检索结果-内蒙古大学图书馆

物理学报 2019年第12期68卷 239-253页

作者：乔厚何锃张恒堃彭伟才江雯华中科技大学力学系结构分析与安全评定湖北省重点实验室武汉430074 中国舰船研究设计中心武汉430064

为取得理想的隔声性能,本文结合多孔介质和周期结构两类声振调控方案,讨论了一种新型含多孔介质周期复合结构;采用等效模型描述振子系统,利用薄板理论和Biot理论建立了相应的声振耦合理论模型.利用此模型计算得出的结果与文献中数据吻... 详细信息

为取得理想的隔声性能,本文结合多孔介质和周期结构两类声振调控方案,讨论了一种新型含多孔介质周期复合结构;采用等效模型描述振子系统,利用薄板理论和Biot理论建立了相应的声振耦合理论模型.利用此模型计算得出的结果与文献中数据吻合良好.研究结果表明,采用简单振子系统或组合振子系统都可以在其特征频率决定的频域提升复合结构的声传递损失(STL);然而,在越过相应频域后,STL会急剧下降,选取合适的振子参数,可以拓展隔声带宽而又保持其STL水平.对比振子系统结果发现,相对简单振子系统,组合振子系统能在获得更宽STL提升频域同时减弱特征频率域后的STL下降趋势.这些结果可以为宽频减振降噪提供思路,为中低频域隔声应用设计提供理论参考.

关键词：多孔介质周期结构声传播

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基于人体运动的压电-电磁混合式振动能量采集研究

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固体力学学报 2019年第5期40卷 427-440页

作者：代胡亮林时想张岚斌曾良华中科技大学力学系武汉430074 工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室武汉430074

将人体运动产生的动能转化为可利用的电能为传感器供电一直是能量采研究中的一个热点.如何有效利用人体运动,增强环境适应能力以及提高能量采集性能仍是俘能研究中需要解决的关键问题.论文基于人体运动特性,设计了一种新型的混合式能量... 详细信息

将人体运动产生的动能转化为可利用的电能为传感器供电一直是能量采研究中的一个热点.如何有效利用人体运动,增强环境适应能力以及提高能量采集性能仍是俘能研究中需要解决的关键问题.论文基于人体运动特性,设计了一种新型的混合式能量采集器,同时具有压电和电磁转化机制.压电俘能是基于压电梁变形产生电能,电磁发电机采用堆叠磁组构型来切割线圈产生电动势.首先建立了混合式能量采集器的动力学理论模型,用来描述输出电压特性,并与实验进行了对比验证.理论与实验研究均表明,混合式俘能器的输出电压在一定激励频率范围内出现两个波峰.通过调节压电梁长度,可以改变峰值大小以及两个峰值间的频段范围.人体运动实验表明,混合式俘能器中可以在短时间内提供较高的电压输出,比如当跑步速度为5 km/h时,3 s内就可以输出1.1 V直流电压驱动传感器工作;跑步时长为30 s时,传感器正常工作时常可以达到77 s.论文设计的混合式俘能器不仅可以快速供电,还具有较强的续航能力,这为电池充电或传感器供电提供了潜在的应用价值.

关键词：压电俘能电磁发电机人体运动俘能共振频率自供电

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腐蚀损伤模型研究进展

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固体力学学报 2019年第2期40卷 99-116页

作者：陈子光华中科技大学力学系武汉430074 工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室武汉430074

腐蚀会导致材料表面附近产生机械损伤,降低材料强度.腐蚀损伤演化过程的理解和模拟,对工程结构的剩余服役寿命预测、可靠性分析、以及材料耐腐蚀设计等至关重要.现有的腐蚀数学模型大多旨在描述单个或少数几个腐蚀点的界面演化过程.这... 详细信息

腐蚀会导致材料表面附近产生机械损伤,降低材料强度.腐蚀损伤演化过程的理解和模拟,对工程结构的剩余服役寿命预测、可靠性分析、以及材料耐腐蚀设计等至关重要.现有的腐蚀数学模型大多旨在描述单个或少数几个腐蚀点的界面演化过程.这些模型通常都基于扩散理论和电化学动力学定律,用于预测腐蚀点的几何形状演化和溶液中离子的浓度分布演化.论文简述了腐蚀的电化学动力学基础,为力学工作者参与腐蚀损伤研究提供了简要的背景知识介绍.对目前发展比较完善的点腐蚀模型进行了总结分类.重点介绍了近十年来几种主要的新型腐蚀模拟方法:元胞自动机法、相场模型和近场动力学模型.并分析了各方法的优缺点.提出了电偶腐蚀和应力腐蚀开裂模型分析中亟待解决的一些问题.最后,论文总结了腐蚀模拟在实际工程应用中的难点,展望了未来研究发展方向.

