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范例一：(K=图书馆学 OR K=情报学) AND A=范并思 AND Y=1982-2016
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133 篇 专利
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- 4 篇 力学（可授工学、理...
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主题

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2 篇 仿真分析
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2 篇 设计方法
2 篇 空调管道系统测量
2 篇 工作空间
2 篇 试验研究
2 篇 均速管流量计
2 篇 bim技术
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1 篇 并联机构
1 篇 建模
1 篇 模型,结构
1 篇 两栖可变形履带机...
1 篇 蓄能悬架
1 篇 牙冠
1 篇 动态特性

机构

8 篇 山东理工大学
8 篇 哈尔滨工业大学
7 篇 东南大学
7 篇 江苏大学
6 篇 西安交通大学
6 篇 山东汽车弹簧厂淄...
5 篇 重庆大学
4 篇 华中科技大学
4 篇 中国人民解放军国...
4 篇 山东大学
4 篇 北京航空航天大学
3 篇 北京交通大学
3 篇 南京航空航天大学
3 篇 浙江大学
3 篇 中国航发湖南动力...
3 篇 东北大学
2 篇 广东电网有限责任...
2 篇 国网电力科学研究...
2 篇 北京宇航系统工程...
2 篇 华南师范大学

作者

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4 篇 李雪
4 篇 蒋书运
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2 篇 陈嘉亮
2 篇 周文勇
2 篇 张军辉
2 篇 董银龙
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2 篇 苟军利
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2 篇 黄良金
2 篇 聂德鑫
2 篇 徐智勇

语言

205 篇 中文

检索条件"主题词=结构参数设计"

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排序：

铁路货车涂装工艺方案研究与设计

铁路货车涂装工艺方案研究与设计

引用

作者：王秀芬北京交通大学

学位级别：硕士

随着国民经济的迅速发展，为促进企业向现代化迈进的步伐，企业在经济效益不断增长的同时，企业的社会效益——环境保护也是不可忽视的。北京2008年将举办奥运会，其目标之一是举办成绿色环保奥运，这对环境保护又提出了更新更高的要求... 详细信息

随着国民经济的迅速发展，为促进企业向现代化迈进的步伐，企业在经济效益不断增长的同时，企业的社会效益——环境保护也是不可忽视的。北京2008年将举办奥运会，其目标之一是举办成绿色环保奥运，这对环境保护又提出了更新更高的要求。入世后，铁路车辆要走向世界，放眼未来，必须对铁路货车涂装工艺方案进行研究与设计，使工厂车辆底、面漆涂装技术改造项目得到实现。同时要不断提高产品质量，降低成本。\n 本文根据目前北京二七车辆厂铁路货车涂装现状，提出了对货车涂装工艺方案的研究与设计，同时提出了设计需要达到的目标。\n 本文对货车涂装工艺总体方案进行了设计，对主要设备的选型进行了研究。\n 本文着重对主要设备结构进行了研究，对主要设备的结构参数进行设计。\n 本文最后阐述了铁路货车涂装工艺方案研究与设计的结论，同时对今后发展进行了展望。

关键词：铁路货车涂装工艺设备选型设备结构结构参数设计

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基于爆破损伤的石膏矿采矿方法研究与设计

基于爆破损伤的石膏矿采矿方法研究与设计

引用

作者：武文治山东理工大学

学位级别：硕士

兰陵石膏集团大汉矿-580m水平矿层开采存在地压显现明显,爆破对围岩损伤较大的现象,以传统的经验类比法设计采场参数难以满足安全生产的要求。通过调查研究该矿山的地质条件、岩体性质以及开采现状,并在矿山现场和实验室进行扰动试验研... 详细信息

