检索结果-内蒙古大学图书馆

动力学与控制学报 2019年第3期17卷 288-292页

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

声子晶体是由不同材料组成的周期性结构.其显著特点是弹性波在传播时,受其内部结构的作用,在一定频率范围(带隙)内会抑制弹性波的传播,而在其他频率范围(通带)可以无损耗地传播.本文提出并设计一种新型的陀螺-质量声子晶体结构,研究并... 详细信息

声子晶体是由不同材料组成的周期性结构.其显著特点是弹性波在传播时,受其内部结构的作用,在一定频率范围(带隙)内会抑制弹性波的传播,而在其他频率范围(通带)可以无损耗地传播.本文提出并设计一种新型的陀螺-质量声子晶体结构,研究并且分析了不同参数对于陀螺-质量声子晶体结构振动通带的影响,并通过有限次结构数值计算进行验证.

关键词：声子晶体陀螺结构参数影响

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伸展运动悬臂梁振动特性及能量分析

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振动．测试与诊断 2018年第3期38卷 461-465页

作者：刘明杨晓东张伟秦朝红北京理工大学先进结构技术研究院北京100081 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 北京强度环境研究所可靠性与环境工程技术重点实验室北京100076

伸展运动悬臂梁属于典型的时变参数结构。由于质量和刚度随时间的变化,使经典的动力学理论在求解梁的振动方程时不再适用。为了研究伸展悬臂梁的振动特性以及能量的变化情况,首先,利用伸展运动悬臂梁的振动方程得出梁横向振动能量的表达... 详细信息

伸展运动悬臂梁属于典型的时变参数结构。由于质量和刚度随时间的变化,使经典的动力学理论在求解梁的振动方程时不再适用。为了研究伸展悬臂梁的振动特性以及能量的变化情况,首先,利用伸展运动悬臂梁的振动方程得出梁横向振动能量的表达式,进而得出能量的变化图,并直观的对比梁失稳前后能量的变化情况。利用数值方法分析伸展梁的振动特性,讨论失稳后能量在各模态之间分配的情况。结果表明,梁在失稳以后,能量在各模态之间分配的规律与失稳前能量分配规律有较大的变化。

关键词：时变参数伸缩悬臂梁失稳能量分析模态

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伸展运动悬臂梁的稳定性分析

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振动．测试与诊断 2019年第1期39卷 102-105,224页

对匀速伸展运动悬臂梁的稳定性进行了研究。采用数值方法求解梁的运动微分方程,研究自由端处位移随时间变化的情况。提出了两种判断这类时变系统失稳的方式,一是瞬态特征值方法,通过分析特征值的实部和虚部来判断梁的失稳特性;二是刚度... 详细信息

对匀速伸展运动悬臂梁的稳定性进行了研究。采用数值方法求解梁的运动微分方程,研究自由端处位移随时间变化的情况。提出了两种判断这类时变系统失稳的方式,一是瞬态特征值方法,通过分析特征值的实部和虚部来判断梁的失稳特性;二是刚度判定方法,由刚度随时间的符号变化判断梁的失稳特性。讨论了特征值及刚度随梁长度的变化的趋势,进而判定时变系统的稳定性。用这两种方法对运动微分方程分别取一阶截断和五阶截断进行了计算,并将两种方法进行对比,结果取得了很好的一致性。

关键词：伸展悬臂梁特征值固有频率刚度稳定性

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磁耦合式双稳态宽频压电俘能器的设计和俘能特性

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力学学报 2022年第4期54卷 1102-1112,I0005页

作者：张伟刘爽毛佳佳黎绍佳曹东兴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 香港理工大学土木及环境工程学系中国香港九龙999077

为了同时提高振动能量俘获系统的效率和实用性,俘能器主结构的振动特性与环境振动特性的匹配度显得尤为重要.非线性系统复杂的动力学行为为设计高效的俘能器奠定了基础,但结构一旦被设计、生成出来,其工作频率往往是固定的,无法根据环... 详细信息

为了同时提高振动能量俘获系统的效率和实用性,俘能器主结构的振动特性与环境振动特性的匹配度显得尤为重要.非线性系统复杂的动力学行为为设计高效的俘能器奠定了基础,但结构一旦被设计、生成出来,其工作频率往往是固定的,无法根据环境中的振动而发生相应的改变.本文利用可移动铰支座和非线性磁力设计了一种具有双稳态特性的宽频压电俘能器,通过拓宽压电俘能器的工作频带,来匹配环境中较宽的振动频率.为了保证系统低频宽带的俘能效果,详细分析了结构的长度比、磁间距、负载阻抗、外激励频率和幅值等对系统线性刚度、非线性刚度以及动力学行为的影响,并进行了实验验证.首先将系统简化为欧拉-伯努力梁,利用拉格朗日方程建立系统的非线性动力学方程,并利用谐波平衡法进行求解.针对理论分析给出的不同外激励频率下的最优长度比,搭建了实验平台进行验证.理论和实验的结果表明:非线性磁力的引入使系统呈现负刚度特性,使俘能器能够在单稳态和双稳态之间的变换,实现低频俘能效果;通过调节可移动铰支座的位置,改变系统的长细比,能够实现从0到16 Hz的宽频俘能效果.

