检索结果-内蒙古大学图书馆

北京工业大学学报 2023年第2期49卷 179-187页

作者：郭翔鹰李长坤陈春雷韩志梁志明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 中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所北京100081

轨道不平顺是铁路车辆系统振动的主要激励源,车体构架运行姿态的变化会对轨道几何不平顺检测精度造成影响.理论上可通过位移传感器对车体构架的运行姿态进行测试,但多数情况下测量困难且精度较低,而采用加速度传感器测试,又存在各种噪... 详细信息

轨道不平顺是铁路车辆系统振动的主要激励源,车体构架运行姿态的变化会对轨道几何不平顺检测精度造成影响.理论上可通过位移传感器对车体构架的运行姿态进行测试,但多数情况下测量困难且精度较低,而采用加速度传感器测试,又存在各种噪声干扰,使积分位移中含有趋势项漂移误差.针对此类问题,提出了一种从加速度数据中获取位移时间序列的低频衰减频域积分方法.该方法从测量加速度积分开始,采用基于滑动平均的最小二乘法预处理方法,去除积分过程中的噪声产生的误差,还原实际由于轨道不平顺产生的振动响应.结合滑动平均方法、高通滤波器和频域积分,通过多次平滑、滤波和积分,得到重构位移信号,避免了信号的失真.该方法的主要优点是重构位移不存在长周期漂移.通过与振动台实测数据的对比分析,验证了该方法的准确性和可靠性.

关键词：轨道不平顺加速度积分频域积分位移重构六自由度振动台低频衰减

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局域共振型声子晶体板缺陷态带隙及其俘能特性研究

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力学学报 2021年第4期53卷 1114-1123页

作者：卢一铭曹东兴申永军陈许敏北京工业大学材料与制造学部北京100124 机械结构非线性振动与强度北京市重点实验室北京100124 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043 杭州电子科技大学物理系杭州310018

设计了一种由圆柱形散射体嵌入环氧树脂基体而组成的周期阵列局域共振型声子晶体板结构,分析了其平直带区域以及缺陷态的能量集中特性,并研究了其振动能量采集特性.首先基于超元胞法结合有限元方法分析了5×5完美声子晶体结构和缺... 详细信息

设计了一种由圆柱形散射体嵌入环氧树脂基体而组成的周期阵列局域共振型声子晶体板结构,分析了其平直带区域以及缺陷态的能量集中特性,并研究了其振动能量采集特性.首先基于超元胞法结合有限元方法分析了5×5完美声子晶体结构和缺陷态声子晶体结构的能带曲线和能量传输特性;考虑点缺陷局域共振声子晶体结构的能量集中特性,利用压电材料代替超元胞中某点的散射体材料引入点缺陷,分析其振动能量采集特性,结果表明单个5×5点缺陷超胞结构共振频带较窄;为提升俘能效率,提出两种由3个具有不同缺陷态数量和构型的5×5超元胞结构并联而成的5×15声子晶体板结构,机电耦合特性分析结果表明:所提出的局域共振型声子晶体板结构克服了单个点缺陷超胞结构缺陷模过少、共振频带过窄的局限性,拓宽了俘能器的工作频带,提高了输出电压;此外,引入不同的缺陷态数量和构型,可以进一步拓宽俘能带宽,实现更好的俘能效果.

关键词：声子晶体缺陷态带隙振动能量采集宽频带

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美国SMAP卫星失效的一个可能性分析

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科学通报 2019年第31期64卷 3196-3203页

作者：凯歌刘涛斯日古楞张伟内蒙古财经大学统计与数学学院呼和浩特010070 内蒙古工业大学材料科学与工程学院呼和浩特010051 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 内蒙古工业大学力学系呼和浩特010051

美国主被动土壤水分监测卫星(Soil Moisture Active Passive, SMAP)是目前唯一搭载偏心旋转复合材料环形桁架天线的在轨卫星,但在轨仅工作数月便出现无法修复的雷达故障,损失惨重,故障原因至今尚未查明.基于复合材料圆柱壳等效模型,本... 详细信息

美国主被动土壤水分监测卫星(Soil Moisture Active Passive, SMAP)是目前唯一搭载偏心旋转复合材料环形桁架天线的在轨卫星,但在轨仅工作数月便出现无法修复的雷达故障,损失惨重,故障原因至今尚未查明.基于复合材料圆柱壳等效模型,本文研究了考虑横向激励和参数激励共同作用下超大型复合材料环形桁架天线在偏心旋转状态的内共振特性和非线性动力学问题,从非线性动力学角度提出了一种SMAP卫星失效的可能性分析,也为我国研究此类大型可展卫星天线提供了理论参考.利用Donnell薄壁剪切变形理论及Hamilton原理建立偏心旋转复合材料层合圆柱壳的非线性偏微分方程,应用Galerkin离散导出耦合非线性常微分方程.通过Campbell图得到发生1:2内共振的参数条件后,进一步研究了偏心率和几何参数对偏心旋转复合材料层合圆柱壳内共振条件的影响.随后,利用多尺度法得到了1:2内共振和1/2次谐波共振情况下的四维非线性平均方程.通过数值仿真,发现在一定的横向激励和温度参数激励作用下,处于偏心旋转状态的超大型环形桁架天线等效模型发生大振幅混沌运动.这为解释SMAP卫星雷达失效提供了一种可能性.