兰陵石膏集团大汉矿-580m水平矿层开采存在地压显现明显,爆破对围岩损伤较大的现象,以传统的经验类比法设计采场参数难以满足安全生产的要求。通过调查研究该矿山的地质条件、岩体性质以及开采现状,并在矿山现场和实验室进行扰动试验研究以确定爆破载荷作用下围岩的损伤规律及弱化效应,依据试验结果折减矿山岩体参数,确定采场围岩的物理力学参数。使用FLAC3D模拟软件设计采场结构参数并对采场结构稳定性进行分析,最终确定大汉石膏矿-580m水平矿床的采矿方法、采场布置参数等,保证矿山深部的安全生产,同时为类似矿山提供参考。现场试验通过小爆破的形式进行,采用跨孔声波测试,得出围岩爆破的影响深度约为175cm225cm,不是每次爆破都会使围岩产生宏观上的损伤,甚至有时候会发生局部裂隙闭合或压密现象,爆破对围岩承载区损伤较大。爆破损伤室内试验是依据矿山实测的爆破频率、峰值振动速度以及振动持续时间等数据,在石膏试件单轴抗压强度40%、60%和80%的静载荷下进行的。试验得出不同静载荷水平下,石膏矿石的扰动损伤规律符合对数函数。在单轴抗压强度80%应力水平下,石膏试件经过50次的扰动破坏后,其完整性系数最低为0.64。依据爆破损伤试验结果对岩石参数进行折减,确定采场岩体参数,通过材料力学“梁”理论、以及FLAC3D数值模拟,确定采场结构参数。依据临界强度理论、FLAC3D动应力分析评价矿山采空区的稳定性。最终确定采用分层浅孔房柱采矿法,矿层分2个分段回采,分段采高8m,采宽为5m,采长为50m,矿柱宽度为8m,留设1.5m护顶层和1m护底层,层间柱宽度为5m。

关键词：爆破损伤相似模拟采矿方法结构参数设计数值模拟

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吸波蜂窝材料超声切削盘状刀具设计与性能研究

吸波蜂窝材料超声切削盘状刀具设计与性能研究

引用

作者：王根杭州电子科技大学

学位级别：硕士

吸波蜂窝材料具有高比强度、高比刚度等优点,广泛应用于军事、航空航天等诸多领域。吸波蜂窝材料在采用传统高速铣削加工时,存在着粉尘污染大、加工性能差、刀具寿命低等问题。超声振动切削加工作为纤维增强复合材料加工领域中越来越重... 详细信息