关键词：压电俘能器可调频双稳态宽频带长度比

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金属/陶瓷功能梯度悬臂板的振动抑制研究

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振动与冲击 2022年第20期41卷 185-194页

作者：吕书锋李宏洁张伟宋晓娟内蒙古工业大学力学系呼和浩特010051 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 内蒙古工业大学机械工程学院呼和浩特010051

提出了一种抑制功能梯度材料(functionally graded material,FGM)悬臂板振动的鲁棒控制方法。悬臂板的材料性能沿厚度方向按体积分数幂律进行梯度分布。采用经典层合板理论、一阶活塞气动力理论、Hamilton原理和Galerkin方法,推导气动... 详细信息

提出了一种抑制功能梯度材料(functionally graded material,FGM)悬臂板振动的鲁棒控制方法。悬臂板的材料性能沿厚度方向按体积分数幂律进行梯度分布。采用经典层合板理论、一阶活塞气动力理论、Hamilton原理和Galerkin方法,推导气动力作用下功能梯度悬臂板的动力学方程。为了抑制板的振动,将压电片贴在FGM悬臂板的上下表面分别作为作动器与传感器,利用压电片的正逆压电效应,设计状态反馈控制器,引入全维状态观测器,形成功能梯度悬臂板动力学控制系统的闭环回路。在控制方案上,除了采用鲁棒控制方法外,还采用了线性二次型最优控制(linear quadratic regulator,LQR)方法对振动抑振效果进行对比分析。采用数值方法研究了体积分数指数和长宽比对FGM悬臂板振动特性的影响。通过比较不同体积分数指数、长宽比、温度以及参数不确定条件下的时间历程图和控制电压图,验证所提控制器的有效性和准确性。

关键词：功能梯度材料(FGM) 悬臂板气动力振动抑制全维状态观测器

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纵向辅磁双稳态压电悬臂梁非线性动力学

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北京工业大学学报 2015年第11期41卷 1756-1760页

作者：姚明辉李印波张伟北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124 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

为了解决双稳态压电悬臂梁输出电压小等问题,引入了上吸引下排斥纵向辅助磁力,通过实验研究了辅助磁力对于双稳态压电悬臂梁复杂非线性动力学行为的影响.实验所用的材料为上下对称的层合梁,压电层的材料为极化后的PVDF,基层的材料为黄铜... 详细信息

为了解决双稳态压电悬臂梁输出电压小等问题,引入了上吸引下排斥纵向辅助磁力,通过实验研究了辅助磁力对于双稳态压电悬臂梁复杂非线性动力学行为的影响.实验所用的材料为上下对称的层合梁,压电层的材料为极化后的PVDF,基层的材料为黄铜.对压电悬臂梁进行简谐激励,通过电压和位移的正向扫频和逆向扫频研究系统的跳跃现象,研究辅助磁力对于系统动力学行为的影响,分析纵向辅助磁力对系统由倍周期分叉进入混沌运动的影响.实验结果表明:当辅助磁铁与主磁铁之间的距离较大时,该双稳态系统表现出明显的硬弹簧特性;当辅助磁铁与主磁铁之间的距离较小时,该双稳态系统表现出明显的软弹簧特性;当辅助磁铁与主磁铁之间的距离由小变大时,系统表现出复杂化的非线性行为.

关键词：辅助磁力双稳态跳跃现象混沌运动

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变截面悬臂梁压电俘能器动力学特性分析

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压电与声光 2018年第5期40卷 727-731页

作者：王姣姣曹东兴姚明辉北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124 机械结构非线性振动与强度北京市重点实验室北京100124

提出一种变截面悬臂梁压电俘能器结构,通过有限元仿真分析其振动特性和输出电压,有利于提高发电性能。该俘能器结构固定端为等截面梁,自由端为变截面梁,压电层粘贴在悬臂梁根部等截面梁表面,改变悬臂梁自由端与固定端的宽度比,得到多种... 详细信息

