摘要：为解决微纳卫星利用固体火箭推进器进行快速轨道机动时的姿态翻滚问题,提出了利用质量矩技术对卫星的俯仰、偏航通道姿态进行稳定控制。首先考虑推进剂燃烧、质量块运动等因素引起的系统质量特性参数的变化,建立质量矩固体推进微纳卫星姿态动力学模型;然后分析了推进剂燃烧、质量矩控制引入的系统模型参数不确定性、连续有界未知干扰;随后基于反演控制方法,设计了卫星姿态角和姿态角速度双回路自适应滑模动态面控制器,利用自适应算法调节控制参数估计来补偿不确定因素的影响;基于Lyapunov函数证明了闭环系统的稳定性。最后,通过数值仿真验证了控制算法的有效性,卫星姿态稳定调节时间小于1s,姿态稳定误差小于0.5%。

摘要：双层加筋板在现代交通运输工具中被广泛应用,这类结构的声振抑制问题一直是难点。声学黑洞(ABH:Acoustic BlackHole)作为一种新型的波操纵技术,为结构振动噪声控制提供了新思路。提出将ABH应用于双层加筋板中,开发有良好机械特性,特别是能实现减振降噪的结构。设计含有ABH的双层加筋板⁃腔系统,搭建实验平台并在点载荷激励下进行效果测试。结果表明截止频率以上腔体的宽频噪声可降低1.5~8 dB。基于有限元方法建立耦合数值模型,多角度量化了系统的动力学特性,分析揭示了ABH在腔室降噪中具有增加系统阻尼和降低内壁板和声腔的耦合强度的双重物理机制。针对降噪效果欠佳的低频段,提供优化设计方案,拓宽有效频率,实现了全频带的控制。进一步验证了复杂载荷作用下ABH双层加筋板⁃腔声振系统的减噪普适性。

摘要：目的磨削后工件表面残余应力处于裂纹层下方其位置隐蔽、不易检测,使用过程中受到应力作用易扩展成裂纹,影响后续工艺参数设计和工件使用寿命。因此,研究磨削后表面残余应力层深度有助于确定后续工艺加工余量,提高工件使用性能。方法本文采用离散元法建立单颗磨粒磨削熔石英的离散元模型,研究磨粒粒径对工件亚表面损伤深度的影响。采用角度抛光法和差动腐蚀法测量熔石英亚表面裂纹层和损伤层深度,计算残余应力层深度并验证模型。结果当磨粒粒径分别为7、14、28、40μm时,仿真得到的裂纹层深度分别为2.53、3.02、4.07、7.39μm,残余应力层深度分别为0.75、1.00、1.34、2.33μm;实验测得的裂纹层深度分别为2.51、3.14、4.65、8.16μm,残余应力层深度分别为0.86、0.93、1.31、1.87μm。由此可见,随着磨粒粒径的增大,工件表面的脆性去除愈加明显,表面质量变差,亚表面裂纹层深度和残余应力层深度增大。仿真预测裂纹层深度与实验值偏差小于15%,残余应力层深度偏差小于25%,残余应力层深度约为裂纹层深度的1/4~1/3,随磨粒粒径增大,比例逐渐减小。结论离散元仿真可有效预测熔石英磨削后的残余应力层深度,为其磨削工艺的制定提供参考。

摘要：基于传统Helmholtz共振消声器提出了一种机械耦合式共振消声器结构,以改善传统共振消声器的声学性能。该消声器的共振腔中内置附加有质量块的柔性板结构,将共振腔分隔为上下2部分腔体。入射的声波激励起柔性板结构的振动,与上下腔体相互耦合形成新的2自由度系统,从而将传统Helmholtz共振器的共振峰一分为二。基于理论分析柔性板附加质量块,以使其振动特性更具有可调性。同时,借助有限元软件分析其结构参数对消声器声学特性的影响规律,并通过实验验证结构的有效性。