吸波蜂窝材料具有高比强度、高比刚度等优点,广泛应用于军事、航空航天等诸多领域。吸波蜂窝材料在采用传统高速铣削加工时,存在着粉尘污染大、加工性能差、刀具寿命低等问题。超声振动切削加工作为纤维增强复合材料加工领域中越来越重要的一种加工方法,已经在芳纶蜂窝材料的切削加工中得到应用,是目前国际上公认的最高效清洁加工方式。本文引入超声振动切削加工技术并将其应用于吸波蜂窝材料的切削加工中。超声振动切削刀具是超声振动切削加工中重要的组成部分,作为吸波蜂窝芯的切削加工工具,其几何形状与结构尺寸直接影响着吸波蜂窝芯工件的加工精度、质量及加工效率。吸波蜂窝材料超声振动加工对切削刀具使用性能提出了较高的要求,所设刀具不仅要具备传统刀具的切削性能,还需满足超声振动切削的性能要求。当前国内针对吸波蜂窝材料超声振动切削刀具的研究几乎处于空白阶段,急需推进相关工作以解决工程应用的实际需求。为此,本文融合传统刀具的设计理论与超声刀具的设计方法,开展刀具对吸波蜂窝材料超声振动切削机理的研究,设计出用于吸波蜂窝材料超声振动切削专用的新型圆盘刀,实现了对吸波蜂窝材料的优质高效切削加工。主要的研究工作与成果如下:1、开展圆盘刀超声振动切削吸波蜂窝材料的机理分析。首先基于圆盘刀矩形切削工艺,分析得出典型切削姿态,应用弹性薄板小挠度理论建立横向切削载荷作用下蜂窝胞壁的挠度方程和应力方程,分析得出圆盘刀超声振动切削作用下蜂窝胞壁的变形特征与断裂特性;其次进行圆盘刀超声振动切削运动学分析,分析圆盘刀对吸波蜂窝材料实际振动切削的运动过程;最后,建立圆盘刀超声振动切削力模型,并通过MATLAB对模型进行数值模拟,得出频率f与振幅A是超声振动切削时关键的敏感参数,为后文超声刀具的设计提供具体的参考指标。2、开展吸波蜂窝材料超声振动切削专用圆盘刀的材料与廓形结构设计。圆盘刀的材料与廓形结构直接影响着刀具的振动切削性能,首先分析超声振动切削对刀具材料的性能要求并优选出刀具制造的材料;其次结合超声切削姿态特点与锯片铣刀设计原理初步确定刀具的结构形式与主要结构参数;引入刀具的能量密度与弯曲刚度评价参数与分析方法,研究刀具截面廓形结构中外径D1、厚度h、楔角θ等主要参数对超声振动特性的影响规律,再结合ANSYS Workbench对理论分析结果进行仿真分析验证;最后得出最优的刀具截面廓形结构参数。3、开展圆盘刀刃齿元结构参数对蜂窝芯超声切削性能的影响分析。首先依据锯片铣刀设计理论,初步确定刃齿元结构中前角γ、后角α、齿高H三个关键设计参数的初始范围,再建立圆盘刀超声切削吸波蜂窝芯三维有限元模型,利用ABAQUS软件对刀具切削过程进行仿真分析,得出刃齿元结构中三个关键参数对切削力、切削热的影响规律,最后确定最优的刃齿元设计参数,从刀具的设计层面保证刀具的振动切削性能。4、开展实验台的设计构建及典型刃形圆盘刀超声振动切削性能的实验研究。首先设计构建超声振动切削实验台,并进行吸波蜂窝芯零件的切削工艺规划设计与刀具的振动性能测试;其次将同期研制的三种典型刃形圆盘刀进行同等实验条件下切削力、切削热的实验研究,对实验结果进行对比分析,得出前文设计的锯齿刃圆盘刀的切削性能最优。此外,建立锯齿刃圆盘刀超声振动切削吸波蜂窝芯材的切削力经验公式,得出振幅A、切深a与切削力F间的关系,并进行普通切削与超声振动辅助作用下的切削实验对比,得出超声振动辅助切削条件下振幅对切削力、切削热变化的显著影响。

关键词：吸波蜂窝材料超声振动切削圆盘刀结构参数设计切削性能实验

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玉米秸秆揉碎装置设计与性能试验研究

玉米秸秆揉碎装置设计与性能试验研究

引用

作者：李松毅内蒙古农业大学

学位级别：硕士

本文针对秸秆揉碎机能耗高、生产率低、经揉碎后秆秸丝质量低等主要缺点进行研究。提高秸秆揉碎机作业性能,对现有揉碎机结构、秸秆加工方式、影响揉碎性能的主要工作参数进行分析研究,确定揉碎试验装置中关键装置结构,选择测试组件,对... 详细信息

本文针对秸秆揉碎机能耗高、生产率低、经揉碎后秆秸丝质量低等主要缺点进行研究。提高秸秆揉碎机作业性能,对现有揉碎机结构、秸秆加工方式、影响揉碎性能的主要工作参数进行分析研究,确定揉碎试验装置中关键装置结构,选择测试组件,对喂入装置、揉碎装置、功率测试装置进行结构参数设计。搭建一款能耗较低、揉丝率较高的玉米秸秆揉碎试验装置。性能试验以吨料电耗、秸秆丝化率、单位标定功率生产率为主要评价指标,以主轴转速、喂入链速度和单次喂入质量为试验因素进行秸秆揉碎性能单因素试验和正交试验,通过分析计算实验结果得到秸秆揉碎试验装置的最优工作参数组合在:主轴转速1800r/min、喂入速度0.6m/s、单次喂入质量1.1kg时实验结果最好,并高于农业行业标准。

