检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：刘丰瑞颜格张文明上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海 200240

建立了一维光子晶体纳米腔谐振器的非线性动力学模型，谐振器件由类高斯分布的光梯度力驱动，该模型考虑了轴向拉伸应力作用，分析了拉伸应力对谐振器非线性动力学特性的影响规律.研究表明，拉伸应力增大可以抑制刚度软化，也可以抑制... 详细信息

建立了一维光子晶体纳米腔谐振器的非线性动力学模型，谐振器件由类高斯分布的光梯度力驱动，该模型考虑了轴向拉伸应力作用，分析了拉伸应力对谐振器非线性动力学特性的影响规律.研究表明，拉伸应力增大可以抑制刚度软化，也可以抑制刚度硬化效应，但是，同时也会使本征频率增大，并且降低谐振幅值，振幅降低对于提高谐振传感器的探测灵敏度有着不利的影响.此外，该文还分析了梁结构的长度对谐振器刚度软化和硬化效应的影响，发现梁的长度在30微米左右时软化和硬化效应会发生相互转化，且增大激励光功率时谐振器件会呈现出先软化后硬化的现象;对于长度为32微米的梁，激光功率在2mW～6mW范围内变化时，梁结构的频率漂移能够稳定在1％以内.光子晶体梁内阵列孔的几何尺寸对谐振频率也有一定的影响，相比孔宽度而言，孔高度对软化和硬化效应的影响更大，当梁内的方孔归一化高度较大时(和梁宽度的比值大于0.5)，增大激励光功率也会导致谐振器先出现刚度软化，再转变为刚度硬化的现象.

关键词：谐振器非线性动力学刚度软化刚度硬化

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磁力式三稳态介电弹性体驱动器动力学性能分析

磁力式三稳态介电弹性体驱动器动力学性能分析

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第十六届全国非线性振动暨第十三届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议

作者：李鑫强李汶柏张文明上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

介电弹性体作为一种新型电活性聚合物，由于拥有质量轻、结构简单、机电转化效率高、作动安静等特点，在驱动器设计和能量采集等领域受到了广泛的关注。本文提出了一种磁力式三稳态介电弹性体驱动器工作机理，该驱动器在非线性磁力和介... 详细信息

介电弹性体作为一种新型电活性聚合物，由于拥有质量轻、结构简单、机电转化效率高、作动安静等特点，在驱动器设计和能量采集等领域受到了广泛的关注。本文提出了一种磁力式三稳态介电弹性体驱动器工作机理，该驱动器在非线性磁力和介电弹性体薄膜拉力共同作用下拥有三个稳定状态，通过施加电压可以实现稳态间的切换。为了揭示磁力作用下的介电弹性体驱动器三稳态实现机理及动力学特性，首先研究了非线性磁力作为机械外载荷对介电弹性体机电性能的影响，基于经典的磁偶极子理论建立磁场模型，采用Ogden模型描述介电弹性体薄膜的自由能，分析了磁场分布、介电弹性体预拉伸对系统总势能的影响，揭示了该驱动器的三稳态特性;其次，引入Maxwell-Wiechert模型考虑薄膜材料的粘弹性以及非线性电场力，建立了磁力式介电弹性体机电耦合动力学模型，分析外加电场对稳态性能及动力学特性的影响，揭示了驱动器稳态转换机理。最后，基于理论分析设计了磁力式介电弹性体三稳态驱动器，验证其具有三个稳定状态，并且在2300V、2400V、2800V电压作用下可实现三个稳态之间的互相转换，同时测试了其稳态转换动力学性能，发现磁力作用下驱动器的输出位移和响应速度得到了明显提升。此外，随着外加电压的增加稳态间的动态响应越快，弹性体粘弹性的影响越小。磁力式介电弹性体三稳态驱动器作为一种新型驱动器，在机器人及能量采集等领域有着潜在的应用价值。

关键词：介电弹性体非线性磁场动力学三稳态

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基于有限元仿真技术的车载物联网关振动分析及结构优化

基于有限元仿真技术的车载物联网关振动分析及结构优化

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第十二届全国振动理论及应用学术会议

作者：李韵李富才李鸿光上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

物联网技术的日趋成熟加速了数字信息化的发展,智能车载成为了交通行业发展的必然趋势.车载物联网关作为智能车载的基础,其结构的机械性能直接影响电信号的传输及系统的可靠性.考虑行驶过程中路况等不确定因素的影响,车载网关应具有较... 详细信息

物联网技术的日趋成熟加速了数字信息化的发展,智能车载成为了交通行业发展的必然趋势.车载物联网关作为智能车载的基础,其结构的机械性能直接影响电信号的传输及系统的可靠性.考虑行驶过程中路况等不确定因素的影响,车载网关应具有较好的抗振、抗冲击性能.本文对某型车载物联网关进行了三维建模及有限元分析,并通过模态试验验证了有限元模型的准确性;在此基础上,进一步分析了机箱硬盘部分的振动传递路径.为减少振动冲击对硬盘造成的影响,本文对整机进行了结构优化,提出了两种减振方案,并通过有限元仿真及试验验证了优化方法的有效性,为物联网关的进一步优化设计和研究提供了参考.

