高层框架结构楼房不同部位单根立柱失效条件下楼房的变形能力、加速度响应和荷载传递等动力响应特征是本研究的重点。首先, 依据《混凝土结构设计规范》(GB50010), 采用PKPM设计软件建立了一个4×6跨的8层钢筋混凝土框架结构模型; 其次, 基于构件拆除法, 应用有限元软件SAP2000非线性动力分析方法计算了一楼中心柱、长边中柱、短边中柱、角柱等不同部位单根立柱失效条件下框架结构的动力响应特征。研究结果表明：四种立柱失效条件下, 其塑性转角均小于6°, 结构不会发生倒塌, 中心立柱失效时结构稳定性最差, 发生连续倒塌的概率相对最大, 短边中柱和长边中柱次之, 角柱概率最小; 中心柱失效条件下楼房荷载对剩余结构的动力冲击作用影响最为显著, 其负向最大值加速度大约是短边中柱和长边中柱的2倍, 可达3 g左右; 不同部位立柱失效后, 荷载将重新分布, 其轴力由紧邻的柱承担, 而上方梁的受力形式也从受弯转变为受拉, 发生悬链线效应, 在中心柱失效工况下, 相邻的各柱轴力增加了近20%。

为了研究混凝土大坝在水下爆炸冲击荷载作用下的应力分布和动力响应，利用ANSYS/LS-DYNA软件建立大坝结构爆炸数值分析模型，包括炸药、水介质、空气介质、坝体混凝土、岩石五个部分。选取底宽60 m、高85 m的大坝作为研究对象，考虑爆炸荷载作用下混凝土大变形和高应变的影响，采用HJC(Holmquist-Johnson-Cook)本构模型模拟坝体混凝土的损伤破坏和塑性变形，研究了不考虑重力和考虑重力的两种模型条件下可能的破坏模式和破坏机理。数值模拟得到爆炸后大坝的应力分布，进而选取4个典型位置点研究其位移时程和压强时程。研究表明：爆炸初始产生的缺口是冲击波扩散的起点，冲击波会发生多次反射，爆炸初始时最大应力可超过50 MPa，之后在10~30 MPa之间震荡。各个典型位置均在第1次反射时达到最大峰值压力，可将第1个反射压力作为弧面板的爆炸冲击荷载; 最大von Mises应力出现在爆源附近的缺口以及坝坡转角等易发生应力集中处; 典型位置的位移与距离炸药位置呈负相关; 重力产生的位移和压力对爆炸响应起抵抗作用，但最大von Mises应力无显著区别。

为提高航空器航迹预测的准确性, 考虑航路限制、成本指数以及航空器性能限制, 提出一种基于多目标约束的航空器下降段航迹预测方法。根据航空器性能数据、特征参数、航路限制及成本指数要求, 采用动力学理论动态分析并预测各航段多维状态数据。利用航空器数据记录器中的一条真实航迹的起飞、爬升和巡航数据预测优化其下降航迹。仿真结果表明, 对比真实航迹, 预测航迹及多维状态数据可随成本指数及航路的约束动态调整, 满足航路限制并提高了燃油利用率。

Optical trap, a circularly polarized laser beam can levitate and control the rotation of microspheres in liquid medium with high stiffness. Trapping force performs as confinement while the trapped particle can be analog to a liquid floated gyroscope with three degree-of-freedom. In this work, we analyzed the feasibility of applying optically levitated rotor in the system. We presented the dynamic analysis and simulation of an ellipsoid micron particle. The precession motion and nutation motion of a rotating ellipsoid probe particle in optical tweezers were performed. We also analyzed the attitude changes of an optically levitated ellipsoid when there was variation of the external torque caused by deviation of the incident light that was provided. Furthermore, the trail path of the rotational axis vertex and the stabilization process of a particle of different ellipticities were simulated. We compared the movement tendencies of particles of different shapes and analyzed the selection criteria of ellipsoid rotor. These analytical formulae and simulation results are applicable to the analysis of the rotational motion of particles in optical tweezers, especially to the future research of the gyroscope effect.

针对四旋翼飞行器的轨迹跟踪控制问题，设计了一种互联与阻尼分配无源控制（IDA-PBC）的控制器实现轨迹跟踪控制。首先，采用牛顿—欧拉法对四旋翼飞行器进行数学建模；然后，在IDA-PBC控制器中引入收缩性（Contraction）定理应用于轨迹跟踪；最终，通过计算机仿真验证了所设计的IDA-PBC控制器的有效性、跟踪性能以及鲁棒性能。仿真结果表明，IDA-PBC控制器不仅可以有效地完成四旋翼飞行器的跟踪控制任务，而且通过与PID控制器进行仿真对比发现，IDA-PBC控制器还具有收敛速度快、跟踪误差低、鲁棒性强等优点。四旋翼飞行器的IDA-PBC控制器使系统具有较好的稳态性能与动态性能，满足四旋翼飞行器的跟踪控制要求。

针对野外复杂路面对轮腿复合式移动平台的运动性能和越障性能的需求, 应用ADAMS软件建立了移动平台的简化虚拟样机模型, 并在各个关节处添加对应约束、驱动力以及扭杆弹簧, 并建立仿真环境。通过动力学仿真分析, 观察移动平台车轮及扭杆弹簧的加速度、垂向力以及位移变化等因素, 验证了该移动平台对野外复杂路面的适应能力以及越障能力。

通过对红外导引头框架式稳定平台进行非线性分析，得出影响框架系统稳定输出的一些设计要素。转子系统的转速变化对框架稳定性响应会出现周期、拟周期及混沌振动状态。根据非线性动力学分析结果可以看出，增加系统的阻尼可以有效地抑制平台框架的刚性混沌响应。

调焦机构作为空间相机的重要组成部分, 其动力学性能很大程度上影响了相机的可靠性。为了完成调焦机构的动力学分析, 本文以某型空间相机调焦机构平台作为研究对象, 将导轨作为切入点, 在调焦平台的有限元模型中利用优化的串联弹簧阻尼单元完成对导轨结合部的建模。基于Hertzian接触理论获取动力学参数, 将调焦平台中滚珠丝杠和联轴器的刚度等效至导轨结合部上, 并提出了关系表达式和修正参数。通过以联轴器为变量的对比实验获取修正参数, 实现该空间相机调焦平台的动力学分析。最后, 利用该分析方法在不同的参数条件下完成了调焦平台的动力学仿真分析, 仿真值与实验结果得到的基频值的误差小于2%, 证明了该分析方法具备较高的精度和可靠性。

分析随机并行梯度下降(SPGD)算法用于多路大型固体激光装置相干合成中校正动态相差的能力。首先介绍了SPGD算法实现相干合成的基本理论,利用数值模拟方法对算法进行了优化,实现了两路基于SPGD算法的波长为800 nm、带宽为30 fs光束的相干合成实验,验证了在外加10,15,20,25 Hz动态相差条件下算法的特性,并进一步模拟了动态活塞相差和指向性相差的校正过程,分析了不同相位噪声强度和频率对校正能力的影响,计算了控制带宽与光束路数、算法执行速度之间的关系。结果表明:远场强度分布的平方和是高能短脉冲激光相干合成的最佳性能评价函数;采用自适应增益的方式时,在保证算法稳定性的前提下,提高了算法的收敛速度;随着相位噪声强度和频率的提高,算法的有效控制带宽减小;算法执行速度越快,光束路数越少,则算法控制带宽越大;受限于器件性能,SPGD算法不适用于4路以上带宽为30 fs激光阵列的相干合成。