关键词：玉米秸秆揉碎机结构参数设计性能试验

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h型组合抗滑圆桩加固边坡动力响应特性研究

h型组合抗滑圆桩加固边坡动力响应特性研究

引用

作者：冯康西南科技大学

学位级别：硕士

当前,为推进西南地区的经济发展和维护人民生命财产安全,我国在交通工程、边坡工程以及灾害防治等领域取得瞩目成就。然而,西南地区山区众多、地质条件复杂多变且地震频发,因地震导致的滑坡灾害问题依旧突出,对当地经济发展构成严重威... 详细信息

当前,为推进西南地区的经济发展和维护人民生命财产安全,我国在交通工程、边坡工程以及灾害防治等领域取得瞩目成就。然而,西南地区山区众多、地质条件复杂多变且地震频发,因地震导致的滑坡灾害问题依旧突出,对当地经济发展构成严重威胁。因此,亟需从动力学方面考虑滑坡灾害的防治问题。为了解地震作用下h型组合抗滑圆桩及边坡的动力响应情况,本文首先以九绵高速ZK142+124～ZK142+274段左侧边坡治理工程为依托,开展无抗滑桩加固边坡、由h型组合抗滑圆桩加固边坡两组振动台模型试验,得到了边坡加固前后在动力响应和震害损伤部位上的差异,同时对h型组合抗滑圆桩的加速度、动土压力以及内力等响应和震害损伤发展情况进行了分析;随后基于数值模拟对模型试验的结果进行针对性验证,并开展桩身结构设计参数敏感性分析,得到了一系列有利于提升h型组合抗滑圆桩抗震支挡性能的参数。本文的成果可为h型组合抗滑圆桩的抗震设计提供一定的参考。主要结论如下:（1）h型组合抗滑圆桩能有效增强边坡在地震作用下的稳定性,无桩组试验边坡在遭遇0.15g El Centro波时出现明显破坏,0.40g时完全失稳,而有桩组试验边坡则在加载0.20g El Centro波时才有明显的裂缝出现,0.60g时完全失稳;h型组合抗滑圆桩能削弱地震波对边坡的放大效应和趋表效应,使得坡体破坏由无序性、突发性转变为连续性、累积性。（2）h型组合抗滑圆桩的悬臂端加速度响应最为强烈,低频段13.34 Hz～16.18 Hz的El Centro波对桩身存在持续性和整体性影响,在抗震设计时应当给予注意;桩身悬臂端因鞭梢效应而有利于能量耗散;短桩承受的Hilbert能量较小,但其Hilbert谱低频分量更丰富,导致能量积攒,易致短桩节点处因应力集中而破坏,这与桩身Hilbert边际谱震害损伤分析、动土压力响应分析等研究结果一致。（3）低强度地震作用下,h型组合抗滑圆桩的长桩后侧分担了70%以上的动土压力,随着地震强度升级,长短桩的动土压力分担比均在50%左右。就动土压力峰值分布形式,长桩后侧呈“反s”型,在横梁节点处存在陡增;长桩前侧呈“>”型,在1/2锚固段处存在陡增;短桩后侧呈“<”型,滑面处桩身部位存在突变点。长桩的弯矩图呈“s型”分布,在滑面附近有反弯点,于1/3～1/2锚固段处出现第一弯矩幅值,于横梁节点附近出现第二弯矩幅值;短桩则在滑面附近和1/3锚固段处存在反弯点,于横梁节点处和1/2锚固段处出现弯矩幅值。（4）结合数值模拟,建议h型组合抗滑圆桩的结构参数符合以下范围:桩排距为4D～6D（D为桩径）;悬臂端长度为l/5～l/3（l为长桩的桩身长度）;长桩锚深为l/3～l/2（l为长桩的桩身长度）;短桩锚深为l1/3～l1/2（l1为短桩的桩身长度）;横梁相对刚度为1.0EI～2.0EI（EI为桩身的抗滑刚度）。这些参数可为该类桩型的抗震设计提供参考。