关键词：腐蚀模型金属近场动力学局部腐蚀应力腐蚀

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分布式运动约束下悬臂输液管的参数共振研究

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力学学报 2019年第2期51卷 558-568页

作者：王乙坤王琳湖北文理学院机械工程学院湖北襄阳441053 华中科技大学力学系工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室武汉430074

输液管道结构在航空、航天、机械、海洋、水利和核电等工程领域都有广泛应用,其稳定性、振动与安全评估备受关注.针对具有分布式运动约束悬臂输液管的非线性动力学模型,分别采用立方非线性弹簧和修正三线性弹簧来模拟运动约束的作用力,... 详细信息

输液管道结构在航空、航天、机械、海洋、水利和核电等工程领域都有广泛应用,其稳定性、振动与安全评估备受关注.针对具有分布式运动约束悬臂输液管的非线性动力学模型,分别采用立方非线性弹簧和修正三线性弹簧来模拟运动约束的作用力,研究了管道在脉动内流激励下的参数共振行为.首先,从输液管系统的非线性控制方程出发,利用Galerkin方法进行离散化;然后,由Floquet理论得出线性系统在失稳前两个不同平均流速下脉动幅值和脉动频率变化时的共振参数区域;最后,考虑系统的几何非线性项和分布式非线性运动约束力的影响,求解了管道的非线性动力学响应,讨论了非线性项及运动约束力对管道参数共振行为的影响.研究结果表明,系统非线性共振响应的参数区域与线性系统的共振参数区域是一致的,分布式运动约束力对发生参数共振时管道的位移响应有显著影响;立方非线性弹簧和修正三线性弹簧模型所预测的分岔路径存有较大差异,但都可诱发管道在一定的参数激励下出现混沌运动.

关键词：输液管脉动流运动约束非线性振动参数共振

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含非线性能量汇的简支输液管非线性振动控制研究

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固体力学学报 2019年第2期40卷 127-136页

作者：严浩熊夫睿姜乃斌代胡亮王琳黄绮珊倪樵华中科技大学力学系武汉430074 中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213 工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室武汉430074

论文建立了一个含有非线性能量汇(NES)装置并输运脉动内流的简支输液管道理论模型,研究了NES装置对管道的非线性动力学特性与振动控制的影响.利用Galerkin和龙格库塔法,得到了在含NES和不含NES装置时管道动力学响应的数值结果.研究表明,... 详细信息

论文建立了一个含有非线性能量汇(NES)装置并输运脉动内流的简支输液管道理论模型,研究了NES装置对管道的非线性动力学特性与振动控制的影响.利用Galerkin和龙格库塔法,得到了在含NES和不含NES装置时管道动力学响应的数值结果.研究表明, NES装置能有效地抑制管道振动.通过对比可知, NES对管道系统的稳定性和非线性振动控制有着明显的影响.此外,论文还详细讨论了NES装置相关参数对系统的动力学影响.结果表明,增大NES的弹簧刚度k、阻尼σ和质量比ε有利于管道减振,且最佳安装位置在管道中点.此外,增大阻尼σ能缩小失稳激励频率区域,而其他参数的变化对失稳激励频率区域影响较小.

