检索结果-内蒙古大学图书馆

上海大学学报（自然科学版） 2024年第5期30卷 980-988页

作者：张博畅高化东徐沈鑫鲍垠桦吕浡上海大学力学与工程科学学院上海200444 上海大学上海市应用数学和力学研究所上海200072 上海大学上海市能源工程力学重点实验室上海200444 上海大学力学信息学前沿科学研究基地上海200444 上海卫星工程研究所上海201109

提出半固化电极的机械压印方法制备锂离子电池压印柔性厚电极,兼顾了厚电极的高储能性能和高柔性.在基本不改变锂离子电池电极传统湿法制备工艺的前提下,在电极干燥阶段引入机械压印步骤,从而在数百微米厚的电极中构建网络通道结构,使... 详细信息

提出半固化电极的机械压印方法制备锂离子电池压印柔性厚电极,兼顾了厚电极的高储能性能和高柔性.在基本不改变锂离子电池电极传统湿法制备工艺的前提下,在电极干燥阶段引入机械压印步骤,从而在数百微米厚的电极中构建网络通道结构,使电极获得了任意方向可弯的能力.进一步,基于有限元分析给出压印厚电极在不同弯曲方向下的临界弯曲半径.此外,压印引入的网络通道结构提升电极内的离子传输效率,使全电池实验中压印厚电极在高倍率下的电化学性能显著优于常规厚电极,且电池在弯曲状态下拥有良好且稳定的电化学性能.研究结果为高性能多功能储能电池的研发提供了基于电极结构设计的新思路.

关键词：压印厚电极柔性离子通道锂离子电池

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车辆进小区的瓶颈效应及其对路段交通流的影响

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上海大学学报（自然科学版） 2022年第2期28卷 215-225页

作者：盛哲周文海高庆飞董力耘上海大学力学与工程科学学院上海市应用数学和力学研究所上海200072 上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海200072

车辆提前减速进入居民小区会形成一个交通瓶颈,尤其在晚高峰期间会明显降低道路通行能力.基于考虑慢启动效应的VDR(velocity dependent randomization)模型,并引入期望时间反映车辆进入小区前的提前减速行为,研究了单向单车道和双向两... 详细信息

车辆提前减速进入居民小区会形成一个交通瓶颈,尤其在晚高峰期间会明显降低道路通行能力.基于考虑慢启动效应的VDR(velocity dependent randomization)模型,并引入期望时间反映车辆进入小区前的提前减速行为,研究了单向单车道和双向两车道两种情况.模拟结果显示:当入区概率较大时,存在一个临界进车概率,当进车概率大于临界值时,出现一个流量平台.临界进车概率及其对应的流量值随入区概率的增加而减小;当进车概率小于临界值时,双向两车道系统流量要大于单向单车道.双向两车道时路段上存在3个瓶颈,即小区入口以及上下游路口.小区入口与路口保持一定距离,可减少瓶颈之间的干扰,则小区入口位置的变化对道路通行能力的影响不明显.

关键词：元胞自动机 VDR模型交通瓶颈路段通行能力

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圆环非线性隔振设计和动力学研究

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振动工程学报 2021年第6期34卷 1223-1229页

作者：顾栋浩陆泽琦丁虎陈立群上海大学上海市应用数学和力学研究所上海200072 上海大学力学在能源工程中的利用重点实验室上海200072 上海大学力学与工程科学学院上海200072

根据特定形状弹性结构力形变的非线性关系实现准零刚度隔振是一种更为直接的方法。利用弹性圆环弯曲变形来获得准零刚度,与此同时,通过添加水平弹簧和水平阻尼,引入非线性刚度和非线性阻尼。建立隔振系统动力学模型,运用直接运动分离法... 详细信息

根据特定形状弹性结构力形变的非线性关系实现准零刚度隔振是一种更为直接的方法。利用弹性圆环弯曲变形来获得准零刚度,与此同时,通过添加水平弹簧和水平阻尼,引入非线性刚度和非线性阻尼。建立隔振系统动力学模型,运用直接运动分离法,给出了设计的频率响应和位移传递率的表达式,并对解析结果进行了数值验证,讨论了水平刚度和水平阻尼对位移传递率的影响。结果表明,优化水平弹簧刚度可以使隔振频率带宽扩大,而优化水平阻尼可以同时实现共振抑制和高频隔振。

