检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2025年

作者：戚宇彤孙楚研李淑慧上海交通大学机械系统与振动全国重点实验室上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室

以预时效态的7075铝合金板材为试验材料，进行了室温和-196℃下的单向拉伸、拉伸-卸载、拉伸-压缩以及U型件弯曲回弹试验，结合有限元仿真，分析了超低温变形行为和回弹规律。结果表明，超低温下预时效态7075铝合金在单向拉伸时表现出... 详细信息

以预时效态的7075铝合金板材为试验材料，进行了室温和-196℃下的单向拉伸、拉伸-卸载、拉伸-压缩以及U型件弯曲回弹试验，结合有限元仿真，分析了超低温变形行为和回弹规律。结果表明，超低温下预时效态7075铝合金在单向拉伸时表现出延伸率提高和硬化能力增强的双增效应，在循环拉伸-卸载过程中弹性模量随应变衰减速率更快，在拉伸-压缩加载过程中表现出更显著的提前屈服现象和瞬态行为，包辛格效应增强，且超低温下U型件回弹量略大于室温。考虑到正反向加载时材料的硬化差异，使用不同的正反向硬化参数对初始Y-U模型进行修正。相比于初始Y-U模型，修正的模型能够更好地描述-196℃下的拉伸-压缩循环加载变形行为，并具备更高的U型件超低温回弹预测精度。

关键词：超低温变形 7075铝合金包辛格效应硬化模型回弹预测

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一体式再生燃料电池双功能氧电极高分散工艺研究

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储能科学与技术 2024年第5期13卷 1417-1426页

作者：张忠豪邱殿凯彭林法易培云上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海交通大学薄板结构数字化上海重点实验室上海200240

一体式再生燃料电池(PEM-URFC)将燃料电池和电解池融为一体,正向耗氢发电,反向电解产氢,是理想的储能装置。双功能氧电极(BOE)是承担氧还原反应与析氧反应的核心场所,通常由Pt和IrO_(2)两种材料混合制备而成。制备BOE的浆料难分散,导致... 详细信息

一体式再生燃料电池(PEM-URFC)将燃料电池和电解池融为一体,正向耗氢发电,反向电解产氢,是理想的储能装置。双功能氧电极(BOE)是承担氧还原反应与析氧反应的核心场所,通常由Pt和IrO_(2)两种材料混合制备而成。制备BOE的浆料难分散,导致催化剂利用率低、耐久性差。为了克服上述难题,本研究通过结合巯基-聚乙二醇-羧基稳定剂与间隔超声分散工艺的方法,提升了Pt-IrO_(2)浆料的分散效果和稳定性,并在此基础上制备了高分散的BOE。实验结果表明,本研究所制备的BOE富含纳米级孔,相较于通过持续超声分散工艺制备的BOE,催化剂利用率更高。极化性能测试结果表明,由本研究制备BOE所组装的PEM-URFC在0.5 A/cm^(2)工作条件下双向效率最高可达51.12%,比由持续超声分散工艺制备BOE所组装PEM-URFC的双向效率高9%;此外,在3000次加速实验后,由本研究制备BOE所组装的PEM-URFC双向效率仅衰减0.249%,低于由持续超声分散工艺制备BOE所组装PEM-URFC的1.675%。本工作所提出的结合稳定剂与间隔超声分散工艺提升分散效果的方法,对优化双功能电极的制备工艺具有一定的参考价值。

关键词：一体式再生燃料电池双功能氧电极稳定剂间隔超声分散工艺

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磁流变抛光液流变学特性测试方法及仿真建模

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上海交通大学学报 2024年

作者：郑其涵王夏宇刘耀庭王新昶上海交通大学机械与动力工程学院机械系统与振动国家重点实验室

磁流变抛光在非球面光学镜片超精密加工等领域具有广阔的应用前景。本文通过磁场仿真设计合理的磁极尺寸，优化了测试磁场的均匀度和垂直度，设计了适用于HR20型旋转流变仪的磁流变测试套件及方法，结合实验测试和理论拟合确定了最佳流... 详细信息