关键词：输液管道非线性能量汇脉动内流非线性振动

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预测结构性能退化的混合粒子滤波方法

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力学学报 2018年第3期50卷 677-687页

作者：关雪雪陈建桥郑瑶辰张晓生华中科技大学力学系武汉430074 工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室武汉430074

由于载荷,环境以及材料内部因素的作用,结构的性能一般随时间而逐渐退化.为了评估结构服役期间的状态,常采用随机变量模型来描述结构性能的退化规律.即,采用含不确定性模型参数的物理模型来逼近结构响应特性.利用同类型结构的先知数据... 详细信息

由于载荷,环境以及材料内部因素的作用,结构的性能一般随时间而逐渐退化.为了评估结构服役期间的状态,常采用随机变量模型来描述结构性能的退化规律.即,采用含不确定性模型参数的物理模型来逼近结构响应特性.利用同类型结构的先知数据集信息可确定模型参数的先验分布.结合结构服役期间的检测信息和贝叶斯原理,对模型参数进行更新,从而提高物理模型的准确性.本文提出一种混合粒子滤波方法 (particle filterdifferential evolution adaptive Metropolis,PF-DREAM)用于模型更新,即:在确定参数先验分布时,采用证据理论(Dempster-shafer theory,DST)初始化模型参数;结合差分进化自适应Metropolis算法(differential evolution adaptive Metropolis,DREAM)和粒子滤波(particle filter,PF)算法,来计算更新公式中的复杂的高维积分.相比于传统的PF算法,混合PF-DREAM方法可以有效提高样本粒子的多样性,解决重采样算法中粒子多样性匮乏的问题,从而得到更加合理的物理模型.为了证明该方法的有效性,将提出的方法分别应用于电池性能退化和裂纹扩展规律预测.算例表明采用本文提出的模型参数确定方法,使得物理模型更加合理,性能预测更加准确.用于更新的数据越多,模型参数的分散性越小.本文方法应用于高维问题或隐式函数问题时,计算原理和步骤不发生改变,但函数评价次数和计算时间会随之增大.

关键词：贝叶斯原理证据理论粒子滤波差分进化自适应Metropolis 算法

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粘接多胞管三点弯曲实验与数值研究

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固体力学学报 2018年第6期39卷 626-633页

作者：王宗李振环张雄华中科技大学力学系武汉430074 工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室武汉430074

基于实验和数值模拟方法,论文对一种易制备粘接多胞薄壁结构的弯曲性能进行了研究,分析了粘接多胞管在横向三点弯曲载荷作用下的变形和能量吸收性能.三点弯曲准静态实验表明由于粘接的作用,通常情况下粘接多胞管的能量吸收性能高于其基... 详细信息

基于实验和数值模拟方法,论文对一种易制备粘接多胞薄壁结构的弯曲性能进行了研究,分析了粘接多胞管在横向三点弯曲载荷作用下的变形和能量吸收性能.三点弯曲准静态实验表明由于粘接的作用,通常情况下粘接多胞管的能量吸收性能高于其基本构成单胞管能量吸收的总和,某些情况下粘接可以最高带来近70%的性能提升.基于有限元软件LS-DYNA,对三点弯曲实验进行了数值模拟仿真,计算得到的结构变形模式和力-位移曲线与实验结果吻合良好.此外,采用数值方法,对三种不同接触条件下的结构响应进行了对比分析,结果表明若未出现明显的粘接脱开,则多胞管的吸能特性与完整的多胞结构相当,否则其能量吸收性能会被严重削弱.

关键词：多胞管三点弯曲能量吸收粘接数值模拟

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具有松动约束悬臂输液管的三维非线性振动

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科学通报 2017年第36期62卷 4270-4277页

作者：王乙坤倪樵王琳严浩罗杨阳华中科技大学力学系武汉430074 工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室武汉430074

输液管动力学是流固耦合振动力学研究的重要问题之一.悬臂输液管的二维平面振动已经得到较多的研究,但其三维非平面振动,特别是在非线性碰撞约束力下的动力学问题,已有的工作还很少.考虑松动约束及其摩擦力对悬臂输液管的三维非线性振... 详细信息

输液管动力学是流固耦合振动力学研究的重要问题之一.悬臂输液管的二维平面振动已经得到较多的研究,但其三维非平面振动,特别是在非线性碰撞约束力下的动力学问题,已有的工作还很少.考虑松动约束及其摩擦力对悬臂输液管的三维非线性振动的影响,建立了系统的非平面动力学控制方程.基于Galerkin法离散后的动力学方程组,研究了内流激励下悬臂管与松动约束的碰撞振动问题,着重分析了输液管在两个垂直坐标方向上的非线性振动行为,以及摩擦系数的大小对管道动力学行为的影响.研究结果表明,松动约束产生的碰撞力可使管道的动态响应行为发生很大变化,在某些流速情形下管道可出现三维概周期运动,流速对管道发生二维周期运动所在平面的方位也有较大影响.对较小的内流速度,管道与约束间的摩擦力对其动力学响应影响较小;对较大的内流速度,摩擦力对管道平面运动的轨迹有一定影响.