关键词： h型组合抗滑圆桩振动台试验边坡动力响应震害损伤结构参数设计

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径向六极主动磁轴承建模及模糊自抗扰控制研究

径向六极主动磁轴承建模及模糊自抗扰控制研究

引用

作者：杨兆成江苏大学

学位级别：硕士

磁悬浮轴承,简称磁轴承,是一种高性能非接触式轴承,通过磁场旋转产生一种使转子悬浮于空间的磁场力,从而使轴承的定子、转子之间没有机械接触。它具有使用周期长,磨损低以及不需润滑的高精尖优点,在一些未来发展的高科技领域如航空航天... 详细信息

磁悬浮轴承,简称磁轴承,是一种高性能非接触式轴承,通过磁场旋转产生一种使转子悬浮于空间的磁场力,从而使轴承的定子、转子之间没有机械接触。它具有使用周期长,磨损低以及不需润滑的高精尖优点,在一些未来发展的高科技领域如航空航天、风力发电、生命科学等领域,拥有广阔的应用前景。通用的四极或八极结构磁轴承被已经经过各方学者多年的研究,而且存在体积冗余、驱动器成本高、工作效率低等缺点。针对以上缺点,本文研究一种六极径向主动磁轴承(Active Magnetic Bearing,AMB)结构,这种磁轴承由三相逆变器进行驱动,具有体积小、空间利用率高、技术成熟等优点,本文对这种新型六极磁轴承的研究从以下三个方面开展理论和试验:结构参数的设计、数学模型的建立和控制方法的选择。论文主要内容及取得成果如下:1、对磁轴承的起源与国内外发展历史进行了综述,描述了磁轴承的结构及工作原理,对磁轴承进行了分类,展望了磁轴承未来的发展趋势及待解决的关键技术。介绍了控制方法对磁轴承系统的重要作用,并阐述了目前常用的一些控制方法及它们各自的优缺点。最后总结了课题研究的目的及意义,对本论文的内容进行了安排。2、提出了一种六极径向AMB,描述它的设计结构及工作原理,对六极径向磁轴承进行了参数设计,根据设计好的参数进行有限元分析,验证了设计的可行性。然后,由于六极径向AMB在结构与悬浮原理上与无轴承电机相类似,采用基于麦克斯韦张量法的建模方法对径向磁轴承计算数学模型,并分析了这种方法的通用性与精确性。3、分析了自抗扰控制与模糊控制的基本理论,结合自抗扰控制策略与模糊算法的优点提出了一种模糊自抗扰控制策略。然后,基于二自由度六极磁轴承设计了一种模糊自抗扰控制器,介绍了其结构与组成,并进行参数自整定。最后,通过MATLAB得到六极径向AMB的起浮、扰动以及解耦试验的仿真结果,并将该结果与采用PID控制的结果形成详细的对比分析。4、构建了六极径向AMB的数字试验系统,介绍了系统总体控制结构图,以TMS320F2812为数字控制核心设计了数字控制系统的硬件电路各模块并完成制作,主要包括DSP系统电路板、三相功率驱动电路板和调理电路板。然后展示了软件部分的设计流程,完成了主要模块的程序编写和人机交互界面的设计。最后在试验平台上进行了起浮和扰动试验,实现转子的稳定悬浮,验证了六极径向AMB结构的合理性和系统稳定性。

关键词：六极主动磁轴承结构参数设计数学建模模糊自抗扰控制

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大跨度非对称高铁独塔部分斜拉桥设计及索道管精准定位研究

大跨度非对称高铁独塔部分斜拉桥设计及索道管精准定位研究

引用

作者：曹梦雲烟台大学

学位级别：硕士

在当今社会快速发展的背景下,交通出行作为人们生活的重要部分,高速公路、铁路的修建和完善成了基本要求,因此许多桥梁工程在不断的大规模建成,由于基建工程太多,相互交叉跨越,无法按照常规的对称桥梁进行设计,为解决桥梁跨越能力和下... 详细信息