磁流变抛光在非球面光学镜片超精密加工等领域具有广阔的应用前景。本文通过磁场仿真设计合理的磁极尺寸，优化了测试磁场的均匀度和垂直度，设计了适用于HR20型旋转流变仪的磁流变测试套件及方法，结合实验测试和理论拟合确定了最佳流体本构模型；建立了轮式磁流变抛光流场模型，分析了磁场强度对磁流变抛光液粘度、抛光缎带形貌、抛光区域压力分布的影响规律。测试结果表明，抛光液粘度随外磁场强度增加而显著增大；流场仿真结果表明，磁场影响下抛光缎带会发生收束，与工件有效接触面积增大，在工件表面产生的“D”形压力分布随外磁场增强而显著增强，有助于增强对工件的加工效果。

关键词：磁流变抛光液抛光缎带流变学性能本构模型数值仿真

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泵喷推进器压电复合材料导管及定子结构的振动控制

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噪声与振动控制 2023年第4期43卷 1-6页

作者：李志欣郑智伟黄修长上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

泵喷推进器导管及定子表面的分布式脉动压力通过导管和定子传递激励艇体振动的过程中,在导管和定子结构模态处会产生动力放大效应。为对该动力放大效应进行控制,提出内嵌压电片的碳纤维-玻璃纤维复合材料导管及定子结构,通过引入串联电... 详细信息

泵喷推进器导管及定子表面的分布式脉动压力通过导管和定子传递激励艇体振动的过程中,在导管和定子结构模态处会产生动力放大效应。为对该动力放大效应进行控制,提出内嵌压电片的碳纤维-玻璃纤维复合材料导管及定子结构,通过引入串联电阻-电感(Resistance-Inductance,RL)分流电路、负电容压电分流电路对导管和定子结构模态处的振动响应进行控制,以有效降低通过导管和定子传递至艇体的传递力。建立复合材料导管及定子结构的动力学模型、结构-压电分流电路机电耦合动力学模型,获得结构的固有频率、位移频响、最优控制分流电路参数及控制效果。结果表明:导管及定子结构第一、第二、第六、第八阶模态是振动传递动力放大效应显著的主要模态;串联RL压电分流电路可对主要模态的动力放大进行有效抑制,相应模态的传递力幅值分别降低6.35 dB、1.7 dB、0.4 dB和2.68 dB;相比于串联RL压电分流电路,串联负电容压电分流电路在相应模态的振动控制效果分别增加2.93 dB、2.70 dB、0.70 dB、1.37 dB;并联负电容压电分流电路的振动控制效果分别增加2.90 dB、2.40 dB、0.60 dB、1.36 dB。

关键词：振动与波泵喷推进器复合材料导管和定子压电分流电路负电容振动控制

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双稳态压电超结构的超传输滞回效应与非互易编码特性

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力学学报 2024年第7期56卷 2103-2113页

作者：郑宜生陈逸涵瞿叶高孟光厦门大学航空航天学院福建厦门361005 西安交通大学复杂服役环境重大装备结构强度与寿命全国重点实验室西安710049 上海交通大学机械系统与振动全国重点实验室上海200240

利用超结构的非线性效应能够实现新颖的振动能量传输调控现象.双稳态超结构存在非线性超传输特性,即在超结构线性化带隙内,当激励幅值超过某个临界值时,传输的振动能量将突变到很大值.文章针对含双稳态分流电路的压电超结构梁,建立了力... 详细信息

利用超结构的非线性效应能够实现新颖的振动能量传输调控现象.双稳态超结构存在非线性超传输特性,即在超结构线性化带隙内,当激励幅值超过某个临界值时,传输的振动能量将突变到很大值.文章针对含双稳态分流电路的压电超结构梁,建立了力电耦合非线性动力学数值模型,并采用伽辽金法对数值模型进行降阶处理以提升计算效率.基于上述模型研究了双稳态压电超结构的振动能量非线性传输特性,发现超结构线性局域共振带隙内的超传输特性存在滞回效应,也即向上扫幅激励和向下扫幅激励两种工况下超传输临界值不同.通过改变双稳态电路两个稳定平衡点的间距或者电路在稳定平衡点的共振强度可以移动超传输滞回区间.进一步通过在双稳态压电超结构一侧布置线性共振电路来引入系统非对称性,可使得正方向和反方向的超传输滞回区间发生偏离,利用这种非互易的超传输滞回效应可以在不同激励幅值区间实现不同模式的非互易编码.增强系统非对称性可使得正方向和反方向的超传输滞回区间偏离更加显著,故非互易编码区间具有可调性.文章极大地拓展了超材料的非互易模式,正方向和反方向能量传输性能不再局限于传统超材料固定的“传输”或“非传输”状态,通过合适的非互易编码设计可以实现弹性信息的单向传输功能.

