薄膜空间结构是20世纪中期发展出来的一种新型结构. 薄膜结构质量轻、收拢体积小，展开刚度高，可扩展性强，抗振性能卓越[1]. 薄膜结构在航天领域具有广泛应用，如薄膜太阳翼、探测器登陆缓冲装置等. 通常，卫星发射时运载的是处于折叠状态的薄膜结构，卫星进入轨道后折叠结构解锁展开成为一种稳定结构，薄膜结构的展开稳定性往往决定了卫星飞行任务的成败. 薄膜空间展开结构的空间实验花费极为昂贵，而由于重力和大气压力的影响，薄膜结构的地面实验又很难模拟实际的空间工作环境，微重力和真空环境也很难在较大空间内同时实现，因此为了全面验证薄膜展开结构设计方案是否合理，数值模拟分析必不可少，对空间薄膜展开结构进行耦合动力学仿真尤为关键.

非线性有限元理论[2]是对薄膜结构进行理论分析和计算的基础理论之一，美国学者Clern等最早利用多体动力学对薄膜结构展开过程进行研究，此后一些欧洲和中国学者利用有限元分析软件LS-DYNA对薄膜结构充气展开过程进行了数值模拟仿真[3-5]，北京理工大学的朱挺[6]利用Shabana等[7]提出的基于连续介质力学和有限元方法的绝对节点坐标方法(ANCF)对膜单元进行建模，对薄膜结构的展开进行了数值模拟. 本文采用SAMCEF Mecano有限元软件基于隐式非线性动力学算法[8]对自碰撞、矩形展开及弹性气球充气扩展3种典型薄膜结构进行数值仿真，通过计算薄膜结构的动力学响应过程分析薄膜结构的状态、应力分布情况及展开稳定性问题. 聚酰亚胺薄膜在空间薄膜结构中应用非常广泛，本文仿真计算中薄膜的材料均为聚酰亚胺，其性能参数如表1所示.

互联网的迅猛发展，各种不良社会思潮和负面信息迅速传播，使得思政课的教学受到严重冲击[2]。通过与医学院校宣传人员和学生座谈发现，学校大部分只通过官网和官方微信公众号发送信息，并且更新内容较官方，形式较单一。仍有30%的学生不清楚学校有没有网络思政教育。由此可见，加大网络思政教育宣传力度势在必行。

表1 薄膜参数 Tab.1 Parameters of PI film

厚度/mm密度/(kg·m-3)杨氏模量/GPa泊松比ν0.1160010.3

1 薄膜结构碰撞耦合动力学仿真分析

1.1 有限元模型

薄膜结构的有限元模型如图1所示.

图1 薄膜结构有限元模型 Fig.1 Finite element model of membrane structure

薄膜结构为长1 000 mm、宽50 mm的单层膜片结构，运用非线性有限元软件SAMCEF Mecano完成初始模型创建，对计算仿真环境施加9.81 m/s2的重力加速度；对模型进行网格划分，网格类型为4节点单元；对模型中部6个节点施加固支约束，定义左右两部分节点为碰撞接触；设定计算时间1.857 s，时间步长1 ms，运用隐式求解算法进行求解运算.

1.2 耦合动力学仿真结果分析

薄膜结构在自由下落碰撞过程中的应力云图如图2所示.

图2 薄膜结构不同时刻应力云图 Fig.2 Von-Mises equivalent stress of membrane structure at different time

在实际工程应用中，需要考虑展开过程的效率问题. 对于该结构，当改变梁2速率时，其展开过程基本相似. 图7为展开速率不同情况下的动能变化曲线.

图3 薄膜结构自由下落碰撞能量变化曲线 Fig.3 Energy curve of free fall and collision of membrane structure

整个连环碰撞过程中，固支端应力始终较大，碰撞接触点周围应力也处于较大状态；碰撞接触点与固支端之间挤压薄膜结构，出现褶皱，因此应力较大且分布不均；接触点以下部分处于自由状态，由于振动也会出现褶皱，但应力相对以上较小.

1.3 碰撞过程能量变化

碰撞过程存在多种能量的相互转化，通过薄膜结构碰撞过程能量的相互转化研究薄膜结构变化.

