导读:本文包含了几何大变形论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:几何,桁架,质点,结构,固体,大跨度,切线。
几何大变形论文文献综述
陈涛[1]（2017）在《几何大变形非线性气动弹性数值方法研究》一文中研究指出飞行器结构大变形会带来复杂的非线性气动弹性问题。一方面,几何大变形会显着地改变飞行器的气动特性,造成气动载荷的极端变化;另一方面,在变形过程中机翼的材料很容易超出强度极限。在实际工程问题中已经出现了由于非线性气动弹性效应引发的飞行器解体事故。因此,非线性气动弹性效应是新型无人飞行器设计中必须考虑的问题。目前,对于叁维结构的大幅值运动非线性气动弹性问题还缺乏比较系统和深入的研究。几何大变形非线性气动弹性问题研究对于探索大柔性飞行器在颤振边界附近的气动力载荷、结构响应以及飞行力学稳定性有重要意义。几何大变形非线性气动弹性建模的难点主要涉及到叁个方面:1)大变形引起的结构非线性;2)结构大变形引起的非定常气动力;3)结构非线性与非定常气动力之间的耦合。本文针对这叁个问题,以叁维平板结构为研究对象,建立非线性气动弹性时域仿真模型,对柔性飞行器非线性气动弹性行为特性进行探索。本文的研究内容、主要结论和创新点如下:1.研究了不同的结构几何非线性有限元求解方法模拟大幅值气动弹性响应的能力。以标准模型切尖叁角翼为研究对象,对比了多变量实体壳单元与von Karmann非线性板单元、共旋壳单元以及ANSYS高阶实体单元在大幅值极限环振荡数值仿真中的差异,与实验结果的对比表明,本文采用的多变量实体壳有限元方法能够最为有效地消除由于结构大变形带来的锁住效应。2.研究了结构几何大变形引起的非定常气动力建模问题。对比了势流理论方法和计算流体力学方法在几何大变形非线性气动弹性数值仿真中的差异。计算发现,两种气动力建模方法得到的结构气动弹性响应趋势是基本一致的,但是基于CFD方法的仿真结果与实验值更加接近。另外,在悬臂板大幅值气动弹性数值仿真中,非定常涡格法计算的结构瞬态响应过程长于CFD方法的计算结果,传统上认为的非定常涡格法比计算流体力学方法计算效率更高的优势不再明显,造成这种现象的主要原因可能是非定常涡格法的气动阻尼特性弱于CFD方法。3.研究了几何大变形非线性气动弹性建模中的耦合策略问题。分别采用传统的松耦合算法、改进的松耦合算法和强耦合算法实现了结构求解器和气动力求解器之间的耦合。在悬臂板的气动弹性数值仿真中发现,对于小幅值的极限环振荡,改进的松耦合算法与强耦合算法的计算结果非常接近,而松耦合算法由于存在时间滞后效应,与强耦合算法的差异随着时间推移会逐渐增大。对于较大幅值的极限环振荡,不论是传统松耦合算法还是改进的松耦合算法,与强耦合算法的差别都是非常大的。另外,还发现在小展弦比结构的非线性气动弹性数值仿真中,当只有结构几何非线性效应占主导地位时,不同耦合策略的计算结果差别不是很大。当结构几何非线性与气动力非线性效应均较强时松耦合策略和改进的松耦合策略都会引起很大误差。4.研究了叁维悬臂板的后颤振气动弹性特性。数值仿真发现,在达到颤振边界以后,结构首先发生一倍周期的极限环振荡,随着来流速度的增加,结构位移响应中的高频分量逐渐增强,极限环振荡由一倍周期运动逐渐变为叁倍周期运动,在较大的来流速度下,结构响应呈现出混沌运动特征。另外,还研究了不同非线性因素的影响。首先,对于较大幅值的极限环振荡,结构几何非线性效应明显改变了结构的刚度特性,使得结构位移响应限制在某个幅值范围内。其次,翼尖涡引起的非定常气动力对结构响应也有较大影响,而且相比于尾涡,翼尖涡引起的气动力非线性效应更强。5.研究了悬臂板的大迎角非线性气动弹性特性。数值仿真发现,在较大的初始迎角情况下,结构响应可能存在准周期运动或混沌运动。在稳态响应过程中存在较强的结构几何非线性效应和气动力非线性效应。结构前缘涡受到翼尖涡的影响,在向后缘运动过程中逐渐向结构对称面方向移动,最终在背风面上形成一个涡环,这种涡环是气动力非线性的一个重要来源。(本文来源于《西北工业大学》期刊2017-03-01）
