检索结果-内蒙古大学图书馆

动力学与控制学报 2019年第6期17卷 537-545页

作者：陈丽华景浩陈坦张伟常力琦杨凤红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 中央财经大学统计与数学学院北京100081

基于中间固定、四边自由的微型压电层合板模型,应用应变梯度理论考虑其尺寸效应,借助ABAQUS用户自定义子程序(UEL)模块自定义了一种三维八节点的微型压电单元.利用有限元法热-力-电耦合分析对微型双稳态板压电俘能器进行了仿真研究,发... 详细信息

基于中间固定、四边自由的微型压电层合板模型,应用应变梯度理论考虑其尺寸效应,借助ABAQUS用户自定义子程序(UEL)模块自定义了一种三维八节点的微型压电单元.利用有限元法热-力-电耦合分析对微型双稳态板压电俘能器进行了仿真研究,发现其在不同的激振频率下存在不同的变形状态,非线性动态分析显示该结构在其一阶固有频率之前也能俘获较多电能,且存在多态转换交替出现的现象.针对该微型双稳态压电俘能器,给出了其最佳的工作频率和最大俘获电压.研究成果对微型压电俘能器的设计分析和性能检测具有重要的指导意义.

关键词：微型压电俘能器尺寸效应应变梯度 UEL 双稳态

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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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基于振动台试验的加速度积分位移

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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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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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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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带有NES-GMM的弹性支撑梁振动控制及能量采集研究

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动力学与控制学报 2024年第7期22卷 50-58页

作者：宁文龙陈杰常智勇交通运输部水运科学研究所北京100088 北京工业大学数学统计学与力学学院北京100124 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

本文针对带有非线性能量阱-超磁致伸缩材料(NES-GMM)的弹性支承梁的振动抑制及能量采集问题开展了研究.基于哈密顿原理、伽辽金方法并考虑GMM的本构关系,推导了梁、NES及GMM的耦合控制方程.利用四阶龙格库塔方法对谐波激励下梁的响应进... 详细信息

本文针对带有非线性能量阱-超磁致伸缩材料(NES-GMM)的弹性支承梁的振动抑制及能量采集问题开展了研究.基于哈密顿原理、伽辽金方法并考虑GMM的本构关系,推导了梁、NES及GMM的耦合控制方程.利用四阶龙格库塔方法对谐波激励下梁的响应进行了数值分析.本研究首先从时域和频域两个方面分析了NES-GMM对梁的振动抑制效果,随后探讨了外界激励频率变化对NES-GMM装置能量耗散及采集性能的影响.此外,本文还分析了NES的非线性刚度、线性阻尼、惯性系数及NES-GMM加载位置等参数对振动控制和能量采集效果的影响.研究结果表明,NES-GMM系统能有效降低弹性支承梁在谐波激励下的多模态横向振动,并在振动抑制与能量采集两方面展现出良好的独立性能.

关键词：惯容非线性能量阱弹性支承振动控制能量采集

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光压模型下的太阳帆薄膜几何非线性变形及有限元分析

光压模型下的太阳帆薄膜几何非线性变形及有限元分析

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北京力学会第二十七届学术年会

作者：左连恩钱霙婧北京机械结构非线性振动与强度重点实验室北京工业大学

太阳帆在光压力下产生变形,在长时间的飞行过程中产生很大的干扰力矩,因此对太阳帆薄膜变形的研究是必要的。本文推导了太阳光压力公式,光压大小主要跟与太阳的距离有关。本文还得到了太阳帆薄膜在光压力和预紧力作用下的挠度线性解析解... 详细信息

太阳帆在光压力下产生变形,在长时间的飞行过程中产生很大的干扰力矩,因此对太阳帆薄膜变形的研究是必要的。本文推导了太阳光压力公式,光压大小主要跟与太阳的距离有关。本文还得到了太阳帆薄膜在光压力和预紧力作用下的挠度线性解析解,解除了太阳帆变形的最大挠度,并与Comsol有限元仿真得到的太阳帆几何非线性变形得到的结果进行对比。

关键词：太阳帆光压几何非线性 Comsol

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大型空间环型天线结构动力学分析

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动力学与控制学报 2016年第1期14卷 41-47页

作者：范震郭翔鹰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

本文对大型空间环型天线结构振动的基本形式进行研究,选择边界条件为伸展臂与桁架结构连接面的固定约束.网格划分采用四面体单元与六面体单元结合的方法,杆件体结构规则采用六面体单元格,刚性连接处由于结构复杂采用四面体单元格.前四... 详细信息

本文对大型空间环型天线结构振动的基本形式进行研究,选择边界条件为伸展臂与桁架结构连接面的固定约束.网格划分采用四面体单元与六面体单元结合的方法,杆件体结构规则采用六面体单元格,刚性连接处由于结构复杂采用四面体单元格.前四阶模态分析结果表明天线存在扭转振动、弯曲振动、横摇振动、呼吸振动等四种基本振动形式.研究了材料参数和边界条件的选取对振动模态和固有频率的影响.所得结果能为结构非线性动力学分析中模态函数选取和共振形式的分析提供重要参考.施加简谐激励研究大型空间环型天线稳态受迫振动响应,该结果对于预测结构的动力学特性以及避免共振具有重要的指导意义.

关键词：大型空间环型天线结构扭转运动模态分析材料参数谐响应

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