在当今社会快速发展的背景下,交通出行作为人们生活的重要部分,高速公路、铁路的修建和完善成了基本要求,因此许多桥梁工程在不断的大规模建成,由于基建工程太多,相互交叉跨越,无法按照常规的对称桥梁进行设计,为解决桥梁跨越能力和下部通航净空等问题,设计中出现了较多的大跨度桥梁和非对称桥梁。大跨度非对称独塔部分斜拉桥是桥梁设计中经常采用的一种桥型。但非对称独塔部分斜拉桥的不对称性,加大了设计和施工难度,且不对称的变形和内力分布,可能会使主梁产生线形突变,从而降低结构的安全系数,故对非对称独塔部分斜拉桥的研究具有重要意义。本文以跨常台高速及苏嘉运河(35+168+136+35)m非对称独塔部分斜拉桥为工程背景,研究了大跨度非对称高铁独塔部分斜拉桥的结构参数设计、基于合理成桥状态的索力优化和索道管精准定位施工控制。主要工作有:(1)利用有限元分析软件Midas Civil对(35+168+136+35)m非对称独塔部分斜拉桥进行施工、运营各阶段的有限元仿真分析,研究了非对称独塔部分斜拉桥各施工阶段的主梁内力和变形,为结构参数设计研究、斜拉索索力优化及索道管定位研究提供了理论基础,为施工控制提供了理论依据。(2)对斜拉桥进行结构参数设计研究,分析了的桥塔截面尺寸、斜拉索截面面积、主梁截面尺寸、辅助墩位置等参数下桥梁的横向及竖向第一阶自振频率;同时还研究了在ZK活载作用下主梁竖向挠度的变化。通过本文研究结果的变化规律及影响范围为同类型桥梁设计参数的选取提供参考依据。(3)基于合理成桥状态利用最小弯曲能量法确定了最优成桥索力,并对索力进行了调整,对比分析了优化前后主梁和主塔的内力分布情况;对(35+168+136+35)m非对称独塔部分斜拉桥的索力监测数据进行处理并与理论结果进行对比分析,为施工中的索力控制提供理论基础。(4)对斜拉桥的索道管三维定位方法进行了研究,根据有限元软件Midas Civil和FEA的分析结果给出了确定索道管端部三维坐标及倾角的确定方法,并采用该方法计算了本桥索道管的三维坐标及倾角;对索道管定位监测的实测数据和理论数据进行了对比分析,确保成桥后的索道管中心位置与斜拉索对中。从而避免索道管与斜拉索相互磨损,提高结构的安全可靠性。

关键词：非对称独塔部分斜拉桥有限元分析结构参数设计索力优化索道管精准定位

来源：评论

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纸浆模制品缓冲性能与结构设计的研究

纸浆模制品缓冲性能与结构设计的研究

引用

作者：王章苹湖北工业大学

学位级别：硕士

纸浆模作为一种新型缓冲材料，广泛用于产品的包装当中。本文通过仿真分析和实验验证，讨论了纸浆模的几何斜度、高度、厚度等结构参数变化对纸浆模抗压性能的影响，分析了单一结构与组合结构之间的承载能力之间的关系。运用仿真软件LS-... 详细信息

纸浆模作为一种新型缓冲材料，广泛用于产品的包装当中。本文通过仿真分析和实验验证，讨论了纸浆模的几何斜度、高度、厚度等结构参数变化对纸浆模抗压性能的影响，分析了单一结构与组合结构之间的承载能力之间的关系。运用仿真软件LS-DYNA中的DTM模块对手机类电子产品进行跌落冲击仿真，得到产品的加速度及应力应变曲线，分析得到产品的脆值并进行包装的可靠性设计。主要工作包括以下几个方面的内容：1.测试了纸浆模的力学性能。通过数字相关法测量泊松比、弹性模量，静态压缩实验测量纸浆模的载荷-变形曲线，得到仿真实验的物理参数。\n 2.利用有限元分析软件ANSYS对缓冲包装结构进行建模、单元选择和网格划分；同时通过对纸浆模缓冲单元结构载荷变形曲线的分析，对缓冲结构单元进行了非线性屈曲分析。在结构参数变化的情况下，对纸浆模单元进行了结构尺寸变化、厚度变化、高度和斜度同时变化时的抗压强度的分析，比较了不同结构在不同结构参数变化下的抗压强度，得到了极限载荷-最大变形量之间的关系曲线。同时，仿真分析了组合结构与单元结构之间的承载能力之间的关系并进行了实验验证。\n 3.运用ANSYS-LS-DYNA软件对手机类产品进行跌落冲击仿真，分析了模型在不同跌落高度和不同跌落角度时的应力-应变曲线，同时得到模型的最大冲击加速度曲线。通过冲击实验机对仿真结果进行实验验证分析，得出产品的冲击脆值，明确各参数对冲击脆值的影响。\n 4.

