国家自然科学基金(11172180)
- 作品数：7 被引量：12H指数：2
- 相关作者：陈务军张大旭李纯邱振宇余征跃更多>>
- 相关机构：上海宇航系统工程研究所上海交通大学更多>>
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- 相关领域：航空宇航科学技术建筑科学理学一般工业技术更多>>
- 空间薄壁CFRP豆荚杆模态试验及分析被引量：3
- 2017年
- 空间薄壁CFRP豆荚杆工作时处于悬臂状态,为掌握其结构动态响应,对10 m长的超长薄壳豆荚杆在下端刚接约束下进行模态试验,得到了其模态和频率。利用有限元软件ADINA对试验模型在不考虑和考虑空气的情况下进行数值模拟分析,得到其在下端刚接约束下的模态和频率。数值模拟与试验结果对比分析表明:对于该试验研究对象,沿弱轴方向的基频,不考虑和考虑空气的计算结果和试验的误差分别为36.4%和4.7%,因此在地面试验和数值分析的过程中需要考虑空气与结构耦合的影响。进一步对豆荚杆的杆长进行参数化分析,得到了3~10 m豆荚杆的基频在不考虑空气和考虑空气影响下的偏差。对悬臂薄壁CFRP豆荚杆的设计、应用具有重要参考价值。
- 康雄建陈务军邱振宇余征跃谢超曹争利
- 关键词：模态试验流固耦合
- 形状记忆四枚缎纹编织复合材料拉伸力学性能试验研究被引量：2
- 2016年
- 为研究形状记忆四枚缎纹碳纤维编织复合材料的力学性能,对其进行了单轴拉伸强度试验和低周循环拉伸试验,得到了材料的拉断强力、应力-应变曲线、弹性模量和滞回环面积及力学行为特征。针对具有波纹状表面的编织材料,提出了用每根纱线能承受的拉断强力表征材料强度。分析结果表明:编织密度4.5+4.0,5.5+5.0的两种材料经向纱线拉断强力分别为412.3,403.1牛/根,稳定弹性模量分别为43.9,31.6GPa;纬向纱线拉断强力分别为434.6,539.9牛/根,稳定弹性模量分别为53.1,30.4GPa;材料的拉伸强度、弹性模量与编织密度(即纱线束的卷曲度)有关,同时也与复合材料的成型工艺有关;试验结果具有一定的离散性,对此类有大尺寸结构单胞的编织复合材料,试件制作和试验方法等需与传统层合复合材料有所差异。研究对大尺寸结构单胞编织复合材料的力学性能研究及航天器结构机构工程应用有一定的参考价值。
- 康雄建房光强张大旭陈务军曹争利彭福军
- 关键词：拉伸模量
- 张力索网结构零应力态与预应力态计算方法（英文）
- 2014年
- 研究目的:减小张力索网结构所求实际预应力与预期预应力之间的差异,并更完善地描述结构力学行为。创新要点:提出张力索网结构全过程分析概念,并用10个状态描述了其物理或分析的状态,以及15个过程揭示了状态间内在的逻辑关系和力学分析理论;在应力释放分析中,采用逆分析法提出了一种用于求解合理零应力状态的迭代计算方法;在预应力成形分析中,为获取预应力状态建立了另一种迭代计算方法。研究方法:应力释放分析主要包括四个步骤:构件无应力长度及伸长量计算,最小范数最小二乘法,数值迭代方法,和执行程序(图4);预应力成形分析在能量方程的基础上提出了控制方程的显式表达式,并为避免初始刚度矩阵的奇异问题而采用了合理自应力模态(图5)。重要结论:比较本文提出的计算方法与动力松弛法得到的零应力态,发现结果吻合良好,证明计算过程收敛性良好且结果准确。在预应力成形分析中,采用本文迭代方法可以有效消除所求实际预应力与预期预应力之间的差异。此外,提出的所有计算方法都符合模块化流程,具有广泛适用性。
- Wu-jun CHENJin-yu ZHOUJun-zhao ZHAO
