少、转矩的精度高,常用于伺服系统和高性能的调速系统.为研究需要,对其物理模型进行简化,建立了电机的数学模型及其基本方程.本文采用使直轴电流id=0方法进行研究,得到了基于转子磁场定向矢量控制下的电机电磁转矩方程.在Matlab/Simulink搭建整个系统仿真模型、转速和电流控制模块,并对系统进行仿真.仿真结果表明所得波形符合理论分析,系统响应快、超调量小,系统运行稳定,具有良好的动、静态特性.该方法采用易扩展的模块化设计,可在线修改和观察所有参数以及参数变化对系统控制效果的影响,从而能方便地验证各种控制策略,并据此选出高效的快速设计方案,缩短了研制周期,对系统设计和调试起到了很大的作用.
    2014,12(3):205-209, DOI: 10.6052/1672-6553-2014-059
    [摘要] (2543) [HTML] (0) [PDF 467.15 K] (15078)
    摘要:
    研究了空间结构振动抑制的被动非线性消振方法.提出了适用于空间环境的非线性消振器结构及动力学模型,该结构通过引入磁力实现空间环境下航天器结构的振动抑制. 然后,从理论上建立了含有非线性消振器的空间悬臂梁结构动力学模型,并通过Galerkin截断及数值分析方法分析了瞬态激励下非线性消振器对空间悬臂梁结构的被动振动抑制效果.仿真结果表明,该被动非线性消振器对系统的能量耗散率可以达到92%,可以实现非常好的振动抑制效果,能够适应空间环境,并提高航天系统的可靠性.
    2014,12(3):283-288, DOI: 10.6052/1672-6553-2014-061
    [摘要] (3639) [HTML] (0) [PDF 479.50 K] (14415)
    摘要:
    针对大展弦比机翼水平弯曲模态参与耦合颤振问题,首先用考虑几何非线性的颤振分析方法研究了某大展弦比机翼的颤振特性,结果表明水平一弯模态参与耦合降低了机翼传统模式的线性颤振速度;然后研究了复合材料的铺层主刚度方向角对机翼非线性振动特性和颤振特性的影响规律,提出了大展弦比机翼非线性颤振剪裁设计的新方法.结果表明主刚度方向角的变化主要引起了水平一弯模态振型的改变,一般表现为主刚度方向角从机翼后梁向后缘偏转,该阶模态的相对扭转振型节线位置向前缘移动;反之,该节线位置后移.进一步非线性颤振分析,发现水平一弯模态振型的变化引起了该阶模态参与耦合颤振速度的明显改变,主要表现为该颤振型的颤振速度随该阶模态的相对扭转振型节线位置前移量的增加而增大.通过两个算例验证了结论的正确性.
    2013,11(4):357-362, DOI: 10.6052/1672-6553-2013-041
    [摘要] (1834) [HTML] (0) [PDF 350.50 K] (12390)
    摘要:
    目前汽车发动机动力总成悬置系统设计的主要任务是选择悬置元件的刚度、位置和角度,使悬置系统自由振动模态频率避开发动机怠速激励力频率与车身自振频率,并尽量提高各模态振型的解耦程度,从而提高悬置系统隔振效果.悬置系统按预定频率严格解耦设计是使设计出的悬置系统模态频率完全等于按汽车设计频率规划预定的频率,并使各模态的振型严格解耦,即各向振动能量的解耦度等于1.本文从悬置系统的自由振动方程出发给出了对悬置系统按预定频率严格解耦设计的方程组,可以利用广义逆矩阵的理论求该方程组的解,亦可通过方程组构造函数进而求出该方程组的解,从而提供比当前的悬置系统模态优化设计更为简便高效的优化设计方法.相应的算例验证了本文提出的按预定频率严格解耦设计方程和求解方法的正确性.
    2016,14(3):247-252, DOI: 10.6052/1672-6553-2015-052
    [摘要] (2331) [HTML] (0) [PDF 2.18 M] (9662)
    摘要:
    轮胎作为车辆与路面接触的唯一载体,其力学特性是车辆动力学响应分析和控制的重要基础.目前仿真研究中所使用的轮胎模型多为稳态模型,不能精确地描述轮胎的动态特性.因此,将动态轮胎模型应用于车辆动力学仿真软件中,对于整车动力学仿真和研究具有重要的作用.多体动力学软件Adams中自带的轮胎摩擦模型为静态模型,它将摩擦系数视为一个静态值,而实际轮胎与路面之间的摩擦是动态变化的,应为相对速度和位移的动态函数,所以本文以基于LuGre动态轮胎模型,应用Matlab/Simulink软件构建动态轮胎模块,通过接口与Adams/Car连接,进行整车模型与Simulink轮胎模型的同步联合仿真,实现轮胎与路面动态接触的历程的模拟,提高车辆系统仿真的精度.〖HJ1〗〖HJ〗
    2014,12(1):36-43, DOI: 10.6052/1672-6553-2013-110
    [摘要] (2644) [HTML] (0) [PDF 2.22 M] (8176)
    摘要:
    利用有限元方法建立了航空发动机双转子系统耦合非线性动力学模型,采用MATLAB计算了系统的临界转速和振型;研究了双转子结构的稳态不平衡响应,给出了双转子-机匣系统在不同转速下的运动规律,为工程中双转子系统的设计提供了一定的理论支持.
    2014,12(3):253-258, DOI: 10.6052/1672-6553-2014-056
    [摘要] (2533) [HTML] (0) [PDF 1.00 M] (6546)
    摘要:
    为研究权衡结构刚度与低阶振动频率的飞行器升力面最优结构设计,提出两种多目标拓扑优化方案(约束法、结合约束法与评价函数法).基于变密度方法,在约束法方案中将多目标优化转化为设定参考点位移约束和低阶振动频率约束下,求解结构质量最小化的优化问题.在结合约束法与评价函数法方案中,定义组合柔度指数为评价函数(结构柔度与振动频率的函数),将多目标优化转化为设定低阶振动频率约束和体积分数约束下,求解结构最小组合柔度指数的优化问题.结果表明两种方案的优化结果具有一定的相似性,各有所长.优化设计不仅减轻了升力面结构重量,而且提高了结构的一、二阶振动频率.
    2014,12(3):201-204, DOI: 10.6052/1672-6553-2014-048
    [摘要] (2626) [HTML] (0) [PDF 296.79 K] (6214)
    摘要:
    在飞机结构设计中,非线性因素不可避免.本文以高超音速流下的,在俯仰自由度上含有立方非线性刚度的二元机翼为研究对象,采用平均法及颤振理论研究了超高速飞机机翼的非线性动力学行为,并通过数值计算验证了理论计算的正确性,给出了对比分析结果.
    2014,12(1):62-66, DOI: 10.6052/1672-6553-2013-097
    [摘要] (2067) [HTML] (0) [PDF 832.87 K] (5662)
    摘要:
    提出用样条有限点法分析拱的自振频率,采用3次B样条函数的线性组合作为位移振型函数,以曲杆变形理论为基础,根据Hamilton原理建立了考虑恒载效应影响时拱的振动频率方程.计算分析了恒载效应对拱结构自振频率的影响.结果表明恒载效应会使拱结构自振频率减小;影响大小与结构自身刚度有关;拱结构截面刚度一定时,拱矢跨比、径厚比越大,恒载效应对自振频率的影响越大.

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