关键词：缓冲包装纸浆模缓冲材料有限元分析跌落模块结构参数设计

来源：评论

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热声制冷用超磁致伸缩驱动器结构设计及特性分析

热声制冷用超磁致伸缩驱动器结构设计及特性分析

引用

作者：刘恩佐内蒙古科技大学

学位级别：硕士

热声制冷机由于具备结构比较简单、高效率等优势,在航空航天、信息等领域得到较为广泛的应用。以压电陶瓷扬声器为声驱动器可有效减少热声制冷机体积,但其也存在工作不稳定的缺点。使用超磁致伸缩驱动器(Giant agnetostrictive actuator... 详细信息

热声制冷机由于具备结构比较简单、高效率等优势,在航空航天、信息等领域得到较为广泛的应用。以压电陶瓷扬声器为声驱动器可有效减少热声制冷机体积,但其也存在工作不稳定的缺点。使用超磁致伸缩驱动器(Giant agnetostrictive actuator,GMA)替换压电陶瓷扬声器可进一步改善输出特性,也可有效提升输入声功率密度。然而,由于超磁致伸缩材料(Giant magnetostrictive materials,GMM)具有磁滞特性,这使以GMM为核心部件的GMA输入电流与输出位移间存在磁滞现象,严重破坏GMA稳定性。本文拟设计一款GMA来代替压电陶瓷扬声器作为热声制冷机的声驱动器,围绕GMA结构稳定性完成的研究工作如下:(1)进行热声制冷用GMA结构参数设计可提升电磁转换率,也可有效发挥GMM特性。基于压电陶瓷扬声器的主要性能参数,分别对热声制冷用GMA偏置磁场、预应力、冷却装置选取以及GMM棒、激励线圈的结构参数进行设计,最终达到替换压电陶瓷扬声器的目的。(2)基于有限元软件对热声制冷用GMA磁场进行有限元仿真分析。首先,建立了热声制冷用GMA磁场有限元模型;其次,从GMM棒径向、轴向角度对磁场均匀性进行分析;最后,分别基于外壳厚度、永磁体半径参数实现其对GMM棒内磁场影响的研究。(3)基于GMA工作原理,依据牛顿第二定律、第一压磁方程等原理,建立了GMA磁-机械耦合系统模型;然后对该耦合系统模型进行数值模拟,得到该系统随参数变化的分岔图及相应的位移波形图、相平面轨迹图和Poincaré映射图,并对该系统的混沌特性进行分析;最后研究了参数误差对耦合系统的影响。(4)对该系统进行详细的数值模拟,通过4阶Runge-Kutta法求解GMA磁-机械耦合系统方程,基于其数值解得到了系统在不同参数下的分岔图,并结合位移波形图、相平面轨迹图、Poincaré映射图和幅值谱图来研究系统在等效刚度系数、碟簧二次刚度项系数与碟簧三次刚度项系数变化时系统的混沌特性。本文的研究实现了热声制冷用GMA结构参数设计;建立了GMA磁-机械耦合系统振动方程,并对该系统的混沌特性进行分析。该研究对提高热声制冷机的输出性能及稳定性具有一定的指导作用,也为GMA稳定性设计提供理论支持。