校园网的广大用户，在使用网络给我们带来的服务的同时，忽视了网络风险的存在是最大的风险。我们现在网络存在的很多的问题，都是对安全风险没有意识造成的。我们要不断地强化网络安全意识，在广大师生的头脑里树立起安全意识的“防火墙”。

② 薄膜结构接触碰撞后不断振动并产生大量褶皱，同时薄膜表面应力分布不均；碰撞点周围应力较大；碰撞过程薄膜结构重力势能、动能、变形能相互转化并伴随着能量耗散，能量耗散有助于薄膜结构展开稳定性；

薄膜结构自由下落过程中表面平整，重力势能基本完全转化为动能；碰撞开始至运动终止过程，薄膜结构的不断碰撞与不断振动，导致薄膜结构出现褶皱变形，一部分能量转化为薄膜结构的变形能，一部分以内能的形式耗散，薄膜结构的动能逐渐减小至0附近，薄膜结构展开过程中的能量耗散有助于其展开稳定性.

2 薄膜结构矩形展开耦合动力学仿真分析

2.1 有限元模型

薄膜结构由xOz内截面为W型的单层膜片和两个柔性梁组成的，折叠膜片展开后长度为400 mm，柔性梁的具体参数如表2所示. 运用非线性有限元软件SAMCEF Mecano完成初始模型创建，对计算仿真环境施加9.81 m/s2的重力加速度；对膜片边1全约束，膜片边2与柔性梁1、膜片边3与柔性梁2之间运用Fixed装配，膜片面1与面2、面2与面3、面3与面4的自接触采用contact定义；柔性梁1与柔性梁2只有x方向位移自由度，对柔性梁2施加沿x方向80 mm/s的速度，驱动薄膜结构展开；设定展开时间5 s，时间步长1 ms，运用隐式求解算法进行求解运算.

反复高热时，两种成分的药物交替使用安全性高、效果好。即在发烧期间，一次服用布洛芬后，下次可服用对乙酰氨基酚。两种成分的药物交替使用，可减少反复使用一种药物可能带来的不良反应，又可维持较好的退热效果。

将简化后的模型导入ANSYS/Workbench软件中，并进行网格划分。如图7所示。机构的竖直向下方向为x正方向，送料过程的运动方向为y正方向，平行于翻转轴水平向外为z正方向。

表2 柔性梁参数 Tab.2 Parameters of flexible beam

长度/mm半径/mm密度/(kg·m-3)弹性模量/GPa泊松比ν1000.527002100.3

图4 薄膜结构矩形展开有限元模型 Fig.4 Finite element model of rectangle membrane structure

2.2 耦合动力学仿真结果分析

由图9可知，弹性气球充气扩展过程中前3 s内挤压变形不明显；t=4.0 s时，弹性气球的挤压变形明显变大；随着弹性气球扩展，其表面气压持续增大，气球不断扩展的过程中，由于气球与柔性墙的接触面光滑，气球在自由方向持续晃动，t=4.5 s时气球自由方向出现偏移. 弹性气球扩展的整个过程中，由于柔性墙挤压，气球自由端受到拉伸和弯曲变形，因此自由部分应力较大；柔性墙模量相对于弹性气球较大，因此在挤压气球的过程中，柔性墙表面几乎未发生变形.

由图5可知，薄膜结构在柔性梁2的驱动作用下能够平稳展开. 展开过程中薄膜结构后半部分出现大量褶皱，这是因为柔性梁1在柔性梁2驱动薄膜结构展开的过程中在x方向产生振动并且后半部分薄膜结构一直处于快速展开的状态. 展开结束后，薄膜结构表面平整，薄膜边1固支处两端以及与柔性梁两端接触部分应力较大. 因此设计薄膜结构时折叠部分、后半部分薄膜结构、边界固支处、与柔性梁两端接触部分都应适当加强，从而延长薄膜寿命.

图5 不同时刻薄膜结构应力云图 Fig.5 Von-Mises equivalent stress of membrane structure at different time

为了探究薄膜结构与柔性部件之间的耦合作用，绘制了薄膜结构对柔性梁1剪切应力随时间变化曲线如图6所示.

图6 剪切应力随时间变化曲线 Fig.6 Shear stress at different time

由图6可知，薄膜结构展开初期，柔性梁1受到的剪切应力较小，这是由于展开初期，薄膜结构处于松弛状态，剪切力来源于薄膜结构所受重力及其微小振动；3.5～4.7 s阶段，薄膜结构缓慢张紧振动不断加强，剪切应力幅值明显增大；4.7 s时刻后，薄膜结构张紧，剪切应力幅值急剧增大，且张紧的薄膜结构振动剧烈，对柔性梁具有很大的剪切作用.

薄膜结构展开过程中的应力云图如图9所示.