关键词：压电超结构双稳态电路非线性超传输非互易编码滞回效应

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基于重叠边界的有限元与离散元耦合异步长并行计算方法

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农业机械学报 2023年第6期54卷 419-426页

作者：李佟金先龙王小卫潘浚铭杨培中上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 上海航天精密机械研究所上海201600

为了减少有限元和离散元耦合领域问题的计算时间,本文建立了有限元-离散元耦合异步长并行计算方法。整个计算模型分为有限元和离散元两类计算区域,根据每个子域单元特性选择合适的积分时间步长。每个子分区均采用显式时间积分格式进行求... 详细信息

为了减少有限元和离散元耦合领域问题的计算时间,本文建立了有限元-离散元耦合异步长并行计算方法。整个计算模型分为有限元和离散元两类计算区域,根据每个子域单元特性选择合适的积分时间步长。每个子分区均采用显式时间积分格式进行求解,采用重叠边界法处理边界耦合问题,不涉及子循环过程的插值和截断过程。数值算例表明该方法在保证高精度的同时有效降低了计算时间。

关键词：有限元-离散元重叠边界异步长并行计算

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机械传动系统含偏差频率分量协同检测与分解方法

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机械工程学报 2024年第15期60卷 100-112页

作者：于小洛杨阳杜明刚何清波彭志科上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 中国北方车辆研究所北京100072 宁夏大学机械工程学院银川750021

传动系统故障诊断对于保障装备可靠运行具有重要作用,信号分解是传动系统故障特征提取的重要技术手段。由于传动误差、零部件惯性、频率分辨率等,传动系统振动信号的部分分量实测频率往往与根据运动学关系计算的理论频率存在偏差,且分... 详细信息

传动系统故障诊断对于保障装备可靠运行具有重要作用,信号分解是传动系统故障特征提取的重要技术手段。由于传动误差、零部件惯性、频率分辨率等,传动系统振动信号的部分分量实测频率往往与根据运动学关系计算的理论频率存在偏差,且分量的存在性判定问题通常被忽略。上述局限导致主流的信号分解方法在处理含偏差频率分量时,面临分解精度及物理可解释性方面的共同挑战。对此,提出一种针对传动系统含偏差频率分量的协同检测与分解方法,借助信号分量间固有的谐波关系对含偏差频率分量进行协同检测,并判定其存在性;协同检测的结果能够进一步作为信号分解的基础,分解精度相比未经协同检测的现有方法大幅提升。通过三个实际应用案例验证了所提方法对平稳工况及非平稳工况下的传动系统信号特征提取的有效性。

关键词：协同检测故障诊断传动系统信号分解

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考虑齿距累积误差的圆柱齿轮动态磨损分析

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振动工程学报 2023年第6期36卷 1706-1713页

作者：皇甫一樊董兴建彭志科刘冰龙新华上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 上海航天控制技术研究所上海201109

齿距累积误差是齿轮传动系统中广泛存在的一种制造误差。考虑齿距累积误差,基于轮齿承载接触分析方法建立载荷分配模型,从而得到啮合刚度和空载传递误差,并将其导入齿轮转子动力学模型中计算系统振动响应。基于所得到的动态载荷和Archar... 详细信息

