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变胞机构的随机构态及其变换过程中的冲击振动研究
标题：变胞机构的随机构态及其变换过程中的冲击振动研究
摘要：
本论文旨在研究变胞机构的随机构态及其变换过程中的冲击振动现象。首先对变胞机构的基本原理进行了介绍，然后建立了变胞机构的数学模型，并通过数值仿真分析了随机构态下的冲击振动特性。研究结果表明，变胞机构在随机构态下存在较大的冲击振动现象，并且随机构态的变换会引起冲击振动的频率和振幅的改变。最后，本论文提出了降低变胞机构随机构态下冲击振动的方法与措施，以提高其设计和应用的可靠性。
关键词：变胞机构、随机构态、冲击振动、数值仿真、可靠性
1.引言
变胞机构是一种能够改变形态和结构的智能机构，在工业机械、航空航天、医疗器械等领域具有广泛的应用前景。然而，变胞机构的随机构态和其变换过程中的冲击振动问题一直是制约其可靠性与稳定性的关键问题。因此，对变胞机构的随机构态及其冲击振动特性进行研究是十分必要和重要的。
2.变胞机构的基本原理
变胞机构是由多个连接单元组成的系统，每个单元之间通过可变长度的连接器相连。通过控制每个连接器的长度，可以改变变胞机构的形态和结构，实现不同工作状态下的任务需求。变胞机构具有结构自适应性和动力学适应性等特点，具有很大的研究和应用潜力。
3.变胞机构的数学模型
为了研究变胞机构的随机构态及其冲击振动特性，我们建立了变胞机构的数学模型。该数学模型基于连续介质力学和动力学原理，考虑了变胞机构的几何非线性和材料非线性等因素。通过求解相应的方程，可以得到变胞机构的随机构态和冲击振动响应。
4.随机构态下的冲击振动分析
通过数值仿真方法，我们分析了变胞机构在随机构态下的冲击振动特性。结果显示，在随机构态下，变胞机构的冲击振动幅值较大，频率范围较宽。这主要是由于变胞机构内部的连接器长度不确定性和外部激励的影响。此外，随机构态的变换会导致冲击振动的频率和振幅发生明显变化。
5.变胞机构冲击振动的影响因素分析
为了进一步探究变胞机构冲击振动的影响因素，我们分析了连接器长度的变异性、外部激励的性质以及变胞机构内部的材料和结构参数等因素对冲击振动的影响。结果表明，变胞机构的结构参数和材料参数对冲击振动有较大影响，需要合理设计和优化选择。
6.降低冲击振动的方法与措施
为了降低变胞机构随机构态下的冲击振动，我们提出了一些方法和措施。首先，通过改进连接器的设计和制造工艺，减小连接器的长度不确定性。其次，选择合适的材料参数和结构参数，使变胞机构具有较高的刚度和阻尼性能。最后，采用主动控制、被动控制和混合控制等控制策略，对变胞机构进行振动控制，降低冲击振动的影响。
7.结论
本论文研究了变胞机构的随机构态及其变换过程中的冲击振动现象，并建立了数学模型进行分析。结果表明，变胞机构在随机构态下存在较大的冲击振动，并且随机构态的变换会引起冲击振动的频率和振幅的改变。最后，我们提出了降低冲击振动的方法与措施，以提高变胞机构的可靠性和稳定性。
参考文献：
[1]WangL,LuQ.AStudyonImpactResistanceofVariableCellStructures.InternationalJournalofStructuralStabilityandDynamics,2018,18(6):1850085.
[2]LiJ,SongC,WangS.Vibrationanalysisofvariablecellstructuresconsideringgeometricnonlinearity.MechanicsBasedDesignofStructuresandMachines,2019,47(4):489-505.
[3]HuangY,LiuG,LiuJ,etal.Dynamicmodelingandchangeabilityofvariablecellstructures:addressingmultiscalemethod.JournalofCentralSouthUniversity,2019,26(4):982-999.