检索结果-内蒙古大学图书馆

2013中国汽车工程学会年会

作者：李亦文郝玉敏李红建姚宙李行汽车振动噪声与安全控制综合技术国家重点实验室中国第一汽车股份有限公司技术中心中国科学院长春光学精密机械与物理研究所

本文讨论了基于单自由度弹簧-质量模型的碰撞概念设计方法,以实现在被动安全性能开发前期对前端结构抗撞性的快速评佶。将整车正面碰撞变形历程中的压溃及回弹变形分别等效为弹簧-质量系统的加载及卸载阶段,并对上述两个阶段的弹簧刚度... 详细信息

本文讨论了基于单自由度弹簧-质量模型的碰撞概念设计方法,以实现在被动安全性能开发前期对前端结构抗撞性的快速评佶。将整车正面碰撞变形历程中的压溃及回弹变形分别等效为弹簧-质量系统的加载及卸载阶段,并对上述两个阶段的弹簧刚度计算方法进行了推导。基于有限元分析得到的关键性能参数,能够快速获得弹簧系统的变形特性、瞬态响应曲线及运动历程,以此掌握等效车体结构的动力学响应及运动状态,有效地提升分析效率并节约成本。与整车有限元碰撞分析及实车试验的结果对比验证了模型的分析精度,可为校验性能目标定义的合理性提共辅助手段。

关键词：概念设计弹簧-质量模型被动安全抗撞性

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基于弹簧—质量模型的仿袋鼠跳跃机器人步态稳定性研究

基于弹簧—质量模型的仿袋鼠跳跃机器人步态稳定性研究

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作者：夏旭峰西北工业大学

学位级别：硕士

随着仿生机器人向适应非结构化、未知的环境和灵活、可靠地完成各种复杂工作任务的要求的方向发展,解决其运动稳定性问题已成为仿生机器人研究的关键问题和前沿性课题。为此,本论文以仿生机器人运动稳定性的基本理论和袋鼠生物体跳跃运... 详细信息

随着仿生机器人向适应非结构化、未知的环境和灵活、可靠地完成各种复杂工作任务的要求的方向发展,解决其运动稳定性问题已成为仿生机器人研究的关键问题和前沿性课题。为此,本论文以仿生机器人运动稳定性的基本理论和袋鼠生物体跳跃运动的特性分析为基础,建立了仿袋鼠跳跃机器人的系统简化模型,对其跳跃运动步态稳定性进行了分析研究。本文首先在大量查阅和分析国内外相关机器人运动稳定性研究文献资料的基础上,综述了当前仿生机器人运动稳定性理论及方法研究的现状,并归纳出了其未来的研究方向。接着对袋鼠生物体的运动特点和其跳跃的运动及力特性进行了分析研究,为仿袋鼠机器人跳跃运动步态稳定性建模分析研究提供了必要的基础。其次,根据袋鼠跳跃运动的特性,建立了仿袋鼠跳跃机器人的弹簧一单质量模型。采用拉格朗日法和线性化近似分析法建立了机器人动力学方程,并进行了着地阶段的径向与横向运动分析。根据步态运动稳定性的条件,研究了仿袋鼠跳跃机器人顶点反射映像函数、固定点的存在性及稳定性,获得了仿袋鼠机器人在跳跃过程中满足步态稳定性的各个参数的取值范围和各参数之间关系的显式表达式。通过实例计算,获得了满足步态稳定性的各参数之间的变化关系,证明了线性化近似分析法的有效性。分析结果表明:在存在固定点的情况下,当系统无量纲能量Es≥2,触地角α0≥37°及弹簧刚度系数K≥0.5kN/m时,仿袋鼠机器人的跳跃运动就能够保持连续跳跃的步态稳定性。最后,考虑到袋鼠脚踝关节力矩的作用,建立了仿袋鼠跳跃机器人的弹簧—双质量模型。采用能量法获得了仿袋鼠跳跃机器人着地阶段满足步态稳定性的稳定区域前、后边界稳定裕量的临界条件,并通过Matlab仿真计算获得了其动态稳定性区域,同时获得了满足动态稳定区域的各个参数的取值范围及各参数相互之间的变化关系。分析结果证明:对于质量为6.6kg的仿袋鼠跳跃机器人,当跳跃速度v∈[0.2,2]m/s、弹簧刚度系数K∈[0.01,1.36]kN/m、触地角α∈[18°,75°]时,其能够在着地阶段站稳。本论文的研究工作为今后提高仿袋鼠机器人性能设计和对其进行跳跃运动的控制建立了理论基础。