2.3 不同展开速率对薄膜结构展开稳定性影响

上述薄膜结构应力云图也能反映薄膜结构碰撞过程中的构型变化，由图2可知，0～0.335 s阶段，薄膜结构处于自由下落状态，中间固支处应力较大；0.335～0.445 s阶段为薄膜结构发生第1次碰撞后经过连续碰撞完全分离的过程，第1次碰撞过程中，最下端开始接触，然后从下向上延伸，发生连续碰撞；0.700 s是薄膜结构第1次碰撞完全分离后运动情况，此阶段薄膜结构振动剧烈，表面出现大量褶皱，应力大且不均匀；0.910～1.040 s阶段为第2次碰撞过程开始至完全分离的过程，第2次碰撞从薄膜结构上端开始，然后从上端向下端延伸；1.710～1.857 s阶段为第3次接触碰撞开始至运动终止阶段，此次碰撞也是由薄膜结构最下端开始，直至运动终止，不再分离.

图7 梁2速度为80，40 mm/s时动能变化曲线 Fig.7 Kinetic energy curve of deployment speed for 80 mm/s and 40 mm/s

网格疏密对结构有限元结果具有重要影响，网格数目与仿真时间的关系见表3.

2.4 网格稀疏对计算效率的影响

由图7可知，在薄膜结构展开前期，处于平缓的波动状态；而在展开后期，系统动能急剧增大，这是由于薄膜结构完全展开，张紧的薄膜结构在柔性梁的驱动下产生剧烈振动. 薄膜结构完整展开之后，为了保证太阳能电池阵、太阳帆等薄膜空间结构的平整度，结构必须尽量张紧，这种剧烈振动，可以通过主动控制或者被动控制方法进行消减. 当展开速率减小时，系统的动能有明显降低即薄膜结构展开稳定性变好.

表3 网格数目与仿真时间 Tab.3 Number of elements and simulation time

网格数目仿真时间/h22500.4932000.9150061.9387183.57200009.24

由表3可知，网格数目越多仿真计算的时间越长即计算的效率越低；网格太粗不利于薄膜结构展开过程柔性特性的表现，网格太细，计算效率降低；根据实际工程需要，网格数目为8 718时，仿真结果既能表现出薄膜结构展开过程的构型变化又能大大的减少仿真时间，提高计算效率.

潜意识能够暗示学生的心理，在教学环节中，如果学生对自己的学习充满信心，认为自己能够良好地掌握知识，那么往往就真的能够做好某事，更快、更深刻掌握知识。这就是潜意识的自我暗示，潜意识能够启迪学生的灵智，提升学生的灵想，张扬学生的灵性。潜意识具有的巨大力量能够引导学生在不知不觉中心想事成、提升自己。因此，在实际的教学环节中，教师应该多给学生鼓励和肯定，以此来改善学生的学习状况，促进学生积极向上。

2012年11月23日，中国水利工程协会在广州召开第二届理事会第二次会议。会议举行了中国水利工程优质（大禹）奖奖杯揭幕仪式，颁发了2011—2012年度中国水利工程优质（大禹）奖、2011—2012年度全国水利建设市场主体信用评价奖、2011年水电工程建设工法奖及质量管理QC小组成果奖。

3 气球充气扩展耦合动力学仿真分析

3.1 有限元模型

系统由弹性气球与U型柔性面组成且球形薄膜与U型柔性面3个面接触，柔性面参数如表4所示. 运用有限元软件SAMCEF Mecano进行有限元建模；对弹性气球与底部柔性面接触点之间运用Fixed装配，且球形面与U型面3个面之间运用Contact接触，完成耦合算法下的动力学仿真；对球形薄膜表面施加8 MPa的线性压强，设定展开时间5 s，时间步长1 ms，运用隐式求解算法进行求解运算. 图8为系统的有限元模型.

表4 柔性面参数 Tab.4 Parameters of rigid surface

厚度/mm底面/(mmmm)侧面/(mmmm)密度/(kg·m-3)弹性模量/GPa泊松比ν110020020020078002100.3

图8 球形薄膜有限元模型 Fig.8 Finite element model of sphere membrane structure

3.2 耦合动力学仿真结果分析

1.按任务类别相对固定人员：针对医院船医疗工作环境特殊而相对固定海上任务执行人员和医疗团队，可以使人员熟悉各舰船的医疗环境，从而提高工作的效率。在实际工作中，海上医疗保障人员抽组可按医院船训练、医疗运输船训练、远洋医疗保障等不同任务类型相对固定人员和医疗团队，从而增加人员对舰船医疗环境的熟悉，增强医疗团队人员之间的工作默契，规范救治流程，减少忙乱，落实职业防护措施。

图9 不同时刻薄膜结构应力云图 Fig.9 Von-Mises equivalent stress of membrane structure at different time

薄膜结构在展开过程中的应力云图如图5所示.

