复合材料层合壳结构多体系统动力学理论研究和实验验证

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11272203
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    82.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0704.多体与高维系统非线性动力学
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Recently, composite material is widely used in the research field of aeronautics, astronautics and mechanical engineering. The rotating blade of helicopter, wind turbine blade,aircraft wing, satellite antenna and satellite plate can be regarded as composite laminated shells. It was found that the anisotropic characteristics of the composite material may cause coupling among large overall motion and different kinds of deformations, such as stretch deformation, bending deformation, torsion deformation, transverse deformation and section warping, which leads to high nonlinearity of the system.. In this project, considering anisotropic effect, heterogeneous characteristics of different layers, transverse shear deformation, section warping deformation and geometric nonlinear effect, more accurate dynamic model of composite laminated shell multibody system with large deformation is established based on the theory of nonlinear continuum mechanics and flexible multibody system dynamics. In order to reduce the simulation cost of composite shell multibody system, efficient numerical method for the simulation of composite shell multibody system are proposed. Rigid-flexible coupling dynamic experiments of hub and laminated shell multibody system are carried out to verify the correctness of the proposed theory. Based on this, applicability of the traditional one-dimensional model of composite cylinderical shell is analyzed. The proposed modeling theory can be used for accurate simulation of complicated multibody system, such as wind turbine, helicopter and other thin-walled structure.
目前,复合材料广泛应用于航空航天和机械工程领域。直升机的旋翼、风力发电机的桨叶、飞机的机翼、航天器的天线和太阳翼均可视为复合材料层合壳结构柔性附件,复合材料的各向异性性质将引起大范围运动和拉伸变形、弯曲变形、扭转变形、剪切变形和翘曲变形的相互耦合,呈现高度非线性特征。.本项目考虑材料的各向异性、各层之间的非均匀性、横向剪切变形、断面的翘曲变形和几何非线性效应,基于非线性连续介质力学理论和柔性多体系统动力学理论建立大变形复合材料层合壳结构多体系统的动力学模型。为了解决复合材料壳结构多体系统计算量大的问题,研究快速收敛的数值计算方法。通过气浮台和复合材料层合壳结构多体系统的刚-柔耦合动力学实验验证建模理论的正确性。在此基础上对复合材料圆柱壳的一维有限元近似模型的适用性进行分析。本项目提出的动力学建模方法可应用于风力发电机和直升机等复杂结构多体系统的高精度数值仿真。

结项摘要

目前,复合材料广泛应用于航空航天和机械工程领域。直升机的旋翼、风力发电机的桨叶、飞机的机翼、航天器的天线和太阳翼均可视为复合材料层合壳结构柔性附件,复合材料的各向异性性质将引起大范围运动和拉伸变形、弯曲变形、扭转变形、剪切变形和翘曲变形的相互耦合,呈现高度非线性特征。. 本项目考虑材料的各向异性、各层之间的非均匀性、横向剪切变形、断面的翘曲变形和几何非线性效应,基于非线性连续介质力学理论和柔性多体系统动力学理论建立大变形复合材料层合壳结构多体系统的动力学模型。为了解决复合材料壳结构多体系统计算量大的问题,研究快速收敛的数值计算方法。通过气浮台和复合材料层合壳结构多体系统的刚-柔耦合动力学实验验证建模理论的正确性。在此基础上对复合材料圆柱壳的一维有限元近似模型的适用性进行分析。本项目提出的动力学建模方法可应用于风力发电机和直升机等复杂结构多体系统的高精度数值仿真。. 为了拓宽建模理论的应用范围,进一步对柔性多体系统接触碰撞动力学建模,考虑刚-柔-热耦合复合材料层合板动力学建模,空间薄膜展开过程的动力学建模和考虑滑动铰间隙的伸展式太阳翼展开动力学建模方法开展研究。

项目成果

期刊论文数量(18)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(0)
控制棒驱动机构步跃提升碰撞的动力学建模
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    计算力学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈成;刘锦阳;许艳涛;谢永诚
  • 通讯作者:
    谢永诚
几何非线性空间梁的动力学建模与实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    振动与冲击
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐圣;刘锦阳;余征跃
  • 通讯作者:
    余征跃
A novel, single-layer model for composite plates using local-global approach
使用局部全局方法的新型复合板单层模型
  • DOI:
    10.1016/j.euromechsol.2016.05.002
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    European Journal of Mechanics A-Solids
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Han; Shilei;Bauchau; Olivier A.
  • 通讯作者:
    Olivier A.
低轨道下运行的卫星-太阳帆板系统的刚-柔-热耦合动力学建模
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    振动与冲击
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    左亚帅;刘锦阳
  • 通讯作者:
    刘锦阳
基于整体局部1,3位移模式的层合板层间应力研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    力学季刊
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    田立智;刘锦阳
  • 通讯作者:
    刘锦阳

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其他文献

太空衍射望远镜大型桁架展开过程动力学建模
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    侯鹏
基于SPH的充液刚体刚-液耦合动力学建模
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    张诗琪;刘锦阳
  • 通讯作者:
    刘锦阳
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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    --
  • 作者:
    徐齐平;刘锦阳
  • 通讯作者:
    刘锦阳
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  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    振动与冲击
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    --
  • 作者:
    张诗琪;刘锦阳
  • 通讯作者:
    刘锦阳
刚-柔-热耦合多体系统的动力学分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    应用力学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王捷;刘锦阳
  • 通讯作者:
    刘锦阳

其他文献

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考虑粘附效应和软接触的大变形充气可展机构多体动力学建模与仿真分析
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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