关键词：非线性振动隔振非线性刚度非线性阻尼位移传递率

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低频振动隔离和能量采集双功能超材料

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力学学报 2021年第11期53卷 2972-2983页

作者：赵龙陆泽琦丁虎陈立群上海大学力学与工程科学学院上海200444 上海大学上海市能源工程力学重点实验室上海200444 上海市应用数学和力学研究所上海200072

振动隔离和能量采集一体化是一种能够将有害振动隔离并转化为电能收集利用的动力学机制.本文从局域共振超材料存在低频带隙特性出发,研究了振动隔离和能量采集双功能超材料的动力学行为.通过在球型磁腔内放置固接了感应线圈的球摆构成... 详细信息

振动隔离和能量采集一体化是一种能够将有害振动隔离并转化为电能收集利用的动力学机制.本文从局域共振超材料存在低频带隙特性出发,研究了振动隔离和能量采集双功能超材料的动力学行为.通过在球型磁腔内放置固接了感应线圈的球摆构成具有能量采集功能的球摆型谐振器,并将其周期性的放置在基体梁中,可以将带隙频率范围内的振动聚集在谐振器内,以实现振动隔离和能量采集双功能.建立了横向激励下双功能超材料梁的动力学方程,应用Bloch’s定理得到超材料的能带结构,通过有限元仿真验证了理论模型和研究方法.研究了不同参数下超材料梁的带隙特性.进一步将一维拓展到二维,研究了二维双功能超材料板的振动隔离和能量采集性能.最后,设计并建造了振动隔离和能量采集一体化双功能超材料动力学实验平台,解析、数值和实验结果表明,在局域共振带隙的频率范围内,超材料梁主体的振动明显被抑制,与此同时,振动被局限在谐振器中,使采集到的电压达到了最大值.通过对附加谐振器和没有附加谐振器的能带结构和幅频响应的对比,发现球摆型谐振器的加入可以在低频范围内形成了一个局域共振带隙,有效提高了超材料梁在低频处的振动隔离和能量采集性能.

关键词：球摆型谐振器振动隔离能量采集双功能超材料

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带附加质量块的压电圆板能量采集器振动分析

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力学学报 2021年第11期53卷 2950-2960页

作者：孟莹丁虎陈立群上海大学力学与工程科学学院上海200444 上海大学上海市能源工程力学重点实验室上海200444 上海市应用数学和力学研究所上海200072

基于圆板的压电能量采集技术在取代化学电池为低功耗电子器件提供能源方面具有巨大的潜能.本文通过理论建模和数值仿真研究了考虑附加质量接触面积的压电圆板能量采集器的采集性能.首先,基于基尔霍夫薄板理论,用广义哈密顿原理推导了带... 详细信息

基于圆板的压电能量采集技术在取代化学电池为低功耗电子器件提供能源方面具有巨大的潜能.本文通过理论建模和数值仿真研究了考虑附加质量接触面积的压电圆板能量采集器的采集性能.首先,基于基尔霍夫薄板理论,用广义哈密顿原理推导了带附加质量块的压电圆板能量采集器的机电耦合方程,并用伽辽金法对方程近似离散,通过离散方程得到电压、功率输出和最优负载阻抗的闭合解.用有限元仿真对所提出的理论模型进行了验证,结果表明该理论模型可以成功地预测压电圆板能量采集器输出电压和功率.最后,基于闭合解探讨了负载阻抗、附加质量块、压电圆板的内外半径等相关参数对压电圆板能量采集器固有频率、输出电压和功率的影响.结果表明,当质量块与复合板的接触半径足够小(本文中接触半径小于板半径的1/14)时,质量块与复合圆板的接触面积可以忽略;相较于无孔的压电片,内径位于2.5~4 mm范围内的压电片可以提高能量采集器的采集性能;附加质量、压电片外径和负载阻抗的合理选择既可以降低压电圆板的固有频率,还可以提高其采集性能.

