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2015中国力学大会

作者：仲作阳王明洋张文明孟光中国人民解放军理工大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室南京210007 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海

利用汉密尔顿(Hamilton)变分原理建立了微流体管道谐振器的热弹性耦合动力学控制方程.结合热传导扩散方程和不同的热边界条件,求得微流体管道中的热弹性阻尼.

关键词：

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尺度效应下微板谐振器中热弹性阻尼的研究

尺度效应下微板谐振器中热弹性阻尼的研究

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第十一届全国随机振动理论与应用学术会议

作者：仲作阳王明洋张文明孟光中国人民解放军理工大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室南京210007 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

当微机械谐振器运行于室温或真空条件时,热弹性阻尼被认为是最主要的能量耗散方式之一,系统也会因此存在一个品质因子的上限.同时,大量的实验研究表明,微机械谐振器的动力学性能和特征通常是尺度相关的.基于修正耦合应力理论,并利用汉... 详细信息

当微机械谐振器运行于室温或真空条件时,热弹性阻尼被认为是最主要的能量耗散方式之一,系统也会因此存在一个品质因子的上限.同时,大量的实验研究表明,微机械谐振器的动力学性能和特征通常是尺度相关的.基于修正耦合应力理论,并利用汉密尔顿(Hamilton)变分原理建立了微板谐振器的热弹性动力学控制方程.结合热传导扩散方程,求得考虑尺度效应下的热弹性阻尼.所得热弹性频率与已报道结果取得较好的一致性.结果表明,当微板的厚度与材料本征尺度参数处于同一数量级时,材料尺度效应对系统热弹性阻尼产生了重要影响.随着材料本征尺度参数的增加,系统的热弹性阻尼将会被抑制,且品质因子得到提高.当环境温度由500K降低至80K时,系统品质因子将会被提升数个数量级.同时,具体分析讨论了不同结构材料、背景温度及结构尺寸下微板的材料本征长度对其热弹性阻尼的影响.

关键词：微机械谐振器热弹性阻尼动力学特性尺度效应

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基于INTESIM和ARPACK的三维实体转子系统有限元实现

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系统仿真学报 2014年第6期26卷 1391-1399页

作者：周生通李鸿光张群上海交通大学振动、冲击、噪声研究所机械系统与振动国家重点实验室上海200240 英特工程仿真(大连)有限公司大连116023

实现三维实体转子系统的有限元建模和分析对于大型复杂旋转机械性能的精细评估有着重要意义。给出惯性参考系下三维实体转子动力学有限元原理;探讨在INTESIM基础上开发实体转子系统分析模块的优越性和注意事项;给出了在VisualC++环境下,... 详细信息

实现三维实体转子系统的有限元建模和分析对于大型复杂旋转机械性能的精细评估有着重要意义。给出惯性参考系下三维实体转子动力学有限元原理;探讨在INTESIM基础上开发实体转子系统分析模块的优越性和注意事项;给出了在VisualC++环境下,以INTESIM为基础,通过INTESIM-Open开源授权和开源ARPACK特征值库实施实体转子系统有限元方程的单元矩阵生成、整体矩阵组装、模态和瞬态问题的求解及其相关结果提取的方法;将程序与ANSYS内嵌转子动力学模块作算例对比,结果验证了理论推导和程序编制的正确性,也表明了考虑转子系统连接部件和静止部件的必要性。

关键词：实体转子系统 INTESIM ARPACK 模态分析瞬态分析

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基于奥米亚棕蝇听觉定向机制声定位系统仿生学设计

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中国科技论文 2014年第8期9卷 870-873页

作者：杨铭朱鑫磊张雅琼塔娜饶柱石上海交通大学振动冲击噪声研究所上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

在研究奥米亚棕蝇定位机制的基础上,首先运用传递函数方法设计了一种仿生三维声定位电学装置,为此搭建了4种电路原型,电路原型由测量单元与耦合单元组成,最后讨论并优化了与提高灵敏度相关的参数。理论分析和仿真结果表明,所设计的声定... 详细信息

在研究奥米亚棕蝇定位机制的基础上,首先运用传递函数方法设计了一种仿生三维声定位电学装置,为此搭建了4种电路原型,电路原型由测量单元与耦合单元组成,最后讨论并优化了与提高灵敏度相关的参数。理论分析和仿真结果表明,所设计的声定位电学装置与其他装置相比,具有尺寸小、定位精度高等优点,可为进一步研究奥米亚棕蝇这种精确感知声源的能力及其对波达角的高精度定位应用提供参考。