王伟,周洲,祝小平,王睿[2]（2015）在《几何大变形太阳能无人机非线性气动弹性稳定性研究》一文中研究指出大柔性太阳能无人机在气动载荷的作用下产生较大的弯曲变形,机翼结构的刚度、质量分布等特性亦发生较大改变,线性理论无法满足这类飞机气动弹性稳定性分析的精度要求。基于Co-rotational(CR)理论,推导了结构变形后的切线刚度矩阵和质量矩阵,建立了大柔性机翼结构动力学模型;采用建立在局部气流坐标系下的片条非定常气动力模型,建立了考虑几何非线性效应的大柔性无人机气动弹性运动方程。引入准模态假设,采用P-k法研究了几何大变形对类"太阳神"布局太阳能无人机的气动弹性稳定性的影响。研究结果表明:随着弯曲变形的增加,非线性颤振速度可降低10%以上,非线性颤振频率可下降8%;合理的增加扭转刚度、前移弹性轴、前移剖面质心等,均可以有效改善几何大变形引起的不利影响。研究工作对大柔性飞机的气动弹性设计具有一定的参考意义。(本文来源于《西北工业大学学报》期刊2015年01期）
张鹏飞,罗尧治[3]（2014）在《叁维固体几何大变形问题求解的有限质点法》一文中研究指出有限质点法将结构求解域离散为质点群,并用牛顿第二定律描述其运动,避免集成整体刚度矩阵和求解非线性方程组,特别适用于计算发生刚体位移和几何大变形的结构或机构。本文基于此推导了叁维固体的有限质点法,并将其应用于求解空间叁维固体的几何大变形问题,通过自编程序对相关算例的计算结果表明,该方法有很好的精度和收敛性,对于求解空间固体的大位移、大转动问题是有效的、可行的。本文的成果为进一步研究叁维固体的塑性以及断裂破坏等强非线性问题打下了必要的基础。(本文来源于《第十五届空间结构学术会议论文集》期刊2014-10-30）
罗尧治,杨超[4]（2013）在《求解平面固体几何大变形问题的有限质点法》一文中研究指出有限质点法是基于向量式力学提出的一种新兴的数值计算方法。它采用物理计算模式,将分析域定义成一组质点的集合,并根据牛顿第二定律描述质点的运动,从而取代了传统数值方法中数学连续体的概念。该方法通过虚拟逆向运动分离刚体位移和变形位移,并采用变形坐标的形式来计算内力,再利用显式时间积分逐步求解质点运动方程。分析中可以通过描述各质点的轨迹来追踪整体的运动行为。该文阐述了有限质点法的基本概念和原理,推导了平面固体的内力求解公式,并将其应用于平面固体几何大变形问题的数值计算,通过自编程序对实例计算的结果表明,该方法有良好的精度和收敛性,对于求解平面固体的大位移、大转动问题是有效的、可行的。(本文来源于《工程力学》期刊2013年04期）
安效民,徐敏[5]（2011）在《一种几何大变形下的非线性气动弹性求解方法》一文中研究指出非线性气动弹性的时域求解中,涉及到非线性的流体动力学(CFD)和非线性的结构动力学(CSD)耦合问题.基于Co-rotational理论,推导了叁维壳单元几何非线性下的切线刚阵和内力公式,针对推进过程中的能量守恒,引入预估-校正推进格式,发展了一种近似能量守恒的非线性动态响应算法;基于1/2时间步的交错耦合格式,结合带有几何守恒律的双时间推进求解雷诺平均N-S方程的求解器,发展了非线性气动弹性求解的高精度耦合格式.通过结构几何大变形下的静力和动力分析验证了所发展的结构非线性求解器,并通过AGARD445.6机翼的非线性气动弹性响应分析,说明了所发展耦合求解方法的实用性.(本文来源于《力学学报》期刊2011年01期）