关键词： SMAP卫星环形桁架复合材料圆柱壳混沌运动

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网架式天线环状支撑桁架结构连续体降阶模型研究

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振动工程学报 2022年第2期35卷 487-494页

作者：吴瑞琴祝巍张伟陈建恩胡文华天津理工大学机械学院先进机电系统设计与智能控制天津市重点实验室天津300384 天津理工大学机电工程国家级实验教学示范中心天津300384 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

根据环状支撑桁架结构组成特点描述了环状桁架单元,给出了变形假设条件,并基于梁模型得到了环状桁架等效多边形结构。计算了等效多边形单元及其对应外接圆环单元的动能和应变能,利用能量等效原理分别推导了等效多边形结构和其外接圆环... 详细信息

根据环状支撑桁架结构组成特点描述了环状桁架单元,给出了变形假设条件,并基于梁模型得到了环状桁架等效多边形结构。计算了等效多边形单元及其对应外接圆环单元的动能和应变能,利用能量等效原理分别推导了等效多边形结构和其外接圆环结构的弹性模量与密度之间的关系表达式,从而计算得到了两者频率比表达式,综合利用有限元和理论方法对比了等效多边形结构和对应圆环结构的低阶振型和频率。研究结果表明,当单元数目大于30后,采用连续体降阶圆环模型简化等效多边形结构对环状支撑桁架结构进行动力学分析是合理的。

关键词：支撑桁架连续体模型等效多边形结构频率比

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阶梯变厚度悬臂梁压电俘能器的低频振动性能分析

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北京工业大学学报 2020年第7期46卷 719-726页

作者：曹东兴高彦辉胡文华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 天津理工大学机械工程学院天津300384

提出了一种二级阶梯变厚度悬臂梁压电俘能器,利用传递矩阵法和有限元仿真分析了结构振动的固有频率,研究了压电悬臂梁的几何参数对固有频率的影响,并将计算结果进行对比,得到了很好的一致性.最后,仿真得到了这种俘能器的输出电压频响曲... 详细信息

提出了一种二级阶梯变厚度悬臂梁压电俘能器,利用传递矩阵法和有限元仿真分析了结构振动的固有频率,研究了压电悬臂梁的几何参数对固有频率的影响,并将计算结果进行对比,得到了很好的一致性.最后,仿真得到了这种俘能器的输出电压频响曲线.研究结果表明,与传统的等厚度悬臂梁压电俘能器相比,所设计的阶梯变厚度悬臂梁压电俘能器具有优异的低频特性,通过改变几何参数可以有效调控俘能器的共振频率,使其接近环境的振动频率,从而使得输出电压达到最高.研究结果可为采集环境中的低频振动能量,实现低功耗微电子元器件的自供电提供设计的理论依据.

关键词：压电俘能器变厚度悬臂梁固有频率低频振动传递矩阵法有限元仿真

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基于多传感器加速度测量的轨道不平顺估计研究

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内蒙古工业大学学报（自然科学版） 2023年第2期42卷 116-122页

作者：李长坤何浩郭翔鹰北京工业大学材料与制造学部北京100124 非线性振动与机械结构强度北京市重点实验室北京100124

轨道不平顺是产生列车振动的主要根源,对车辆轨道系统的安全和稳定性会造成潜在的风险。针对目前采用单个传感器较难达到对不同波段不平顺检测的问题,提出了一种基于构架姿态解算和未知输入观测器的轨道不平顺估计方法,通过多传感器测... 详细信息

轨道不平顺是产生列车振动的主要根源,对车辆轨道系统的安全和稳定性会造成潜在的风险。针对目前采用单个传感器较难达到对不同波段不平顺检测的问题,提出了一种基于构架姿态解算和未知输入观测器的轨道不平顺估计方法,通过多传感器测量车辆和转向架的动态响应来识别垂向和横向轨道不平顺。首先,分析了不同工况下构架位姿的运动特性以及轨道不平顺辨识的准确性,由超限位置的相关性可知轨道不平顺辨识方法可以准确地检测超限位置。其次,进行了实测轨道不平顺激励作用下的试验测试,通过与综合检测列车的轨道不平顺测量结果对比,表明该方法具有很好的准确性。因此,所提出的方法可以有效降低监视轨道基础设施的成本,同时可为后续轨道检测设备研发和工务养护维修等提供参考。