关键词：声定位电路设计机电类比

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砧骨激励式人工中耳作动器的设计及实验

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噪声与振动控制 2014年第5期34卷 192-197页

作者：程金磊田佳彬周雷塔娜黄新生饶柱石上海交通大学振动冲击噪声研究所机械系统与振动国家重点实验室上海200240 复旦大学附属中山医院耳鼻喉科上海200032

为治疗感音神经性听力损伤,设计的中耳植入式助听器,近年来已成为国内外研究的热点。提出一种砧骨激励式中耳植入助听装置,设计时综合考虑植入位置、空间、手术过程等,并对加工出的装置进行了相关实验。该装置采用压电式作动器,结构简单... 详细信息

为治疗感音神经性听力损伤,设计的中耳植入式助听器,近年来已成为国内外研究的热点。提出一种砧骨激励式中耳植入助听装置,设计时综合考虑植入位置、空间、手术过程等,并对加工出的装置进行了相关实验。该装置采用压电式作动器,结构简单,作动器产生的力能够高效地传送至听骨链。在设计过程中使用有限单元法(FEM)对装置的共振频率和输出位移进行预估,仿真及实验结果说明该作动器具有良好的动态响应特性,谐波失真度小于1%,在6.9 Vrms电压驱动下能够提供相当于鼓膜处90 dB SPL激励的效果,可以激励镫骨产生足够的位移以补偿听力损失,是一款有效的助听装置。

关键词：声学作动器砧骨激励式人工中耳振动测试

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摩擦激励下螺旋桨推进轴系弯扭耦合振动研究

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机械工程学报 2013年第6期49卷 74-80页

作者：张振果张志谊陈锋华宏星上海交通大学振动冲击噪声研究所上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

螺旋桨推进轴系中水润滑轴承-轴颈摩擦诱导异常振动、噪声是制约舰艇隐身性能的重要因素,研究其成因机制和影响规律对于识别和有效控制异常振动、噪声具有重要价值。为此,从非线性摩擦和轴系整体动力学耦合的角度对螺旋桨推进轴系摩擦... 详细信息

螺旋桨推进轴系中水润滑轴承-轴颈摩擦诱导异常振动、噪声是制约舰艇隐身性能的重要因素,研究其成因机制和影响规律对于识别和有效控制异常振动、噪声具有重要价值。为此,从非线性摩擦和轴系整体动力学耦合的角度对螺旋桨推进轴系摩擦诱导振动问题进行分析。采用速度依赖型的Stribeck摩擦模型描述轴承-轴颈的动摩擦特性,考虑非线性摩擦-扭转振动-横向振动的耦合作用,在此基础上利用Hamilton原理和有限元法建立连续轴系的非线性动力学方程。运用Newmark-β法和Newton-Raphson迭代相结合的方式求解并获取系统非线性动力学响应,分析动摩擦特性及弯-扭耦合作用对轴系摩擦诱导振动的影响规律。结果表明,相较于纯扭转系统,弯-扭耦合系统更容易产生摩擦自激振动。除轴承-轴颈摩擦特性外,不稳定的弯曲模态同样为耦合系统摩擦自激振动的重要成因。

关键词：振动分析非线性系统摩擦径向轴承

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激励幅值及载荷对准零刚度隔振器特性的影响

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机械工程学报 2013年第6期49卷 89-94页

作者：刘兴天黄修长张志谊华宏星上海交通大学振动冲击噪声研究所上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

提出具有负刚度特性的欧拉屈曲梁结构并分析其静态特性,将负刚度机构和线性隔振器并联使用,设计准零刚度隔振器。如果隔振器的载荷选用得当,系统将在零刚度点平衡,若载荷发生改变,系统平衡点将偏离零刚度点。考虑载荷的影响,对零刚度隔... 详细信息

提出具有负刚度特性的欧拉屈曲梁结构并分析其静态特性,将负刚度机构和线性隔振器并联使用,设计准零刚度隔振器。如果隔振器的载荷选用得当,系统将在零刚度点平衡,若载荷发生改变,系统平衡点将偏离零刚度点。考虑载荷的影响,对零刚度隔振器进行动态建模,并采用谐波平衡法求解准零刚度隔振器的响应。定义准零刚度隔振器平衡点不在刚度零点时系统的力传递率,分析激励幅值和载荷对隔振器性能的影响并和线性隔振器的性能进行比较。结果表明,所设计的零刚度隔振器具有低频隔振效果,其响应和隔振性能受到激励幅值和载荷的影响,可以使系统的特性从单纯的渐硬刚度向渐软刚度以及渐软-渐硬刚度混合的特性改变,并显著改变系统的传递性能。