关键词：能量采集压电复合圆板附加质量广义哈密顿原理有限元仿真

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梁中性轴的若干研究进展

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力学与实践 2021年第6期43卷 827-832页

作者：张浩淼任九生张能辉上海大学力学与工程科学学院上海200444 上海市应用数学和力学研究所上海200444 上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海200444

基于新材料和微梁结构的最新进展,本文对梁中性轴的概念及其定位方法进行了回顾。通过比较梁结构应变场的描述方法,展示复杂加载条件下中性轴的偏离和零应力轴的不唯一性,发现弹性均质梁的中性轴必然通过截面形心,但非线性弹性梁、双模... 详细信息

基于新材料和微梁结构的最新进展,本文对梁中性轴的概念及其定位方法进行了回顾。通过比较梁结构应变场的描述方法,展示复杂加载条件下中性轴的偏离和零应力轴的不唯一性,发现弹性均质梁的中性轴必然通过截面形心,但非线性弹性梁、双模量梁、弹塑性梁、叠合梁、层合梁等结构的中性轴可偏离截面形心。对梁中性轴问题的正确认识有助于合理而有效地解决工程中相关问题。

关键词：中性轴应变场非弹性均质梁层合结构微梁

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新型三角形结构电磁式振动能量采集器的设计与分析

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振动与冲击 2021年第22期40卷 52-59页

作者：陈春明袁天辰陈立群上海大学力学与工程科学学院上海200444 上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620 上海大学上海市应用数学和力学研究所上海200444 上海大学上海市能源工程力学重点实验室上海200444

从环境普遍存在的振动中采集能量是目前研究的重点和热点。该研究提出了一种基于三角形位移放大结构的电磁式振动能量采集器,通过杠杆结构放大磁铁和线圈之间的相对位移,提高振动能量转换效果。通过在轻杆末端设置弹簧,形成三自由度非... 详细信息

从环境普遍存在的振动中采集能量是目前研究的重点和热点。该研究提出了一种基于三角形位移放大结构的电磁式振动能量采集器,通过杠杆结构放大磁铁和线圈之间的相对位移,提高振动能量转换效果。通过在轻杆末端设置弹簧,形成三自由度非线性动力系统,拓宽了系统的能量采集频带。利用龙格库塔方法,数值分析了系统的动力学响应,结果表明所设计的采集器具有两个能量采集频段,其中一个覆盖5~10 Hz以下的低频范围,另一个覆盖20~45 Hz频段。通过分析不同采集器设计参数对振动能量采集效果的影响,发现增加杠杆结构的装配角、下部滑块质量以及弹簧刚度有利于低频范围的能量采集,而减小装配角和滑块质量则能够提高第二个采集频段的输出电压。通过构造等效的线性振动能量采集器进行对比发现,得益于轻杆的位移放大作用,相同激励下三角形振动能量采集器的最大输出电压是对比线性竖直振动能量采集系统的1.76倍,这些特性使这种新型采集器能够针对低频、宽域的环境振动取得良好的能量采集效果。

关键词：环境振动能量采集电磁感应非线性

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零质量射流作用下红细胞在微管道中变形的数值模拟

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物理学报 2020年第23期69卷 181-189页

作者：艾晋芳解军胡国辉上海大学力学与工程科学学院上海市应用数学和力学研究所上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海200072

因为在生物安全性和导入效率等方面的优势,基于力学方法实现基因导入日益得到学术界的重视.本文提出了一种基于零质量射流,对微管道中运动的细胞施加流体作用力,引起其发生变形,进而促使细胞膜上力敏通道开启的方法,并通过数值模拟进行... 详细信息

因为在生物安全性和导入效率等方面的优势,基于力学方法实现基因导入日益得到学术界的重视.本文提出了一种基于零质量射流,对微管道中运动的细胞施加流体作用力,引起其发生变形,进而促使细胞膜上力敏通道开启的方法,并通过数值模拟进行了理论验证.本文采用浸没有限元法,对红细胞在微管道内运动过程中受到零质量射流作用的变形情况进行数值模拟,探讨了如何高效地实现小分子物质导入细胞.数值模拟的重要参数有微管道内压力梯度Δp,零质量射流的振幅Am和频率f.经过对流场特征和红细胞受力情况的分析,发现当细胞某处表面张力T0大于临界表面张力τc时,细胞表面力敏通道打开,并得到每一时刻细胞力敏通道打开的百分比Popen.本文定义了通道开启积分I,以衡量在不同的流动参数情况下,细胞膜力敏通道的开启程度,进而探讨了压力梯度和射流振动频率、振幅对I值的影响,以寻找优化的工艺参数.该方法具有微制造工艺简单易行,在保证高通量导入的同时,便于对所施加的流体作用力进行精确控制的特点,这使得蛋白质、基因等物质实现跨膜输运,进入细胞并发生重编程成为可能.