关键词：车载物联网关振动传递结构优化有限元仿真

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含脱层三明治夹层壳体非线性声振特性

含脱层三明治夹层壳体非线性声振特性

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第十二届全国振动理论及应用学术会议

作者：瞿叶高孟光上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

针对含脱层损伤三明治夹层壳体,采用结构有限元-时域Burton-Miller边界元混合法来分析其非线性声振耦合特性.基于小变形有限元理论和接触/摩擦力学模型建立了夹层壳体的非线性动力学数值模型,采用时域Burton-Miller边界元法建立了壳体... 详细信息

针对含脱层损伤三明治夹层壳体,采用结构有限元-时域Burton-Miller边界元混合法来分析其非线性声振耦合特性.基于小变形有限元理论和接触/摩擦力学模型建立了夹层壳体的非线性动力学数值模型,采用时域Burton-Miller边界元法建立了壳体外部声场计算模型,根据壳体与声场耦合界面条件得到三明治开口圆柱壳体的辐射声场时域响应,对比了完整壳体和含脱层壳体的非线性声振特征.

关键词：三明治夹层壳体脱层损伤声振耦合特性有限元法边界元法

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双稳态抗磁悬浮振动能量俘获器设计与性能研究

双稳态抗磁悬浮振动能量俘获器设计与性能研究

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第十六届全国非线性振动暨第十三届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议

作者：高秋华邹鸿翔张文明上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海 200240

俘获环境中的振动能量为微电子器件供电受到了广泛的关注.环境中的振动一般较微弱,频率分布在一个较宽的频带内,且主要是低频.为了更有效地俘获自然环境中的能量,我们设计了一种双稳态抗磁悬浮振动能量俘获器.该能量俘获器由阵列磁铁、... 详细信息

俘获环境中的振动能量为微电子器件供电受到了广泛的关注.环境中的振动一般较微弱,频率分布在一个较宽的频带内,且主要是低频.为了更有效地俘获自然环境中的能量,我们设计了一种双稳态抗磁悬浮振动能量俘获器.该能量俘获器由阵列磁铁、抗磁热解石墨、发电线圈及悬浮磁铁组成,并通过悬浮磁铁在两个稳态点间的运动使发电线圈中的磁通量发生变化,从而将振动能量转化为电能.利用等效磁极法和镜像法,分别得到了阵列磁铁与悬浮磁铁、抗磁材料与悬浮磁铁间的非线性磁力模型.基于哈密尔顿原理与法拉第电磁感应定律,建立了双稳态抗磁悬浮振动能量俘获器的机-电-磁耦合动力学模型.通过数值仿真与实验研究,分析了能量采集器的动力学特性和性能.理论和实验结果得到：双稳态抗磁悬浮能量采集器在加速度为0.85 m/s2扫频(0.5 Hz-4.5 Hz)激励下,最大功率可以达到333.7μW,且能在固定频率为2.9 Hz激励下,获得25.98 μW 的平均功率.该结果表明,双稳态抗磁悬浮振动能量俘获器能够有效地在微弱、低频环境中俘获能量.

关键词：抗磁悬浮能量俘获双稳态

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内置式平面抗拉柔性铰链的建模及分析

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机械设计 2017年第12期34卷 20-25页

作者：刘凯曹毅丁锐周睿江南大学机械工程学院江苏无锡214122 江南大学江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江苏无锡214122 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

针对内置式LET(Lamina Emergent Torsion)柔性铰链轴向抗拉刚度低的问题,提出了一种内置式平面抗拉柔性铰链。首先全面考虑铰链各部分的变形特点,设计了内置式平面抗拉柔性铰链的结构形式;其次利用弹簧刚度模型推导了该柔性铰链弯曲等... 详细信息

针对内置式LET(Lamina Emergent Torsion)柔性铰链轴向抗拉刚度低的问题,提出了一种内置式平面抗拉柔性铰链。首先全面考虑铰链各部分的变形特点,设计了内置式平面抗拉柔性铰链的结构形式;其次利用弹簧刚度模型推导了该柔性铰链弯曲等效刚度与抗拉等效刚度的理论计算模型,并通过设计实例的有限元仿真分析结果和理论计算值的对比,验证了上述理论模型的正确性;最后,将内置式LET柔性铰链和内置式平面抗拉柔性铰链的弯曲刚度及抗拉刚度进行比较。结果表明,在结构参数相近的前提下内置式平面抗拉柔性铰链的弯曲刚度仅是内置式LET柔性铰链的1.179倍,但抗拉刚度在其57.821~89.496倍之间。这意味着,内置式平面抗拉柔性铰链的抗拉刚度在弯曲刚度没有明显变化的情况下有显著提高。该铰链的性能完全与预期相符。

