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题名基于精确几何模型梁单元的螺旋弹簧刚度分析
被引量：10
- 1
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作者
张健
齐朝晖
卓英鹏
国树东
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机构
大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室
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出处
《工程力学》
EI
CSCD
北大核心
2020年第2期16-22,80,共8页
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基金
国家自然科学基金项目(11872137,91748203)
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文摘
以精确几何模型梁单元为基础,对圆截面螺旋弹簧刚度的非线性特性进行了分析。结合弹簧细长结构的变形特点,选取弹簧半径、弹簧高度、螺旋线极角和簧丝截面扭转角作为螺旋弹簧的描述变量;按照Bernoulli梁理论,通过形心曲线切矢量和簧丝截面扭转角建立截面坐标系;基于大转动梁的变形虚功率,获得螺旋弹簧曲率矢量,构建弹簧变形虚功率;应用柔体建模过程的滤除高频震荡分量方法修正弹簧系统动力学方程求得弹簧刚度,提高计算效率。数值算例表明,计算结果符合弹簧刚度的受力变形规律。同时与弹簧经典理论算法和传统有限元方法进行对比,验证了分析方法的正确性和合理性。
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关键词
螺旋弹簧
弹簧刚度
几何非线性
变形虚功率
柔体系统
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Keywords
helical spring
spring stiffness
geometrically nonlinear
deformation virtual power
flexible body system
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分类号
O342
[理学—固体力学]
TH135.1
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名多柔体系统数值分析的模型降噪方法
被引量：15
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作者
齐朝晖
曹艳
王刚
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机构
大连理工大学工程力学系
大连理工大学盘锦校区海洋科学与技术学院
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出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第4期863-870,共8页
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基金
国家自然科学基金资助项目(91748203
11372057)
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文摘
多柔体系统的动力学方程通常是一组刚性微分方程,目前普遍采用的刚性微分方程数值解法主要通过数值阻尼滤除系统响应中的高频分量,其求解效率难以令人满意.为了降低多柔体系统动力学方程的刚性,从而可采用ODE45等常规微分方程求解器进行求解,研究了在建模过程中滤除高频振荡分量的方法.在以当前时刻为起点的短时间内对柔性体的应力进行均匀化,用均匀化后的应力计算柔性体的变形虚功率,由此得到的系统动力学方程的解中不含过高频率的弹性振动,并且可以通过调节均匀化时间区间的长度参数控制滤波的范围.数值算例表明:这种模型降噪方法的计算效率和精度均不低于刚性微分方程求解器,并且在刚性微分方程求解器失效的情况下模型降噪方法仍有良好的精度和效率.本文所提的模型降噪方法可成为求解多柔体系统动力学方程的新途径.
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关键词
多柔体系统
模型光滑化
刚性微分方程
变形虚功率
虚功率方程
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Keywords
flexible multibody systems
model smoothing
stiff ODEs
virtual deformation power
principle of virtual power
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分类号
O313.7
[理学—一般力学与力学基础]
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