关键词：浸没有限元法零质量射流力敏通道跨膜输运

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干燥对复合负极力学行为的影响

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储能科学与技术 2022年第3期11卷 957-963页

作者：江登峰陈亚君贺耀龙卞炟胡宏玖上海市应用数学和力学研究所上海大学力学与工程科学学院上海200072 宁波大学海运学院浙江宁波315211 上海大学上海市能源工程力学重点实验室上海200072 之江实验室计算材料联合研究中心浙江杭州311100

本工作在不同干燥温度下分别制备了以聚偏二氟乙烯(PVDF)、丁苯橡胶/羧甲基纤维素钠(SBR/CMC)和海藻酸钠(SA)为黏结剂的碳包覆氧化亚硅多孔复合负极,并对其进行了系统的准静态拉伸和界面拉剪测试,以考察干燥温度对不同体系复合电极力学... 详细信息

本工作在不同干燥温度下分别制备了以聚偏二氟乙烯(PVDF)、丁苯橡胶/羧甲基纤维素钠(SBR/CMC)和海藻酸钠(SA)为黏结剂的碳包覆氧化亚硅多孔复合负极,并对其进行了系统的准静态拉伸和界面拉剪测试,以考察干燥温度对不同体系复合电极力学行为的影响。结果表明,提高干燥温度虽会提升电极干燥效率,但受高温下电极黏结剂厚向迁移的影响,各粘接体系下电极的拉伸性能和电极/集流体界面粘接性能都会随之削弱。干燥温度越高,力学性能削弱幅度越大。三种粘接体系相比,SBR/CMC体系在高温干燥后仍能保持较高的拉伸强度/模量比,以及相对较高的界面拉剪强度,因而较之SA和PVDF体系更适宜于高温干燥。

关键词：干燥温度复合电极力学行为锂离子电池

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DNA吸附膜热膨胀系数对环境条件的依赖性

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医用生物力学 2021年第1期36卷 136-143页

作者：吴春霞张乘胤谭邹卿张能辉上海大学力学与工程科学学院上海200444 常州大学机械工程学院江苏常州213164 上海市应用数学和力学研究所上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海200072

目的研究基底上DNA吸附膜热膨胀系数对环境条件的依赖性。方法将DNA吸附分子视为有预应变的宏观连续介质薄膜,建立了DNA膜-基底等效层合梁模型,预测温度载荷作用下DNA-微悬臂梁挠度;采用Parsegian经验势描述DNA吸附膜的介观自由能,利用... 详细信息

目的研究基底上DNA吸附膜热膨胀系数对环境条件的依赖性。方法将DNA吸附分子视为有预应变的宏观连续介质薄膜,建立了DNA膜-基底等效层合梁模型,预测温度载荷作用下DNA-微悬臂梁挠度;采用Parsegian经验势描述DNA吸附膜的介观自由能,利用DNA液晶-基底多尺度挠度模型、思想实验法和等效变形法,建立DNA吸附膜微观结构与其宏观力学性能的跨尺度关系,预测基底上DNA吸附膜的热膨胀系数。结果在给定离子强度条件下,双链DNA吸附膜的热膨胀系数为(0.3~8.05)×10^(-4)/K,单链DNA吸附膜的热膨胀系数为(1.28~9.33)×10^(-4)/K。结论在微观作用竞争中起主导作用的构型熵变化决定了DNA吸附膜热膨胀系数对环境条件的依赖性;随着温度或离子浓度或DNA种植密度的增加,DNA膜热膨胀系数减小。研究结果对于基因检测及其调控具有指导意义,并为组织工程中组织器官的性能评估提供参考。

关键词： DNA吸附膜热膨胀系数介观自由能跨尺度表征微梁检测

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