检索结果-内蒙古大学图书馆

力学学报 2019年第3期51卷 912-921页

作者：刘艮张伟北京工业大学机械结构非线性振动与强度北京市重点实验室

随着材料科学的发展,越来越多的新型材料应用到了工程实践中.在气流激励的作用下,对于以航空航天工程为背景、采用复合材料的板壳结构的非线性动力学问题仍是动力学领域的研究热点.本文研究了复合材料悬臂板在亚音速气流条件下的非线性... 详细信息

随着材料科学的发展,越来越多的新型材料应用到了工程实践中.在气流激励的作用下,对于以航空航天工程为背景、采用复合材料的板壳结构的非线性动力学问题仍是动力学领域的研究热点.本文研究了复合材料悬臂板在亚音速气流条件下的非线性振动和响应.根据理想不可压缩流体的流动条件和Kutta–Joukowski升力定理,基于升力面理论,利用涡格法计算了三维有限长平板机翼上的亚音速气动升力.将亚音速气动力施加到复合材料悬臂板上,利用Hamilton原理,考虑Reddy三阶剪切变形理论并引入冯·卡门非线性应变位移关系,建立了有限长平板的非线性动力学微分方程.利用有限元方法考察了不同几何参数下层合板悬臂板的固有特性,通过比较不同材料和几何参数的线性系统的固有频率,得到不同比例的内共振关系.利用Galerkin方法将偏微分方程截断为两自由度非线性常微分方程,在这里考虑了1:2的内部共振关系并利用多尺度法进行了摄动分析.对应多个选取参数,得到了频率响应曲线.结果展示了硬化弹簧型行为和跳跃现象.

关键词：亚音速气动力涡格法非线性振动硬弹簧特性

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Z型折叠板内共振下非线性振动特性研究

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振动工程学报 2018年第2期31卷 183-197页

作者：郭翔鹰张杨张伟北京工业大学机械结构非线性振动与强度北京市重点实验室北京100124

Z型折叠板是一类复杂多体结构,在工程实际中应用广泛。以大型的空间可展开结构为实际工程背景,考虑了Z型折叠板折叠过程中各部件的运动耦合关系,基于Reddy经典板理论和von-Karman几何非线性应变位移关系,利用Hamilton原理建立了Z型折叠... 详细信息

Z型折叠板是一类复杂多体结构,在工程实际中应用广泛。以大型的空间可展开结构为实际工程背景,考虑了Z型折叠板折叠过程中各部件的运动耦合关系,基于Reddy经典板理论和von-Karman几何非线性应变位移关系,利用Hamilton原理建立了Z型折叠板的非线性动力学控制方程。利用有限元分析得到了Z型折叠板结构的模态函数,运用二阶Galerkin截断,得到了Z型折叠板二自由度的非线性常微分方程。考虑系统主参数共振-1∶2内共振的情况,通过摄动分析得到系统四维直角坐标形式的平均方程,最后利用数值模拟方法研究了横向激励对Z型折叠板非线性动力学特性的影响。

关键词：非线性动力学 Z型折叠板内共振数值模拟

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基于Poly MAX法的Z型折叠机翼的模态实验

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振动．测试与诊断 2020年第2期40卷 326-331,420页

作者：郭翔鹰张杨颜文瀚王成刚张伟北京工业大学机械结构非线性振动与强度北京市重点实验室北京100124

Z型折叠机翼在大气中飞行时会呈现不同的形态,其结构动力学特性变化明显,对其模态特性的分析是研究其结构特性的重要研究方法。首先,简要介绍模态分析技术以及PolyMAX法识别模态参数的基本原理;其次,结合试验模态分析和工作模态分析方法... 详细信息

Z型折叠机翼在大气中飞行时会呈现不同的形态,其结构动力学特性变化明显,对其模态特性的分析是研究其结构特性的重要研究方法。首先,简要介绍模态分析技术以及PolyMAX法识别模态参数的基本原理;其次,结合试验模态分析和工作模态分析方法,对设计加工的Z型折叠翼模型在不同折叠形态下进行了模态实验;最后,对获得Z型折叠机翼实验模型的前5阶模态参数。结果表明,Z型折叠板在不同折叠角度下,各阶模态振动差异很大,其中折叠角度为90°时,结构更加稳定。

关键词： PolyMAX 可变体飞行器折叠机翼模态特性模态分析技术模态参数

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含电学边界的压电层合梁的非线性弯曲波

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力学学报 2021年第4期53卷 1124-1137页

作者：赵希宁杨晓东张伟北京工业大学机械结构非线性振动与强度北京市重点实验室北京100124

非线性科学己成为近代科学发展的一个重要标志,特别是非线性动力学和非线性波的研究对于解决自然科学各领域中遇到的复杂现象和问题有着极其重要的意义.本文研究了含电学边界条件的压电层合梁的非线性弯曲波传播特性.首先,考虑几何非线... 详细信息

