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基于ALE-ANCF方法的卷曲展开机构动力学建模与分析
1
作者
黄斐
袁婷婷
刘锦阳
《振动与冲击》
北大核心
2025年第2期131-142,共12页
针对含复杂的多区域接触的卷曲展开机构,该研究将其简化为带刚性转盘的变长度柔性构件,建立多体系统动力学模型,以实现高效仿真。首先,基于任意拉格朗日-欧拉描述的绝对节点坐标法对变长度梁进行建模;然后,将复杂接触问题简化为移动边...
针对含复杂的多区域接触的卷曲展开机构,该研究将其简化为带刚性转盘的变长度柔性构件,建立多体系统动力学模型,以实现高效仿真。首先,基于任意拉格朗日-欧拉描述的绝对节点坐标法对变长度梁进行建模;然后,将复杂接触问题简化为移动边界的约束关系,给出一种增删节点处理方法,有效解决了单元长度变化引起的奇异和精度问题,在此基础上建立了刚-柔耦合多体系统的动力学模型,用隐式算法实现了动力学方程的数值求解。通过滑绳和动滑轮算例验证了建模方法的有效性;最后,建立了卷曲机构充气展开系统的简化动力学模型,该模型采用任意拉格朗日-欧拉法移动网格实时跟踪卷曲机构的位置,精准捕捉移动边界点,从而高效确定接触行为。分析了气压力与黏附力对展开动力学特性的影响,通过控制黏附力分布,实现了卷曲机构的匀速展开,对工程实际具有参考价值。
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关键词
变长度梁
任意拉格朗日-欧拉描述的绝对节点坐标法
卷曲展开机构
动力学建模
移动边界约束方程
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职称材料
稳态段塞流对钢悬链立管动态响应的影响分析
2
作者
刘德鹏
艾尚茂
+1 位作者
孙丽萍
贾鲁生
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第11期1573-1579,共7页
海洋立管内部稳态段塞流不均匀质量分布产生的瞬态激励会引起立管结构振动。为利用非线性时域分析方法预测段塞流引起的立管响应,本文结合绝对节点坐标法与任意拉格朗日-欧拉描述,建立了一种立管结构-段塞流耦合的有限元分析模型。该方...
海洋立管内部稳态段塞流不均匀质量分布产生的瞬态激励会引起立管结构振动。为利用非线性时域分析方法预测段塞流引起的立管响应,本文结合绝对节点坐标法与任意拉格朗日-欧拉描述,建立了一种立管结构-段塞流耦合的有限元分析模型。该方法能够准确模拟段塞流质量不均匀分布和立管几何非线性,同时避免了复杂的坐标转换。以具有内部流动的钢悬链立管为例,分析了稳态段塞流的影响。结果表明:相比均匀流,段塞流能引起更大的立管局部变形;段塞长度对触底段弯矩变化影响显著。
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关键词
绝对
节点
坐标
法
任意
拉格朗
日
-
欧拉
钢悬链立管
段塞流
有限元
法
动态响应
力学模型
参数分析
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职称材料
题名
基于ALE-ANCF方法的卷曲展开机构动力学建模与分析
1
作者
黄斐
袁婷婷
刘锦阳
机构
上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院
广西大学土木建筑工程学院
出处
《振动与冲击》
北大核心
2025年第2期131-142,共12页
基金
国家自然科学基金(12272221,11932001)
国家自然科学基金国际合作项目(12311530038)。
文摘
针对含复杂的多区域接触的卷曲展开机构,该研究将其简化为带刚性转盘的变长度柔性构件,建立多体系统动力学模型,以实现高效仿真。首先,基于任意拉格朗日-欧拉描述的绝对节点坐标法对变长度梁进行建模;然后,将复杂接触问题简化为移动边界的约束关系,给出一种增删节点处理方法,有效解决了单元长度变化引起的奇异和精度问题,在此基础上建立了刚-柔耦合多体系统的动力学模型,用隐式算法实现了动力学方程的数值求解。通过滑绳和动滑轮算例验证了建模方法的有效性;最后,建立了卷曲机构充气展开系统的简化动力学模型,该模型采用任意拉格朗日-欧拉法移动网格实时跟踪卷曲机构的位置,精准捕捉移动边界点,从而高效确定接触行为。分析了气压力与黏附力对展开动力学特性的影响,通过控制黏附力分布,实现了卷曲机构的匀速展开,对工程实际具有参考价值。
关键词
变长度梁
任意拉格朗日-欧拉描述的绝对节点坐标法
卷曲展开机构
动力学建模
移动边界约束方程
Keywords
variable
-
length beam
absolute nodal coordinate formulation described by arbitrary Lagrangian
-
Eulerian method
rolled deployable mechanism
dynamic modelling
constraint equations of moving boundary
分类号
O312 [理学—一般力学与力学基础]
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TP202 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
稳态段塞流对钢悬链立管动态响应的影响分析
2
作者
刘德鹏
艾尚茂
孙丽萍
贾鲁生
机构
哈尔滨工程大学船舶工程学院
中海油研究总院有限责任公司工程研究设计院
出处
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第11期1573-1579,共7页
基金
中国海油科技项目“陵水半潜式生产平台研究专项”(LSZX-2020-HN-05-0405)
国家自然科学基金项目(51890915)。
文摘
海洋立管内部稳态段塞流不均匀质量分布产生的瞬态激励会引起立管结构振动。为利用非线性时域分析方法预测段塞流引起的立管响应,本文结合绝对节点坐标法与任意拉格朗日-欧拉描述,建立了一种立管结构-段塞流耦合的有限元分析模型。该方法能够准确模拟段塞流质量不均匀分布和立管几何非线性,同时避免了复杂的坐标转换。以具有内部流动的钢悬链立管为例,分析了稳态段塞流的影响。结果表明:相比均匀流,段塞流能引起更大的立管局部变形;段塞长度对触底段弯矩变化影响显著。
关键词
绝对
节点
坐标
法
任意
拉格朗
日
-
欧拉
钢悬链立管
段塞流
有限元
法
动态响应
力学模型
参数分析
Keywords
absolute nodal coordinate formula
arbitrary Lagrangian
-
Eulerian
steel catenary riser
slug flow
finite element method
dynamic response
mechanical model
parameter analysis
分类号
P751 [交通运输工程—港口、海岸及近海工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于ALE-ANCF方法的卷曲展开机构动力学建模与分析
黄斐
袁婷婷
刘锦阳
《振动与冲击》
北大核心
2025
0
下载PDF
职称材料
2
稳态段塞流对钢悬链立管动态响应的影响分析
刘德鹏
艾尚茂
孙丽萍
贾鲁生
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
0
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职称材料
已选择
0
条
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引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
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