姜世平,马亚光,李洁[6]（2009）在《基于扭转几何大变形理论的并联行星传动太阳轮轴设计研究》一文中研究指出以潜油单螺杆泵采油系统中的并联行星齿轮减速器为研究对象,结合等圆截面杆的弹性扭转几何大变形位移公式,通过Matlab软件计算,建立了并联行星齿轮减速器中并联太阳轮轴扭转变形的数学模型,应用各段并联太阳轮轴扭转变形协调原理和等功率传递原理,设计了并联行星齿轮减速器。该减速器在传递额定功率的情况下可以大幅度减小径向尺寸。(本文来源于《机械设计》期刊2009年07期）
孙焕纯,许强,龙武智[7]（2009）在《桁架结构几何大变形分析的精确方法》一文中研究指出以往对桁架结构的大变形非线性分析,都是应用最小势能原理建立关于节点位移的非线性联立平衡方程,求解的工作量大,尤其对多自由度的大型复杂桁架更为突出。为了克服这个困难,本文采用两步交替迭代线性逐步逼近法,使平衡状态与变形状态协调统一,建立并求出变形后的平衡方程及其解。第一步,由已知杆件内力建立计算节点位移的连续方程并求解;第二步,由已知节点位移建立计算杆件内力的平衡方程并求解。通过多次迭代求得平衡状态与变形状态协调统一的非线性大变形分析的精确解。若干例题计算证明,本法是有效、精确的。尤其是对几何大变形桁架结构的优化设计,可将结构分析的迭代过程与优化过程相结合,省去了多次结构重分析的迭代过程,只在一次结构分析的迭代过程中即可完成优化设计,大大节省了时间。本法对扁桁架尤其有用。(本文来源于《应用力学学报》期刊2009年01期）
许强,陈庆,孙焕纯[8]（2009）在《大跨度桁架几何大变形结构分析的一种数值方法》一文中研究指出基于ANSYS平台的二次开发,针对桁架结构几何大变形分析问题提出了一种有效的数值算法。主要思路为:采用两步交替迭代逐步逼近,使平衡状态与变形状态协调、统一,建立并求出变形后的平衡方程及其解;也就是说,首先由已知杆件内力建立计算节点位移的连续方程并求解,然后由已知节点位移建立计算杆件内力的平衡方程并求解,通过多次迭代求得平衡状态与变形状态协调统一的非线性大变形结构分析的精确解。本文方法在整个求解过程中仅需做一次结构分析,此在几何大变形桁架结构的优化设计中更突显其优点。本文方法对扁桁架、大跨度桁架尤其有用。通过编制相应的ANSYS二次开发程序,并由数值算例验证了本文方法的可行性、计算精确和计算效率。(本文来源于《土木工程学报》期刊2009年01期）
吴汉辉,刘会,杨转运,刘鹏[9]（2008）在《几何大变形非线性问题中拟线性等效系统研究》一文中研究指出描述几何大变形问题的方程式为非线性微分方程,该方程不能应用迭加原理求解,且当荷载复杂、柔性结构杆件的截面变化时其求解更加复杂.基于拟线性等效系统的原理,提出了简化的拟线性等效系统,通过试差法确定水平位移Δ,将非线性弯矩和刚度转化为线性问题,从而将欧拉-贝努利方程转化为线性问题,并且在梁中推广了拟线性等效系统.实例验证表明拟线性等效系统简化方法得当、计算结果满足精度要求.(本文来源于《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》期刊2008年05期）
陈庆[10]（2008）在《几何大变形桁架结构离散变量优化设计》一文中研究指出本文利用ANSYS平台的二次开发功能,并依据“相对差商法”思想,开发了一种在ANSYS平台下的桁架结构离散变量优化算法;编制了相应的ANSYS二次开发程序。通过诸多实例的论证,本程序计算效率高,优化结果收敛性好,也证实了按本文思想在ANSYS平台下桁架结构离散变量优化设计的可行性和有效性。另外,本文对几何大变形大跨度桁架结构的计算分析提出了一种新的数值算法。在工程中,某些大跨度结构,由于其结构构造或形状的特殊及工作荷载的特点,工作时常常产生相对较大的几何变形,但其绝对量仍然不大;而且要保证正常工作的使用,须要求应力—应变保持线性关系。