非线性科学己成为近代科学发展的一个重要标志,特别是非线性动力学和非线性波的研究对于解决自然科学各领域中遇到的复杂现象和问题有着极其重要的意义.本文研究了含电学边界条件的压电层合梁的非线性弯曲波传播特性.首先,考虑几何非线性效应和压电耦合效应,利用哈密顿原理建立了一维无限长矩形压电层合梁弯曲波的非线性方程.其次,采用Jacobi椭圆函数展开法对非线性弯曲波方程进行求解,得到了非线性弯曲波动方程在近似情况下对应的冲击波解和孤波解.最后,利用约化摄动法得到了非线性薛定谔方程,进一步得到了亮孤子和暗孤子解.基于两种方法具体研究了外加电压、压电层厚度等参数对冲击波和孤立波以及亮孤子和暗孤子特性的影响.研究结果表明,在波速较小时,外加电压对冲击波的影响较大,波速较大时,外加电压对孤立波影响减弱.通过调整作用在压电层合梁上的电压发现了存在亮孤子和暗孤子,分析结果表明随着外加电压值的增大,亮孤子和暗孤子的振幅都增大.

关键词：弯曲波 Jacobi 椭圆函数非线性薛定谔方程冲击波孤立波

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非线性能量阱在悬臂薄板振动抑制中的应用研究

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振动工程学报 2019年第5期32卷 786-792页

作者：刘艮张伟北京工业大学机电学院机械结构非线性振动与强度北京市重点实验室

悬臂结构在航空航天领域应用广泛,由于结构受到激励作用而产生共振行为,因此结构的振动抑制问题显得尤为重要。非线性能量阱(Nonlinear Energy Sink,NES)以质轻、能量单向传递以及减振效率高等特点,为其引入到航空航天结构的减振设计中... 详细信息

悬臂结构在航空航天领域应用广泛,由于结构受到激励作用而产生共振行为,因此结构的振动抑制问题显得尤为重要。非线性能量阱(Nonlinear Energy Sink,NES)以质轻、能量单向传递以及减振效率高等特点,为其引入到航空航天结构的减振设计中提供了条件。利用NES对悬臂矩形板进行减振研究。考虑Kirchhoff经典薄板模型,建立了薄板与NES耦合的动力学方程,通过模态截断研究了薄板一阶横向弯曲时结构的响应问题,分析了不同参数下NES的减振效果,发现NES对结构响应位置较为敏感,并且在位移响应最大位置处减振效果最大。以期为悬臂结构在工程应用中提供一些理论上的支持。

关键词：非线性能量阱振动抑制悬臂薄板瞬态响应

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基于参激共振的受摄小行星悬停轨道设计方法

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力学学报 2020年第6期52卷 1774-1788页

作者：司震钱霙婧杨晓东张伟北京工业大学材料与制造学部机械结构非线性振动与强度北京市重点实验室北京100124

本文将太阳引力摄动视为受摄不规则小行星系统的组成部分,借鉴非线性振动理论中参数激励共振的概念,创新性地设计了不规则小行星平衡点附近稳定的悬停观测轨道.为了同时考虑不规则小行星引力和太阳引力,本文采用受摄粒杆模型描述系统.... 详细信息

本文将太阳引力摄动视为受摄不规则小行星系统的组成部分,借鉴非线性振动理论中参数激励共振的概念,创新性地设计了不规则小行星平衡点附近稳定的悬停观测轨道.为了同时考虑不规则小行星引力和太阳引力,本文采用受摄粒杆模型描述系统.通过对未扰系统平衡点以及固有频率的分析,给出系统存在参激共振轨道的条件.再以第二类参激主共振和1:3内共振为例,采用多尺度方法求得参数激励共振轨道的稳态解,并对稳态解的稳定性进行判断.通过受摄小行星系统的幅频响应曲线以及力频响应曲线分析了系统的非线性特性以及参数激励效应.此外,对内共振引起的长短周期能量转移现象进行了分析.本文的研究成果可以拓展现有小行星系统周期轨道族设计方法.

关键词：小行星粒杆模型悬停轨道参数激励共振非线性动力学

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静电驱动下振梁微陀螺仪的性能分析

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振动工程学报 2020年第4期33卷 742-749页

作者：李伟杨晓东张伟北京工业大学机电学院机械结构非线性振动与强度北京市重点实验室北京100124

研究了一种末端带有检测质量块的单轴静电悬臂梁式微陀螺仪。检测质量块受到两个固定电极的耦合作用,这两个电极均连接直流电压以使质量块产生较大的静态变形。在驱动方向上的电极还受到交流电压的作用,驱动质量块产生主振动。当有旋转... 详细信息