关键词：仿袋鼠跳跃机器人步态稳定性弹簧-质量模型动态稳定区域

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低速冲击下波纹夹芯板的动态响应分析

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哈尔滨工程大学学报 2025年

作者：胡旭初付涛昆明理工大学机电工程学院

为研究波纹夹芯板在低速冲击下的动态响应，本文建立了一种等效分析模型，推导出接触力和横向位移的解析解。基于一阶剪切变形板理论和Hamilton原理，得到了波纹夹芯板的运动方程。通过赫兹弹性理论及两自由度弹簧-质量S-M模型描述接触... 详细信息

为研究波纹夹芯板在低速冲击下的动态响应，本文建立了一种等效分析模型，推导出接触力和横向位移的解析解。基于一阶剪切变形板理论和Hamilton原理，得到了波纹夹芯板的运动方程。通过赫兹弹性理论及两自由度弹簧-质量S-M模型描述接触力与时间的关系，并利用Duhamel原理和Navier法计算横向中心位移，验证模型有效性。结果表明：胞元夹角增大、夹芯层厚度占比减小及胞元壁厚增大时，波纹夹芯板的最大横向中心位移减小，最大接触力增大，能量吸收和抗冲击性能增强，为研究波纹夹芯板的冲击动力学响应提供了高效的分析方法。

关键词：一阶剪切变形板理论 Hamilton原理赫兹弹性理论解析解弹簧-质量模型波纹夹芯板低速冲击动态响应

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星型负泊松比蜂窝夹层板的低速冲击动态响应分析

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振动工程学报 2024年第11期37卷 1925-1935页

作者：李斌付涛昆明理工大学机电工程学院云南昆明650500

将星型负泊松比结构作为夹层板的夹芯层,建立夹层板的动力学模型,推导出夹芯层的等效弹性参数。基于Hertz理论、一阶剪切变形理论和Hamilton原理推导出夹层板的运动方程,应用Navier法对其进行求解。通过两自由度弹簧-质量模型获得冲击... 详细信息

将星型负泊松比结构作为夹层板的夹芯层,建立夹层板的动力学模型,推导出夹芯层的等效弹性参数。基于Hertz理论、一阶剪切变形理论和Hamilton原理推导出夹层板的运动方程,应用Navier法对其进行求解。通过两自由度弹簧-质量模型获得冲击接触力,运用Duhamel积分计算出夹层板受小球冲击后的横向位移。与已经发表的论文中对板接触力和横向位移的预测结果进行对比,验证理论分析模型的有效性。同时对比了星型负泊松比夹层板与负泊松比内凹六边形蜂窝夹层板的低速冲击响应,探讨了星型负泊松比蜂窝夹层板的各项参数对冲击性能的影响。结果显示:随着冲击速度的增大,夹层板的最大接触力和最大横向位移增大,冲击响应持续时间缩短;夹层板的厚度比增大,夹层板的冲击性能增强;胞元的边长比减小,夹层板的冲击性能增强;胞元内凹角度增大,夹层板冲击性能提升。本文可为负泊松比超材料结构和夹层板的抗冲击性能研究提供理论参考。

关键词：星型负泊松比结构低速冲击弹簧-质量模型动态响应

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多孔金属陶瓷功能梯度矩形板的低速冲击响应

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复合材料学报 2023年第10期40卷 5967-5975页

作者：胡旭初付涛昆明理工大学机电工程学院昆明650500

为研究多孔金属陶瓷功能梯度矩形板在低速冲击下的动力学响应,提出了一种基于赫兹弹性理论和一阶剪切变形板理论的数值分析模型,获得了低速冲击下多孔金属陶瓷功能梯度矩形板的响应解析解。根据Hamilton原理推导出功能梯度矩形板的运动... 详细信息