齿距累积误差是齿轮传动系统中广泛存在的一种制造误差。考虑齿距累积误差,基于轮齿承载接触分析方法建立载荷分配模型,从而得到啮合刚度和空载传递误差,并将其导入齿轮转子动力学模型中计算系统振动响应。基于所得到的动态载荷和Archard磨损理论,建立齿轮动态磨损预测模型。分析了齿距累积误差对啮合特性、响应特性以及磨损分布的影响。结果表明,齿距累积误差会引发齿间载荷分配和齿间磨损的不均匀性,导致振动响应中出现轴频、追逐齿频率和组合状态频率等频率成分;轻微磨损有助于缓解齿间载荷分配不均,但剧烈的磨损会恶化均载特性,导致振动加剧;采用追逐齿设计可以使磨损不均匀性系数降低约30%。研究结果可为齿轮磨损机理研究和齿轮参数设计提供理论依据。

关键词：齿轮动力学齿距累积误差振动特性磨损追逐齿

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基于热-固-声耦合的弹性壁板振动响应分析

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振动与冲击 2025年第4期44卷 126-133页

作者：王凯伦王虎寅高鹏新瞿叶高上海交通大学机械系统与振动全国重点实验室上海200240 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所沈阳110035

高速飞行器热防护壁板在高温、强噪声工作环境会表现出热屈曲、非线性热弹性振动等复杂动力学响应。考虑热防护壁板连接间隙接触,建立了热防护壁板热弹性动力学有限元数值模型,采用热响应与频域线性摄动分析叠加的耦合法对热防护壁板随... 详细信息

高速飞行器热防护壁板在高温、强噪声工作环境会表现出热屈曲、非线性热弹性振动等复杂动力学响应。考虑热防护壁板连接间隙接触,建立了热防护壁板热弹性动力学有限元数值模型,采用热响应与频域线性摄动分析叠加的耦合法对热防护壁板随机振动响应进行了分析,研究了不同连接方法对模态分析结果和热防护壁板的热振响应性能模拟精度的影响。通过数值模型的振动模态分析,与模态测试结果对比验证了模型的准确性。随后开展约束连接、连接器连接以及面接触连接三种不同的连接方式下热防护壁板的热振响应性能研究和试验研究。研究结果表明:热防护壁板的热振响应的计算结果与试验测量结果一致,冯·米塞斯应力均方根值与试验测量值之间的最大误差为5%,随机响应与试验测量结果一致。该研究为热-固-声耦合的弹性壁板的热振响应性能分析提供了一种有效的方法,为弹性壁板的热振响应性能预测提供了有效的参考。

关键词：热防护壁板热-声-固耦合热振响应有限元分析

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基于粗糙表面特征分析的电接触性能研究进展

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中国表面工程 2025年

作者：周芳芳尹念武子帅宋诗垭鞠鹏飞张执南上海交通大学机械系统与振动全国重点实验室上海航天设备制造总厂有限公司

电接触作为实现电气连接与信号传输的关键形式，广泛应用于各类复杂工程与先进技术系统中，其性能对系统的正常运行及可靠性起着至关重要的作用。现有工业系统的智能化、精密化发展趋势，驱使着电接触界面服役状态的复杂化。因而，从接... 详细信息

电接触作为实现电气连接与信号传输的关键形式，广泛应用于各类复杂工程与先进技术系统中，其性能对系统的正常运行及可靠性起着至关重要的作用。现有工业系统的智能化、精密化发展趋势，驱使着电接触界面服役状态的复杂化。因而，从接触界面维度出发对电接触性能的研究进行综述，具有重要的理论和应用价值。依据多元场景下电接触性能评估需求，构建了以传输导通性、载流稳定性及服役耐久性为核心的性能体系，全面映射了电接触全生命周期的效能表征。从粗糙表面维度切入，阐释了微凸体曲率、水平分布与高度分布对电接触性能的影响，揭示了其演化引发宏观现象改变的内在成因。系统梳理了表面表征的主要方法，包括统计法、分形理论法以及函数拟合法。基于统计学和分形的方法均难以精确刻画表面的微观结构特征，具有较大的局限性。相较而言，函数拟合法可实现表面高精度重构，但其现阶段的应用探究尚处起步阶段，颇具拓展潜能与应用前景。研究论证了从粗糙表面特征分析角度进行电接触性能研究的可行性和必要性，并展望了未来潜在的发展趋势，期以为电接触领域的深入研究提供新视角与思路，推动粗糙表面表征在电接触理论与实践研究中的应用。

关键词：电接触接触性能粗糙表面微凸体形貌表征

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