摘要：基于有限元软件ABAQUS,利用Norton蠕变本构关系及镍基钎料BNi-2和不锈钢母材SS304在600℃的蠕变参数,对不锈钢板翅结构进行蠕变有限元分析,预测其在高温环境下服役105h的应力、应变分布规律和危险位置．利用有限元分析获得了板翅结构在钎焊过程中产生的残余应力的分布规律,讨论了残余应力对蠕变变形的影响．结果表明,由于钎料和母材力学性能参数的不匹配以及钎焊夹具的约束作用,产生了较大的残余应力,对板翅结构的蠕变变形产生较大影响,故在板翅结构的高温强度设计中,残余应力不可忽略．钎角处蠕变应力和应变集中,易萌生裂纹,成为最薄弱的环节．

摘要：为提高WSN的能量效率和网络吞吐量,提出一种基于生物地理学优化的分簇算法(CABBO)。从3个方面提高生物地理学优化(BBO)在WSN分簇的适应性。通过综合节点剩余能量、邻居节点个数、与基站距离因素,选取综合值大的节点优化初始栖息地种群质量,提高算法收敛速度;采用余弦迁移模型提高算法的探索能力;通过考虑多个性能指标定义目标函数,实现网络的有效连接和负载均衡。实验结果表明,该算法在网络生命周期、能量效率、吞吐量和负载均衡等方面具有较优性能表现。

摘要：基于橡胶弹簧的动特性试验,建立了一个能真实反映工程车辆悬架橡胶弹簧非线性动力学特性的模型,并进行了性能仿真试验,仿真结果与试验结果相吻合,表明所建立的模型符合实际情况,可以为整车悬架系统的动态分析和优化设计提供理论支持。

摘要：[目的]为了探究球形水下机器人的滚进运动规律,以及质量分布对其运动的影响,对其机械机构进行创新设计及分析。[方法]首先,依据牛顿-欧拉方法建立球形机器人的滚进动力学模型;然后,通过地面滚进试验和水下滚进动力学理论研究,分析机器人的质量分配对滚进运动产生的影响;最后,通过搭建仿真环境和虚拟样机,对球形水下机器人在水下和陆地的滚进动力学进行对比分析。[结果]结果表明,当内置小车以恒定角速度输出时,该球形机器人的运动位移呈波动变化且驱动小车在球壳内的摆角也成周期性变化规律;当增加驱动配重时,小车摆角的周期和幅值均相应变小,球形水下机器人的运动更为稳定。[结论]所做研究可为球形水下机器人的设计优化提供指导。

摘要：将折纸技术应用于空间薄膜结构构型设计并在展开全过程进行应力优化,设计折纸型充气管结构组合使用,完成大型空间薄膜遮阳罩折展构型设计。基于光学系统遮阳需求,采用杆系等效方法分析了两种薄膜折痕方案折展过程中的应力改变水平,并进行了遮阳罩薄膜结构的参数设计。考虑到充气管与薄膜结构的点连接和同步折展问题,采用单顶点六折痕模式改进了传统的Z字型充气管设计方案并进行了通气性能分析。采用ANSYS/LS-DYNA仿真计算了薄膜结构和充气管结构的展开全过程,并进行了应力水平和气压分析,最终通过样机模型进行了展开试验验证。结果表明,组合采用改进薄膜折痕方案和改进Z字型充气管方案,大型空间薄膜遮阳罩的展开路径明确,收纳比高且不会造成遮阳薄膜损伤。

摘要：为了深入研究静电放电(ESD)过程及其辐射场情况,解决实验测量数据重复性差、近场辐射场特性难以观测等问题。通过电磁仿真与实验相结合的方法建立ESD模拟器3维电磁模型,验证分析对水平耦合板放电的辐射场特性和受试设备(EUT)的耦合电压特性。研究发现:对水平耦合板放电的辐射场在放电点有最大电场强度,且电场强度随着与放电点距离的增加而呈现先快后慢的衰减。3维电磁仿真结果表明:ESD辐射场主要通过EUT壳体表面的缝隙和接口耦合到设备内部,耦合电压与测试结果一致。因此在电子设备设计阶段可利用该3维电磁模型对其内部抗扰度进行验证,从而降低电子设备抗干扰研发成本,提高设备ESD抗扰度测试过关率。