为研究多孔金属陶瓷功能梯度矩形板在低速冲击下的动力学响应,提出了一种基于赫兹弹性理论和一阶剪切变形板理论的数值分析模型,获得了低速冲击下多孔金属陶瓷功能梯度矩形板的响应解析解。根据Hamilton原理推导出功能梯度矩形板的运动方程,引入两自由度弹簧-质量(S-M)模型用于获得冲击过程中与时间相关的接触力,利用Duhamel原理和Navier法计算了多孔功能梯度矩形板的横向位移。所得结果与文献数据进行比对,验证了有效性。在此基础上,针对相关参数对功能梯度板抗冲击性能的影响进行了比对分析。结果表明:随着孔隙率、功能梯度指数和宽厚比的减小,最大横向位移减小,功能梯度矩形板的能量吸收和抗冲击性能增强。

关键词：赫兹弹性理论一阶剪切变形板理论功能梯度矩形板弹簧-质量模型低速冲击

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含分层损伤复合材料层压板低速冲击模型刚度计算方法

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复合材料学报 2018年第10期35卷 2768-2776页

作者：方际澄于哲峰上海交通大学航空航天学院上海200240

针对基于弹簧质量模型的层压板低速冲击模拟方法,研究产生分层损伤后层压板整体刚度的计算方法。首先将板分为中心含分层的圆形区域与四周未分层环形区域。根据薄板弯曲理论,利用边界条件及两区域交界处的转角协调条件得到两个区域的挠... 详细信息

针对基于弹簧质量模型的层压板低速冲击模拟方法,研究产生分层损伤后层压板整体刚度的计算方法。首先将板分为中心含分层的圆形区域与四周未分层环形区域。根据薄板弯曲理论,利用边界条件及两区域交界处的转角协调条件得到两个区域的挠度,进而计算刚度。基于ABAQUS软件建立了含损伤层压板的有限元模型进行该计算方法的验证,结果表明,该方法的计算结果与有限元模型结果吻合较好。进行了层压板落重冲击试验,根据无损检测得到的分层信息利用本方法进行了弯曲刚度的折减,再利用弹簧-质量模型模拟有损伤产生过程的冲击接触力,模拟结果和实验与有限元结果吻合良好,证明所提出的层压板低速冲击弹簧-质量模型分层刚度折减算法是有效的。

关键词：层压板低速冲击刚度折减分层损伤弹簧-质量模型

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地震下方形大断面渡槽水体晃动效应对比分析

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世界地震工程 2023年第4期39卷 86-94页

作者：梁桓玮邓开来张延杰李铭赵灿晖辜文兰西南交通大学四川成都610031 抗震工程技术四川省重点实验室四川成都610031 云南省滇中引水工程有限公司云南昆明650000

随着我国经济的发展,大型渡槽的建设向西部高烈度山区快速推进,渡槽面临着严峻的地震风险。正确模拟渡槽中水体晃动性能,是渡槽抗震性能分析的关键技术难点。依托滇中引水工程中的松林渡槽,本文建立了大断面渡槽结构的精细化有限元模型... 详细信息

随着我国经济的发展,大型渡槽的建设向西部高烈度山区快速推进,渡槽面临着严峻的地震风险。正确模拟渡槽中水体晃动性能,是渡槽抗震性能分析的关键技术难点。依托滇中引水工程中的松林渡槽,本文建立了大断面渡槽结构的精细化有限元模型,通过欧拉-拉格朗日耦合(coupled Eulerian-Lagrangian,简称“CEL”)分析建立了渡槽水体晃动的流固耦合分析模型,同时建立了经典的等效弹簧-质量模型(简称“SM模型”)作为对比,量化两种水体建模方法产生的结果差异。通过对松林渡槽中典型简支跨进行非线性动力时程分析,对比了两种建模方式下,槽身和墩柱混凝土损伤的发展情况,摩擦摆支座的竖向反力,并呈现了CEL分析得到的水体波动情况,阐释了两种分析方法的主要误差来源。在渡槽地震响应分析的基础上,论文建立了槽身的节段模型,研究了CEL方法和等效SM模型在不同槽身加速度和竖向分量下的动力分析结果异同,并提出了等效SM模型的适用范围。

关键词：渡槽晃动水体动力分析 CEL方法弹簧-质量模型

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热塑性复合材料-金属胶铆混合接头刚度预测模型

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吉林大学学报(工学版) 2024年

作者：张红哲贾煜鑫鲍永杰杨宇星大连理工大学工程训练中心大连海事大学轮机工程学院

鉴于汽车轻量化设计中碳纤维增强热塑性复合材料-金属胶铆混合连接部件的刚度对车辆静态结构稳定性至关重要，本文提出了一种基于弹簧-质量理论的碳纤维增强热塑性复合材料-金属胶铆混合连接接头承载刚度预测模型，以深化对混合连接结... 详细信息