关键词：负刚度隔振非线性系统谐波平衡法

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尺度效应下微板谐振器中热弹性阻尼的研究

尺度效应下微板谐振器中热弹性阻尼的研究

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2014年全国固体力学学术大会

作者：仲作阳王明洋张文明孟光中国人民解放军理工大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室南京210007 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 中国人民解放军理工大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室南京210007 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

微板谐振器近年来得到了快速发展并被广泛应用于传感与驱动系统的关键部件.在诸如生物检测、超声成像和粘度测量等实际应用中,其传感机制取决于微板在如下几方面的优势:超高的灵敏性、超强的可靠性、较小的尺寸和质量以及较大的表面积... 详细信息

微板谐振器近年来得到了快速发展并被广泛应用于传感与驱动系统的关键部件.在诸如生物检测、超声成像和粘度测量等实际应用中,其传感机制取决于微板在如下几方面的优势:超高的灵敏性、超强的可靠性、较小的尺寸和质量以及较大的表面积与体积比.

关键词：微谐振器热弹性阻尼尺度效应微板

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船舶轴系纵横耦合振动响应分析

船舶轴系纵横耦合振动响应分析

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上海交通大学第16期博士生学术论坛——机械百年·智能制造·智造中国学术论坛

作者：杨志荣邹冬林饶柱石上海交通大学振动、冲击噪声研究所机械系统与振动国家重点实验室上海200240

本文针对船舶推进轴系多质量、多弹性支撑的工程实际结构，运用有限单元法，基于带弹性支撑、集中质量的纵横耦合振动梁单元的非线性刚度矩阵及质量矩阵，建立了结构的有限元动力学分析模型，计算了其动态响应位移及幅频特性曲线，并对... 详细信息

本文针对船舶推进轴系多质量、多弹性支撑的工程实际结构，运用有限单元法，基于带弹性支撑、集中质量的纵横耦合振动梁单元的非线性刚度矩阵及质量矩阵，建立了结构的有限元动力学分析模型，计算了其动态响应位移及幅频特性曲线，并对响应结果进行了分析;由于纵横耦合振动存在着较强的耦合作用，其动态响应位移比无耦合作用下的位移大，在频域上有更多的激励频率分量;因此，在设计时系统的固有频率不仅要避开激励频率，同时要避开纵、横激励频率的线性组合;计算分析结果对船舶推进轴系的设计具有一定的指导借鉴意义。

关键词：船舶推进轴系纵横耦合振动有限元非线性

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船舶推进轴系纵向振动抑制研究

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噪声与振动控制 2013年第3期33卷 147-152页

作者：秦春云杨志荣饶柱石塔娜上海交通大学振动冲击噪声研究所机械系统与振动国家重点实验室上海200240 集美大学轮机工程学院福建厦门361021

针对船舶轴系的纵向振动情况,建立"螺旋桨—轴系"纵向振动的动力学模型,并推导出其前3阶模态振型。同时,建立轴系的有限元模型,并将计算结果与解析解进行对比。提出用动力消振的方法对船舶轴系的纵向振动进行抑制。通过对实... 详细信息

针对船舶轴系的纵向振动情况,建立"螺旋桨—轴系"纵向振动的动力学模型,并推导出其前3阶模态振型。同时,建立轴系的有限元模型,并将计算结果与解析解进行对比。提出用动力消振的方法对船舶轴系的纵向振动进行抑制。通过对实际转速下轴系纵向振动情况的仿真模拟,发现在船舶正常工作范围内,轴系的实际振动状况与其1阶模态十分接近,于是利用轴系纵向振动的响应在其第1阶模态处进行截断,列出轴系加装动力吸振器之后的动力学微分方程,并推导出加装动力吸振器后系统的响应表达式。针对系统的响应公式,设想利用磁流变弹性体材料制作宽频动力吸振器,并进行简单的概念设计。提出的设计方案为船舶推进轴系振动抑制提供一种新的思路。

关键词：振动与波动力吸振器轴系纵振有限元磁流变弹性体

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