3.3 关键参数变化对气球充气扩展稳定性的影响

考察展开速率对稳定性的影响. 当改变充气速率时，其展开过程基本相似. 图10为充气速率不同情况下的动能变化曲线.

图10 充气时间为5，10 s时动能-时间变化曲线 Fig.10 Kinetic energy curve of inflation time for 5 s and 10 s

由图10可知，弹性气球扩展初期，其动能变化很小；后期至展开结束动能持续处于较大状态，这是由于随着持续加压，弹性气球表面的压力增大，当接触部分周围气压急剧变大时，致使球形薄膜结构在自由方向持续振动. 因为与气球接触的柔性面是光滑的，所以一旦激起振动，便很难消减. 当展开速率减小时，系统动能会明显变小即薄膜结构展开稳定性变好.

4 结 论

通过运用有限元软件SAMCEF Mecano对薄膜空间结构进行建模，定义薄膜结构与柔性结构的接触运算以及薄膜结构的自接触运算，能够高效地完成典型薄膜空间结构的耦合动力学仿真分析，具有较大的工程意义和科研价值. 仿真结果表明：

① 利用有限元软件SAMCEF Mecano可以进行典型薄膜空间结构耦合动力学仿真分析；

薄膜结构发生接触碰撞之前处于自由下落状态，其重力势能主要转化为动能；第1次碰撞，由于薄膜结构的连续碰撞并不断振动，导致薄膜结构变形，动能减小，薄膜结构变形能增大，并伴随能量耗散；第1次碰撞完全分离后，薄膜结构变形更大，变形能持续处于较大状态，能量持续耗散，由于薄膜结构处于上升状态，动能减小；第2次碰撞过程薄膜结构的动能和变形能相对较大，能量耗散率变大；第2次碰撞完全分离至运动结束，薄膜结构动能逐渐减小至零附近，变形能处于0.02 J附近，能量耗散0.04 J，运动结束.

③ 薄膜结构以不同速率展开时，展开速率越小稳定性越高；

④ 薄膜结构展开结束后，会产生较大的振动，对柔性部件产生较大的剪切作用，一方面会影响航天器的空间姿态，另一方面会影响空间薄膜结构的表面平整度，应当用控制的方法消减振动.

参考文献:

新疆要求，各地要坚持问题导向，依法规范教育经费统计行为，建立制度规范统一、流程分工合理、数据质量可控、数据公布及时、结果有效运用、保障措施有力的教育经费统计工作体系，严格依法做好教育经费统计工作。

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12月5日，国务院总理李克强主持召开国务院常务会议。会议决定，再将新一批23项改革举措向更大范围复制推广。其中，在全国推广的主要包括：一是强化科技成果转化激励。允许转制院所和事业单位管理人员、科研人员以“技术股+现金股”形式持有股权。鼓励高校、科研院所以订单等方式参与企业技术攻关。二是创新科技金融服务，为中小科技企业包括轻资产、未盈利企业开拓融资渠道。推动政府股权基金投向种子期、初创期科技企业。三是完善科研管理。推动国有科研仪器设备以市场化方式运营，实现开放共享。建立创新决策容错机制。

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工艺流程：钢管扣件桁架平台主梁制作→钢管扣件桁架平台次梁制作→主梁及次梁形成平台骨架→电动施工升降平台的组装→桁架平台骨架与电动施工升降平台铰接→桁架平台板、安全密目网→桁架平台试验（静载、限高提升）→钢管扣件桁架平台提升→钢管扣件桁架平台固定→在桁架平台上搭设局部满堂红脚手架→整体验收投入使用→桁架平台拆除。

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委员会是依法取得社团法人资格的中国船东协会下设分支机构，由从事保险、海商、海事及法律工作相关的中国船东协会会员，相关领域的知名专家、学者自愿组成的专业组织，在中国船东协会领导下开展工作。委员人数为70余人。委员会的宗旨是根据有关法律、法规和政策的规定，对涉及中国船东协会会员和航运相关的保险、法律等问题进行研究，在政府与企业之间发挥桥梁与纽带作用，推动海上保险的健康发展以及海上法律制度的完善，主动服务国家“一带一路”倡议。会议表决通过了《中国船东协会保险与法律委员会章程》，还决定了秘书处人员构成。

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