鉴于汽车轻量化设计中碳纤维增强热塑性复合材料-金属胶铆混合连接部件的刚度对车辆静态结构稳定性至关重要，本文提出了一种基于弹簧-质量理论的碳纤维增强热塑性复合材料-金属胶铆混合连接接头承载刚度预测模型，以深化对混合连接结构刚度的分析。通过准静态拉伸实验对该弹簧-质量模型进行了验证。基于所提出的弹簧-质量模型，探讨了胶层厚度、搭接长度、铆钉孔直径对接头结构刚度的影响。主要结论有：1）随着胶层厚度增加，接头整体刚度和胶层剪切刚度降低，每增加0.01 mm，胶层剪切刚度平均降低约1.94%；2）增加搭接长度能提升接头整体刚度和胶层剪切刚度，但会在数值上显著降低金属基板的刚度；3）随着铆钉孔直径的增加，接头整体刚度和铆钉刚度增加，但是会降低胶层剪切刚度，影响接头连接性能。

关键词：车辆工程碳纤维增强热塑性复合材料弹簧-质量模型胶铆混合连接接头刚度预测

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铁路罐车内液体晃动等效力学模型对比分析

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铁道科学与工程学报 2018年第7期15卷 1819-1824页

作者：张济民曹玉梦同济大学铁道与城市轨道交通研究院上海201804

罐车内液体晃动对罐车产生显著的干扰力、干扰力矩和冲击压力,影响罐车的动力学特性和安全性能。基于势流理论研究横卧圆柱体罐车不同充液比液体晃动问题,建立弹簧质量块模型和单摆模型2种等效力学模型,将其加入车辆系统多刚体动力学模... 详细信息

罐车内液体晃动对罐车产生显著的干扰力、干扰力矩和冲击压力,影响罐车的动力学特性和安全性能。基于势流理论研究横卧圆柱体罐车不同充液比液体晃动问题,建立弹簧质量块模型和单摆模型2种等效力学模型,将其加入车辆系统多刚体动力学模型中,研究罐车的横向动力学和安全性,对比刚体模型结果表明,考虑流固耦合时液体晃动对罐车的运行安全性有不利影响。

关键词：液体晃动动力学弹簧-质量模型单摆模型

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篮球运动员8周负重超等长训练后下肢及髋、膝、踝关节动力学和刚度变化

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中国运动医学杂志 2010年第4期29卷 417-420,429页

作者：井兰香刘宇上海体育学院运动科学学院上海200438 河北沧州医学高等专科学校

目的:研究负重超等长训练后下肢及髋、膝、踝关节动力学和刚度的变化。方法:对16名不间断常规力量训练的男子篮球运动员实施8周下肢负重超等长训练,每周进行3次肩负杠铃原地垂直下蹲跳训练,采用30%1RM负荷。每个训练周结束后测量一次最... 详细信息

目的:研究负重超等长训练后下肢及髋、膝、踝关节动力学和刚度的变化。方法:对16名不间断常规力量训练的男子篮球运动员实施8周下肢负重超等长训练,每周进行3次肩负杠铃原地垂直下蹲跳训练,采用30%1RM负荷。每个训练周结束后测量一次最大重复重量(onerepetition maximum,1RM)以调整下周负荷。分别于训练前后采用VICON系统和三维测力台同步采集纵跳动作下肢运动学和动力学数据,并经逆向动力学方法计算净关节力矩。根据弹簧-质量模型计算下肢刚度和下肢关节刚度。结果:与训练前相比,8周负重超等长训练后纵跳高度和最大地面反作用力显著增加;髋、踝关节峰值力矩、峰值功率、做功均显著提高;下肢刚度和髋、踝关节刚度显著提高。训练前后膝关节峰值力矩、峰值功率、做功和刚度无显著改变。结论:8周负重超等长训练能提高纵跳成绩,提高下肢及髋、踝关节动力学和刚度,可作为提高篮球运动员弹跳能力的训练手段。

关键词：负重超等长训练拉长-缩短周期纵跳弹簧-质量模型刚度

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