关键词：平面折展机构内置式抗拉柔性铰链等效刚度有限元分析

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变压强研磨数学力学原理与去除效率分析

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科学通报 2016年第8期61卷 862-871页

作者：徐勇殷跃红上海交通大学机器人研究所上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

提出了大型光学镜面变压强的高效研磨方法.传统研磨中普遍采用常压研磨的方式,很大程度上阻碍了去除率与收敛率的进一步提高.大量实验表明去除效率与压强之间并非线性关系,本文从研磨盘、磨粒与工件的几何学关系推导变压强条件下有效磨... 详细信息

提出了大型光学镜面变压强的高效研磨方法.传统研磨中普遍采用常压研磨的方式,很大程度上阻碍了去除率与收敛率的进一步提高.大量实验表明去除效率与压强之间并非线性关系,本文从研磨盘、磨粒与工件的几何学关系推导变压强条件下有效磨粒的分布规律,进而建立压强、磨粒运动形式与材料去除方式的映射关系,研究变压强条件下材料去除机理以及磨粒运行轨迹的微分几何描述,进而推导变压强条件下的非线性去除函数;通过音圈电机驱动的变压强研磨工具,利用机器人研磨平台实现了大型光学镜面的变压强高效研磨.

关键词：变压强高效研磨复杂光学大镜

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地震作用下隧道-列车系统动力响应及安全性分析

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工程力学 2016年第12期33卷 176-185页

作者：杨勋王欢欢金先龙上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

针对土体-隧道-列车动力相互作用的特点,建立地震作用下隧道-列车系统的三维有限元模型,运用基于接触负载均衡的显式并行计算方法求解计算。研究了地震作用下隧道-列车系统的动力响应,并对地铁列车运行安全性进行了评价,分析了行车速度... 详细信息

针对土体-隧道-列车动力相互作用的特点,建立地震作用下隧道-列车系统的三维有限元模型,运用基于接触负载均衡的显式并行计算方法求解计算。研究了地震作用下隧道-列车系统的动力响应,并对地铁列车运行安全性进行了评价,分析了行车速度及地震强度对地铁运行安全性的影响。数值分析结果表明:地震作用对隧道-列车系统动力响应影响显著,地震作用使系统动力响应明显增大,并使地铁运行安全性及平稳性大大降低;列车动载荷对地震作用下的隧道系统动力响应影响较小;无震工况下,地铁运行安全指标对车速变化并不敏感;地震工况下,随着地震强度的增大,车速对地铁运行安全性的影响逐渐增大。

关键词：隧道列车地震动力响应运行安全数值仿真

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大规模输水隧道水锤效应三维数值模拟

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上海交通大学学报 2016年第1期50卷 98-102,109页

作者：王小庆金先龙曹源上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

为研究大型输水隧道的水锤效应,提出基于任意拉格朗日欧拉(ALE)流固耦合技术的三维水锤分析方法,并通过算例与实验结果进行相互对比,验证了该仿真方法的有效性.基于多尺度仿真技术,建立了某大型输水隧道土体-结构-水体三维耦合非线性有... 详细信息

为研究大型输水隧道的水锤效应,提出基于任意拉格朗日欧拉(ALE)流固耦合技术的三维水锤分析方法,并通过算例与实验结果进行相互对比,验证了该仿真方法的有效性.基于多尺度仿真技术,建立了某大型输水隧道土体-结构-水体三维耦合非线性有限元模型,并利用所述分析方法,结合混合显式积分算法及其并行技术完成三维水锤效应的模拟计算.结果表明,水锤压力随阀门关闭时间延长及隧道长度减少而减小;隧道结构受水锤影响最大的部分出现在靠近出口处.

关键词：输水隧道水锤任意拉格朗日欧拉流固耦合多尺度仿真混合显式积分并行计算

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土体-结构非线性耦合系统动力响应并行计算方法研究

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振动与冲击 2016年第24期35卷 19-26页

作者：王小庆金先龙王建炜上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

针对土体-结构非线性耦合(Soil-Structure Interaction,SSI)系统动力响应数值模拟带来的大规模计算量问题,提出基于SSI负载均衡及对偶图理论两种区域分解算法的并行计算方法。结合传统的贪婪法及递归坐标对分方法,对这四种方法的并行性... 详细信息

针对土体-结构非线性耦合(Soil-Structure Interaction,SSI)系统动力响应数值模拟带来的大规模计算量问题,提出基于SSI负载均衡及对偶图理论两种区域分解算法的并行计算方法。结合传统的贪婪法及递归坐标对分方法,对这四种方法的并行性能进行研究。SSI采用基于对称罚函数的方法处理,系统方程采用显式中心差分有限元方法求解。对典型的SSI工程问题动力响应进行并行数值模拟,并对这四种方法的可扩展性进行分析。结果表明:基于SSI负载均衡的并行计算方法,充分考虑土体和结构耦合负载的均衡,并行效率最优,基于对偶图理论区域分解的方法和递归坐标对分方法效率次之,贪婪法并行效率最低;随核数增加,并行效率下降,需根据实际模型规模合理选择并行计算核数,获得最优的并行计算效益;基于罚函数的显式有限元方法能够较好的解决SSI动力响应问题。

关键词：结构-土体非线性耦合区域分解并行计算动力响应显式有限元对称罚函数法

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