- 关键词：找形分析逆问题
- 碳纤维薄壁杆件空间热辐射分析被引量：2
- 2012年
- 碳纤维复合材料以其高强轻质等显著特点广泛应用于航天器的结构设计,以空间可展天线框架结构中的碳纤维复合材料薄壁杆件为研究对象,对其空间热辐射环境下的温度场和热变形进行数值模拟;采用分层实体单元和层合板壳单元两种模型进行计算,比较了两种尺度下的温度场和热变形结果,验证了采用层合板整体正交异性热参数和等效壳单元进行计算的适用性,进而可以为整体结构和复杂杆件的计算提供依据;同时也表明:薄壁构件的在轨温度场下的热变形水平满足空间可展天线的形面精度要求。
- 刘锦贤陈务军房光强彭福军
- 关键词：热辐射碳纤维材料薄壁杆件
- 透镜式薄壁CFRP管压扁力分析被引量：2
- 2017年
- 针对透镜式薄壁纤维增强聚合物(CFRP)管伸展臂在截面设计中需确定压扁力的问题,选取两种不同截面、长度、铺层和材料参数的薄壁CFRP管,通过试验和数值模拟分析其压扁过程中的压扁力和截面变化特征。压扁过程中,假设截面不存在局部接触变形,且是线性等曲率变化,建立压扁力近似算法1;假设给出截面局部接触变形函数,建立压扁力近似算法2。综合试验、数值模拟与两种近似算法的结果,发现压扁过程中压扁力与截面变形均表现出较强的非线性特性,可用近似算法2估算压扁力。
- 高冀峰胡建辉陈务军陆邵明房光强彭福军
- 关键词：数值模拟
- 对角伸展太阳帆结构及膜面应力导入分析被引量：4
- 2017年
- 为研究膜面应力导入方式及应力大小对太阳帆结构的影响,进行了有限元模拟分析.首先,阐述了此类太阳帆导入膜面应力的必要性及其合理范围,并介绍了膜面应力导入的3种方式;其次,利用有限元软件ABAQUS,以欧洲航天局和德国宇航中心研制的20 m×20 m太阳帆为目标建立模型,然后采用静力法并考虑非线性的影响,分别对3种方式导入膜面应力的太阳帆进行结构分析,模拟太阳帆完全展开时在光压作用下膜面的变形和支撑结构的静力响应,获得膜面应力与豆荚杆轴压之间的关系,确定了膜面应力的合理范围;最后,对比分析了不同导入方式对膜面应力分布以及不同膜面应力对帆面形态和结构刚度的影响.结果表明:不同的应力导入方式,太阳帆膜面角落处均会出现应力集中,但膜面褶皱分布不同;膜面导入应力越大,基频越大,同时利于结构整体运动的控制.
- 李纯陈务军蔡祈耀张大旭彭福军房光强
- 关键词：太阳帆屈曲分析
- 索杆结构分布式不定数分析:推导和应用(英文)
- 2015年
- 目的:针对预张力索杆体系,将构件刚度与体系判定相结合,提出分布式静不定和分布式动不定的计算方法,使体系分析从"系统"层面向"构件"层面延伸。创新点:1.推导出具有广泛适应性的分布式静不定公式,并证明与原有方法的内在关系。2.首次提出分布式动不定数学公式。3.给出分布式不定数的物理意义及潜在的应用。方法:该方法在平衡矩阵理论基础上,采用奇异值分解法分别求解相互正交的两类单元变形量和两类节点外荷载模态;在排除整体刚体位移模态后,利用该正交性,求解分布式静不定和动不定。结论:1.该方法能克服已有方法中的奇异性问题,具有普遍性,可适用于动定及动不定结构。2.作为结构双对称性的代表,分布式静不定数可被用作一个简单而有效的分组准则;该准则能提高二次奇异值找力法(DSVD)的效率并能为设计师提供更多的初始预应力设计可能性。3.揭示分布式静不定与结构重要性及结构敏感性间的关系。4.分布式动不定数可被用作节点可动性的一个基本指标。
- Jin-yu ZHOUWu-jun CHENBing ZHAOZhen-yu QIUShi-lin DONG
- 关键词：索杆结构找力分析奇异值分解