提出一种变截面悬臂梁压电俘能器结构,通过有限元仿真分析其振动特性和输出电压,有利于提高发电性能。该俘能器结构固定端为等截面梁,自由端为变截面梁,压电层粘贴在悬臂梁根部等截面梁表面,改变悬臂梁自由端与固定端的宽度比,得到多种不同形式的变截面悬臂梁。对比分析了三角形梁、矩形梁和具有不同宽度比梯形梁的固有频率、应力和应变分布及简谐激励输出电压响应。结果表明,三角形梁固有频率较大,输出电压最大,同时分析了不同变截面段长度对输出电压的影响。该文还分析了具有相同一阶频率、不同宽度比俘能器的输出电压,表明三角形结构单位体积压电层输出电压最大。对比分析了基体层上根部粘贴压电片和全部粘贴压电片的输出电压特性。结果表明,前者输出电压较大,发电性能更好。

关键词：压电俘能器变截面悬臂梁变宽度振动特性输出电压

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单面柱局域共振声子晶体低频带隙特性分析及结构改进研究

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人工晶体学报 2021年第7期50卷 1378-1385页

作者：孙向洋燕群郭翔鹰中国飞机强度研究所航空声学与动强度航空科技重点实验室西安710065 北京工业大学机械工程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

基于有限元法对单面柱局域共振声子晶体进行带隙特性分析,研究了结构参数对该类型声子晶体的影响。结果表明:随着散射体高度的增加,单面柱声子晶体的第一完全带隙的起始频率逐渐降低,带宽逐渐增大;随着基板厚度的增大,单面柱声子晶体的... 详细信息

基于有限元法对单面柱局域共振声子晶体进行带隙特性分析,研究了结构参数对该类型声子晶体的影响。结果表明:随着散射体高度的增加,单面柱声子晶体的第一完全带隙的起始频率逐渐降低,带宽逐渐增大;随着基板厚度的增大,单面柱声子晶体的起始频率逐渐升高,截止频率先增大后减小。并且在经典单面柱声子晶体的基础上,组合了两种新型的三组元单面柱声子晶体结构:嵌入式单面柱声子晶体(以下简称结构Ⅰ)和粘接式单面柱声子晶体(以下简称结构Ⅱ)。通过对其带隙特性的分析得出:这两种新结构与经典的单面柱声子晶体相比,都具有更低频的带隙,这对于低频减振降噪是非常有利的。本文的结果将对实际的工程应用提供一定的理论指导。

关键词：单面柱声子晶体有限元法散射体带隙低频减振降噪

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Rayleigh旋转梁的动力学建模与动态稳定性分析

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应用力学学报 2018年第2期35卷 248-253页

作者：张永旺杨晓东梁峰张伟北京工业大学机械强度结构与非线性振动北京市重点实验室北京100124 沈阳化工大学能源与动力工程学院沈阳110142

基于Rayleigh梁理论,通过欧拉角,运用Hamilton原理,建立了柔性自转轴在Euler坐标系下和Lagrange坐标系下的动力学方程,两个方程相比,Euler坐标系下的动力学方程增加了一个离心力项。运用Galerkin方法对两组方程离散,运用Matlab的数值方... 详细信息

基于Rayleigh梁理论,通过欧拉角,运用Hamilton原理,建立了柔性自转轴在Euler坐标系下和Lagrange坐标系下的动力学方程,两个方程相比,Euler坐标系下的动力学方程增加了一个离心力项。运用Galerkin方法对两组方程离散,运用Matlab的数值方法求解了系统的频率和模态。由模态分析得出,离心力项会使陀螺系统的模态在一定转速下由反进动转变为正进动模态;由稳定性分析得出,当转速足够大时,离心力项会使陀螺系统发生颤振失稳现象。

关键词： Rayleigh旋转梁陀螺系统 Galerkin方法稳定性分析模态分析

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仿猫类落地姿态的准零刚度隔振器

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动力学与控制学报 2024年第2期22卷 85-93页

作者：张伟石沐辰柳超然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 广西大学土木建筑工程学院南宁530004

对设备加装隔振装置是保证其高效工作的重要方法之一.本文从仿生学的角度,根据猫科动物落地时优秀的抗冲击能力,通过观察其落地动作姿态,利用非线性补偿原理,以空气弹簧作为正刚度结构,设计出一种具有非对称刚度特性的高静低动刚度隔振... 详细信息

对设备加装隔振装置是保证其高效工作的重要方法之一.本文从仿生学的角度,根据猫科动物落地时优秀的抗冲击能力,通过观察其落地动作姿态,利用非线性补偿原理,以空气弹簧作为正刚度结构,设计出一种具有非对称刚度特性的高静低动刚度隔振器.以其为研究对象,建立了动力学模型,利用特定的方法对非对称刚度系统进行分析求解,并与数值结果和有限元仿真结果进行对比.结果表明,在较低阻尼以及较高激励幅值下,还会出现倍周期响应甚至混沌响应.同时,通过将本文设计的隔振结构和单一空气弹簧的隔振性能对比,可以得到隔振效果明显优于单一空气弹簧的结论,从而验证了所设计隔振结构的有效性和可行性.

关键词：准零刚度非对称刚度仿生分岔混沌空气弹簧

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