关键词：输液管三维非线性振动碰撞动力学摩擦分岔平面运动非平面运动

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基于微结构动态演化机制的单晶镍基高温合金晶体塑性本构及其有限元模拟

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力学学报 2017年第4期49卷 763-781页

作者：熊骏李振环朱亚新黄敏生华中科技大学力学系武汉430074 工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室武汉430074

因其优异的高温力学性能,镍基单晶高温合金在航空航天和能源等领域得到了广泛的应用.镍基单晶高温合金优异的高温性能来源于其特有的两相微结构.基于代表体胞模型及分块均匀化方法,以位错密度为主要内变量,发展了一个包含两相微结构和... 详细信息

因其优异的高温力学性能,镍基单晶高温合金在航空航天和能源等领域得到了广泛的应用.镍基单晶高温合金优异的高温性能来源于其特有的两相微结构.基于代表体胞模型及分块均匀化方法,以位错密度为主要内变量,发展了一个包含两相微结构和位错演化信息的单晶镍基高温合金塑性行为的本构模型.该本构模型充分考虑了镍基单晶合金中位错在基体相和沉淀增强相中的多种演化机制,例如,基体位错八面体滑移、立方滑移、位错攀移、交滑移、位错弓出、位错切过沉淀增强相以及位错Kear-Wilsdolf(K-W)锁形成与解锁等.在商用有限元软件ABAQUS的框架下,编制了UMAT用户材料子程序.利用该用户子程序,对单晶和多晶镍基高温合金在不同温度、不同加载方向下的单调塑性、循环塑性、蠕变等典型行为进行了计算模拟.结果表明:该晶体塑性本构模型能"统一地"刻画镍基高温合金在不同温度、不同方向下的多种变形行为,并与实验结果具有良好的一致性.

关键词：晶体塑性本构镍基高温合金微结构蠕变循环塑性单调塑性

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溶质氢对α-Fe扭转双晶塑性变形的影响

溶质氢对α-Fe扭转双晶塑性变形的影响

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2018年全国固体力学学术会议

作者：朱亚新李振环黄敏生华中科技大学力学系工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室

采用分子动力学模拟方法,重点研究了溶质氢对不同扭转角度的?-Fe扭转双晶(TBC)塑性变形机制的影响作用。结果表明,TBC中存在三种主要塑性变形机制:1.位错滑移主导的变形机制,2.孪晶主导的变形机制,3.位错滑移和孪晶共同主导的变形机制... 详细信息

采用分子动力学模拟方法,重点研究了溶质氢对不同扭转角度的?-Fe扭转双晶(TBC)塑性变形机制的影响作用。结果表明,TBC中存在三种主要塑性变形机制:1.位错滑移主导的变形机制,2.孪晶主导的变形机制,3.位错滑移和孪晶共同主导的变形机制。具体的变形机制取决于扭转角和加载方向。在位错滑移主导的TBC中,溶质氢的引入增加了位错形核强度,以及位错可动性和位错密度;由于溶质氢原子与位错的频繁相互作用,还会进一步增加TBC内的空位浓度。空位汇聚会产生微裂纹或者微孔洞,因此高空位浓度是引起材料脆化的潜在威胁。在位错滑移和孪晶共同主导的TBC中,溶质氢对位错密度和孪晶体积分数的影响较弱。然而,在孪晶主导的TBC中,溶质氢会辅助孪晶变形,增加变形孪晶体积分数,但不会显著增加空位浓度。因此,增强孪晶变形能力可能是抵抗材料氢脆的重要途径。这些结果有助于我们进一步了解氢脆机理,并指导研发新型抵制氢脆的高强度材料。

关键词：氢脆塑性位错孪晶分子动力学

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