对这类结构的分析计算,必须应用几何大变形非线性理论。计算分析这种问题的传统方法是应用最小势能原理,将大变形的非线性几何方程的近似表达式和线性的应力—应变关系代入总势能的泛函中,且经离散化处理得到关于节点位移的泛函表达式,再根据总势能的极小化条件可得到关于节点位移的欧拉方程,即关于节点位移的非线性平衡方程。因为该方程是以变形后的节点位移列出的,所以它与变形状态是统一的、协调的;但因该平衡方程是位移的非线性函数,求解的难度很大,尤其对多自由度的复杂结构更难。而本文基于ANSYS平台的二次开发,所构思的大变形分析思想为:采用两步交替迭代逐步逼近,使平衡状态与变形状态协调、统一,建立并求出变形后的平衡方程及其解;也就是说,首先由已知杆件内力建立计算节点位移的连续方程并求解,然后由已知节点位移建立计算杆件内力的平衡方程并求解,通过多次迭代求得平衡状态与变形状态协调统一的非线性大变形结构分析的精确解。由于本文方法在几何大变形分析的过程中仅需做一次结构分析,此点尤其在几何大变形的结构优化设计中优点显着;故据此提出了几何大变形桁架结构离散变量优化设计的思想,并针对扁桁架、大跨度桁架作了相应分析。通过编制相应的ANSYS二次开发程序,并由数值算例验证了本文方法的有效性,计算精确和计算效率。值得一提的是,本文对大变形的分析思想可蜕化分析桁架结构的几何小变形问题。(本文来源于《同济大学》期刊2008-03-01）
几何大变形论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
大柔性太阳能无人机在气动载荷的作用下产生较大的弯曲变形,机翼结构的刚度、质量分布等特性亦发生较大改变,线性理论无法满足这类飞机气动弹性稳定性分析的精度要求。基于Co-rotational(CR)理论,推导了结构变形后的切线刚度矩阵和质量矩阵,建立了大柔性机翼结构动力学模型;采用建立在局部气流坐标系下的片条非定常气动力模型,建立了考虑几何非线性效应的大柔性无人机气动弹性运动方程。引入准模态假设,采用P-k法研究了几何大变形对类"太阳神"布局太阳能无人机的气动弹性稳定性的影响。研究结果表明:随着弯曲变形的增加,非线性颤振速度可降低10%以上,非线性颤振频率可下降8%;合理的增加扭转刚度、前移弹性轴、前移剖面质心等,均可以有效改善几何大变形引起的不利影响。研究工作对大柔性飞机的气动弹性设计具有一定的参考意义。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
几何大变形论文参考文献
[1].陈涛.几何大变形非线性气动弹性数值方法研究[D].西北工业大学.2017
[2].王伟,周洲,祝小平,王睿.几何大变形太阳能无人机非线性气动弹性稳定性研究[J].西北工业大学学报.2015
[3].张鹏飞,罗尧治.叁维固体几何大变形问题求解的有限质点法[C].第十五届空间结构学术会议论文集.2014
[4].罗尧治,杨超.求解平面固体几何大变形问题的有限质点法[J].工程力学.2013
[5].安效民,徐敏.一种几何大变形下的非线性气动弹性求解方法[J].力学学报.2011
[6].姜世平,马亚光,李洁.基于扭转几何大变形理论的并联行星传动太阳轮轴设计研究[J].机械设计.2009
[7].孙焕纯,许强,龙武智.桁架结构几何大变形分析的精确方法[J].应用力学学报.2009
[8].许强,陈庆,孙焕纯.大跨度桁架几何大变形结构分析的一种数值方法[J].土木工程学报.2009
[9].吴汉辉,刘会,杨转运,刘鹏.几何大变形非线性问题中拟线性等效系统研究[J].武汉理工大学学报(交通科学与工程版).2008
[10].陈庆.几何大变形桁架结构离散变量优化设计[D].同济大学.2008
论文知识图