关键词：轨道不平顺状态监测姿态解算车辆动力学综合检测列车

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压气机叶片刚柔耦合振动特性研究

压气机叶片刚柔耦合振动特性研究

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第十届动力学与控制学术会议

作者：刘艮张伟北京工业大学非线性振动与机械结构强度北京市重点实验室

航空发动机压气机叶片是航空发动机重要部件之一,常常因共振而导致断裂失效。传统压气机叶片的振动特性分析普遍基于零次近似耦合动力学模型,该模型忽略了动力刚化项,得到的结果具有一定局限性。为了更加准确地分析高速转动的压气机叶... 详细信息

航空发动机压气机叶片是航空发动机重要部件之一,常常因共振而导致断裂失效。传统压气机叶片的振动特性分析普遍基于零次近似耦合动力学模型,该模型忽略了动力刚化项,得到的结果具有一定局限性。为了更加准确地分析高速转动的压气机叶片的振动特性,对叶片刚柔耦合动力学问题进行了研究。将叶片简化为带预安装角和预扭转角的柔性薄板,考虑面外变形和面内变形,并计入了面外变形引起的面内变形耦合项。采用假设模态法描述叶片的变形,运用拉格朗日动力学方程建立了做绕刚体圆盘旋转的柔性叶片一次近似耦合动力学方程。同时采用ANSYS数值仿真对旋转叶片的动力学性态进行了研究,并将所得的叶片动力学理论模型结果和ANSYS的结果进行了对比,比较了计及二次耦合变形量的一次近似模型和不计二次耦合变形量的传统零次近似模型在动力学性质上的差异。结果显示一次近似耦合模型理论结果与实际结果相符。基于所得的叶片一次近似耦合模型,对叶片振动频率、动力学响应问题进行了分析,验证了所提出的方法的可行性。

关键词：压气机叶片动力刚化刚柔耦合拉格朗日动力方程

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双稳态屈曲梁压电发电结构非线性动力学分析

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动力学与控制学报 2016年第6期14卷 520-525页

作者：曹东兴孙培峰姚明辉胡文华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

建立了磁场力作用下双稳态屈曲梁发电结构非线性动力学方程,利用Galerkin离散和多尺度方法分别分析了一阶离散和二阶离散系统的非线性动力学特性.分析了系统阻尼、外激励幅值和外激励频率对该发电结构振动特性的影响,获得了频率响应曲线... 详细信息

建立了磁场力作用下双稳态屈曲梁发电结构非线性动力学方程,利用Galerkin离散和多尺度方法分别分析了一阶离散和二阶离散系统的非线性动力学特性.分析了系统阻尼、外激励幅值和外激励频率对该发电结构振动特性的影响,获得了频率响应曲线;分析了系统在1∶2内共振情况下动力学行为,数值结果表明系统存在倍周期运动和混动运动.

关键词：双稳态屈曲梁压电发电非线性动力学

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Warren桁架结构动力分析的等效力学模型

Warren桁架结构动力分析的等效力学模型

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第十届动力学与控制学术会议

作者：袭安张伟北京工业大学非线性振动与机械结构强度北京市重点实验室

大型空间可展天线锁定之后成为通常意义下的结构,进入长期服役过程。为了确保这类结构具有良好的动力学品质,必须在设计阶段进行动力学建模和动响应预测。按照有限元建模方法,大型空间可展结构将形成自由度很高的结构动力学模型,自由度... 详细信息

大型空间可展天线锁定之后成为通常意义下的结构,进入长期服役过程。为了确保这类结构具有良好的动力学品质,必须在设计阶段进行动力学建模和动响应预测。按照有限元建模方法,大型空间可展结构将形成自由度很高的结构动力学模型,自由度的提高对于模型的振动分析带来了很多不便。针对大型空间可展天线结构具有多胞周期性、众多间隙和碰撞等特点,抓住重要的物理因素,建立简化的动力学模型,进而进行高效的动响应计算。对于以梁或板为基本单元构成的大型空间桁架结构,通常采用降阶的等效连续体模型进行结构动力学分析。针对空间大型可展桁架结构中结构单元的周期循环特性,以平面直线式Warren桁架为研究对象,基于能量等效原理提出了平面直线式Warren桁架的等效连续体模型,并对等效模型进行动力学特性分析。选取桁架结构的周期循环单元,即胞元,基于给定的周期单元运动学假设,将胞元上任一点的位移采用单元中心的位移和应变来表示。利用降解条件,得到独立的应变量。根据等效原理,相同位移下胞元和等效模型应有相同的应变能和动能这一原则,给出了等效模型刚度和质量参数关于胞元几何和材料特性参数的解析表达式。利用Hamilton原理推导出了等效模型的偏微分方程。通过对原始桁架结构与等效模型固有振动特性的对比分析,验证了等效方法的精度和准确性。

关键词：空间可展结构 Warren桁架等效模型固有特性

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伸展绳弦系统横向振动研究及频率分析

伸展绳弦系统横向振动研究及频率分析

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北京力学会第26届学术年会

作者：高达杨晓东钱霙婧北京工业大学北京市非线性振动与机械结构强度重点实验室

本文使用有限元方法研究了变长度绳弦系统的横向振动响应问题,并研究了绳弦速度对系统固有频率的影响关系。

关键词：有限元变长度响应

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