研究了一种末端带有检测质量块的单轴静电悬臂梁式微陀螺仪。检测质量块受到两个固定电极的耦合作用,这两个电极均连接直流电压以使质量块产生较大的静态变形。在驱动方向上的电极还受到交流电压的作用,驱动质量块产生主振动。当有旋转发生时,在垂直于主振动的敏感方向上质量块会受到科氏力而产生1个二次振动,通过测得二次振动的幅值大小便可以测得角速度。首先,依据Hamilton原理建立了振梁微陀螺仪的控制方程,研究了旋转悬臂梁的两个横向耦合振动。其次,分析了多种参数对微陀螺仪静态变形的影响,并求得了系统前2阶固有频率。研究发现不同参数对系统固有频率的影响规律,并讨论了系统驱动和敏感方向上的动力学放大效应及其校正曲线。

关键词：振动微陀螺仪悬臂梁动态分析固有频率校正曲线

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湿热环境下反对称正交铺设双稳态扁壳的建模与非线性振动响应研究

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振动与冲击 2022年第19期41卷 80-89页

作者：张博宇张伟北京工业大学材料与制造学部机械结构非线性振动与强度北京市重点实验室北京100124

对湿热环境下的反对称正交铺设双稳态扁壳进行了非线性动力学建模。在经典壳理论的基础上,考虑温度和湿度的影响,在本构方程中加入热膨胀系数和湿膨胀系数;联立相容方程和动力平衡方程以建立模型,得到了反对称正交铺设双稳态扁壳的偏微... 详细信息

对湿热环境下的反对称正交铺设双稳态扁壳进行了非线性动力学建模。在经典壳理论的基础上,考虑温度和湿度的影响,在本构方程中加入热膨胀系数和湿膨胀系数;联立相容方程和动力平衡方程以建立模型,得到了反对称正交铺设双稳态扁壳的偏微分运动控制方程;应用Galerkin方法对系统偏微分运动控制方程进行三阶离散,得到了三自由度的常微分运动控制方程。通过双稳态系统在主共振Ω接近于ω,内共振为1∶2∶2条件下的六维极坐标系和直角坐标系下的平均方程,得到了外激励幅值变化对反对称正交铺设条件下双稳态系统的非线性动力学特性的影响规律。

关键词：反对称正交铺设双稳态壳伽辽金离散非线性动力学

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基于偶极子模型的双小行星系统平衡点特性研究

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工程力学 2021年第12期38卷 232-248页

作者：李旭钱霙婧杨晓东张伟北京工业大学材料与制造学部北京100124 北京市非线性振动与机械结构强度重点实验室北京100124

针对主星是细长型小行星,而次星是小而规则天体的双小行星系统,采用偶极子—粒子模型,建立了普适性的引力场模型,研究了系统平衡点附近的局部动力学及周期轨道问题。研究了同步状态下系统参数对平衡点位置、稳定性和变化趋势的影响,并... 详细信息

针对主星是细长型小行星,而次星是小而规则天体的双小行星系统,采用偶极子—粒子模型,建立了普适性的引力场模型,研究了系统平衡点附近的局部动力学及周期轨道问题。研究了同步状态下系统参数对平衡点位置、稳定性和变化趋势的影响,并给出了非共线平衡点的线性稳定域,计算了在非同步双小行星系统的等效平衡点的轨迹。结合路径搜索修正法和伪弧长延拓方法得到同步双小行星系统共线平衡点附近的1∶1共振轨道族。该研究能为双小行星系统探测中轨道设计问题提供理论基础。

关键词：双小行星偶极子模型平衡点共振轨道族伪弧长延拓

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环形桁架结构模态实验及有限元仿真分析

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应用力学学报 2017年第1期34卷 119-124页

作者：李亚南张伟曹东兴崔云涛北京工业大学机械结构非线性振动与强度北京市重点实验室北京100124

针对大型可展开环形桁架天线结构开展了模态实验和有限元仿真分析。首先设计加工了环形桁架实验模型,采用锤击法对自由边界条件下环形桁架结构进行了实验模态分析,得到环形桁架结构的前六阶固有频率及其对应模态振型,并通过模态置信准... 详细信息

针对大型可展开环形桁架天线结构开展了模态实验和有限元仿真分析。首先设计加工了环形桁架实验模型,采用锤击法对自由边界条件下环形桁架结构进行了实验模态分析,得到环形桁架结构的前六阶固有频率及其对应模态振型,并通过模态置信准则对实验结果进行了可靠性分析。其次,建立了环形桁架实验模型的有限元模型并进行模态分析,仿真得到其前六阶固有频率和模态振型。最后详细对比分析了实验结果与有限元仿真结果。结果表明:二者固有频率误差小于5%,且实验模态振型与有限元仿真模态振型一致,证明了本文分析结果真实可靠;同时,分析得到了环形桁架结构第一、二阶振型为椭圆形,第三、四阶振型为三角形,第五、六阶振型为四边形。

关键词：大型可展开天线环形桁架模态实验固有频率

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