关键词：超磁致伸缩驱动器结构参数设计磁-机械耦合混沌特性稳定性

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法布里-珀罗共振型声学超材料的宽带吸声特性研究

法布里-珀罗共振型声学超材料的宽带吸声特性研究

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作者：解国林西安交通大学

学位级别：硕士

在人们生活水平和物质水平日益提高的今天,噪声问题受到了大家的普遍关注。除了生活中常见的交通噪声、施工噪声、电梯噪声和空调噪声等,电力行业和国防军工等战略行业的噪声问题也受到越来越多人的关注。近年来,声学超材料的出现为解... 详细信息

在人们生活水平和物质水平日益提高的今天,噪声问题受到了大家的普遍关注。除了生活中常见的交通噪声、施工噪声、电梯噪声和空调噪声等,电力行业和国防军工等战略行业的噪声问题也受到越来越多人的关注。近年来,声学超材料的出现为解决各行各业的噪声问题提供了新的思路。本文针对愈发受到关注的噪声问题,以法布里-珀罗(F-P)共振型声学超材料为研究对象,辅助以理论分析、仿真研究和实验测试,解决了F-P共振型吸声超材料设计过程中的具体问题。本文的主要研究工作如下:针对F-P管在截面尺寸设计时的试凑问题,通过将F-P管的临界损耗与管内声波的传输损耗联系起来,创新性的提出了一种基于损耗方程来获得F-P管最佳截面尺寸的设计方法。并依据此方法设计了圆形截面和矩形截面的单频完美吸声超表面,采用仿真和实验测试的方法对超表面的吸声性能进行了验证,结果表明两超表面均在设计的目标频率处达到了完美吸声,由此验证了设计方法的可行性和准确性。同时,根据复频率平面图和归一化表面声阻抗率等方法,进一步探究了超表面完美吸声的机理和损耗方程的本质。针对盘绕F-P管中直角拐角会引起峰值频率偏移的问题,提出了将直角拐角的影响等效到有效长度上的考虑直角拐角影响的长度修正理论模型和基于数据的多项式回归拟合模型。提出的模型可以用来预测已知几何尺寸的带直角拐角F-P管的吸声系数峰值频率,也可以用于指导带直角拐角F-P管的长度设计。根据提出的理论模型,准确预测了两个给定几何参数的带直角拐角的F-P管的峰值频率,并且与仿真和实验结果吻合较好。通过对数据的分析,发现应用提出的两个模型考虑直角拐角的影响后,对峰值频率的预测相对误差分别从最高6%降低至最高0.4%和0.15%。同时,还根据绘制的局部声速和声压图、粘性功耗和热功耗密度分布图以及损耗能量随频率变化的曲线,确定了直角拐角引起管内粘性损耗分布的显著改变是频率偏移的根本原因。针对宽带降噪问题,利用前文中的截面参数设计方法,以及频率偏移的研究成果,构建了一种并联三十个F-P管的宽带吸声超材料,实现了300Hz-3000Hz范围内平均吸声系数为0.89的宽带吸声,材料厚度仅为112mm。为了提升超材料的吸声性能,尝试将多孔材料与宽带吸声超材料耦合。通过分析多孔材料典型参数对自身吸声性能的影响,以及多孔材料典型参数对复合结构吸声性能的影响,得到了一种吸声性能更加优异的复合结构。此复合结构实现了250Hz-3000Hz范围内平均吸声系数为0.91的宽带吸声,复合结构的厚度仅为131mm。总的来说,本文以F-P共振型吸声超材料为研究对象,初步解决了此类超材料的截面参数设计和拐角影响频率偏移问题,设计了一种性能优异的多孔材料耦合F-P共振型超材料的复合结构,并进行了相应的实验验证。本文的研究对于F-P型超材料的参数设计有一定的指导作用,同时为宽带吸声超材料的设计提供了有益的参考。

关键词：声学超材料宽带吸声多孔材料结构参数设计直角拐角

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