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第十届动力学与控制学术会议

作者：代胡亮王琳华中科技大学土木工程与力学学院工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室

当横向流经过非圆截面结构,且流速超过临界值时,结构便会发生振动,且幅值随着流速增大而增加。这种速度相关、阻尼可控的不稳定振动行为被称为"驰振"。驰振可对结构自身乃至整个系统产生破坏性行为,因此,如何有效控制驰振一... 详细信息

当横向流经过非圆截面结构,且流速超过临界值时,结构便会发生振动,且幅值随着流速增大而增加。这种速度相关、阻尼可控的不稳定振动行为被称为"驰振"。驰振可对结构自身乃至整个系统产生破坏性行为,因此,如何有效控制驰振一直是学术界和工程界关注的重要科学问题。本文通过在结构内部放置一小型压电俘能器来有效控制结构的驰振运动;该俘能器由压电悬臂梁和质量块组成。基于Euler–Lagrange法,建立了结构系统的非线性动力学控制方程组。研究表明,当结构发生驰振时,通过调节俘能器的外接电阻及质量块重量,可以将结构振动部分地转化为可利用的电能,甚至降至为零。详细分析了电阻对结构耦合频率及阻尼的影响,并研究了不同电阻及质量块重量引起结构临界流速的变化规律。结果显示,存在最优电阻及质量块重量使得结构的临界流速达到最大,这大大提高了结构的稳定性。此外,本文还分析了不同流速下,电阻和质量块重量对结构振动幅值及俘能器能量采集性能的影响。研究发现,恰当的电阻和质量块重量不仅能有效控制结构的振动幅值,还能俘获较高的电能从而为微电子器件设备提供能量。

关键词：驰振能量采集临界流速振动控制非线性振动

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三平行载流纳米导线的电磁弹性失稳

三平行载流纳米导线的电磁弹性失稳

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第十届动力学与控制学术会议

作者：洪远卓王琳华中科技大学土木工程与力学学院工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室

当两平行导线载同向电流时,他们相互之间受到电磁吸引力作用,随着电流强度上升到某一临界值后,若导线受到微小的横向干扰,导线在电磁作用下将出现非零的横向变形,亦即发生了电磁弹性屈曲失稳。分析载流纳米导线的电磁弹性相互作用的振... 详细信息

当两平行导线载同向电流时,他们相互之间受到电磁吸引力作用,随着电流强度上升到某一临界值后,若导线受到微小的横向干扰,导线在电磁作用下将出现非零的横向变形,亦即发生了电磁弹性屈曲失稳。分析载流纳米导线的电磁弹性相互作用的振动、弯曲和稳定性有重要意义。本文研究了同一平面三平行载流纳米导线的电磁弹性失稳。三根纳米导线载有相同方向的电流,中间的纳米导线受轴向压力作用,且两边的两根纳米导线完全被固定住(即不产生任何变形)。基于非局部弹性理论和哈密顿变分原理,推导出中间纳米导线的弯曲运动微分方程,应用解析法和微分求积法研究了纳米导线两端受简支约束或固支约束两种情况下的振动特性。计算结果表明,纳米导线在简支约束或固定约束条件下,其模态的振动频率随着非局部参数的增大而减小,即非局部效应使纳米导线更易失稳;与低阶模态相比,高阶模态的振动频率对非局部参数更加敏感。此外,通过计算纳米导线屈曲失稳时的临界电流和临界轴向压力,绘制出不同非局部参数下纳米导线的电磁弹性屈曲失稳曲线,当电流和轴向压力位于曲线右边时,纳米导线屈曲失稳;当电流和轴向压力位于曲线左边时,纳米导线稳定。

关键词：电磁弹性屈曲失稳非局部效应临界电流载流纳米导线

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三平行载流纳米导线的电磁弹性失稳

三平行载流纳米导线的电磁弹性失稳

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第十届全国动力学与控制学术会议

作者：洪远卓王琳华中科技大学土木工程与力学学院武汉 430074 工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室武汉 430074

当两平行导线载同向电流时,他们相互之间受到电磁吸引力作用,随着电流强度上升到某一临界值后,若导线受到微小的横向干扰,导线在电磁作用下将出现非零的横向变形,亦即发生了电磁弹性屈曲失稳.分析载流纳米导线的电磁弹性相互作用的振动... 详细信息

当两平行导线载同向电流时,他们相互之间受到电磁吸引力作用,随着电流强度上升到某一临界值后,若导线受到微小的横向干扰,导线在电磁作用下将出现非零的横向变形,亦即发生了电磁弹性屈曲失稳.分析载流纳米导线的电磁弹性相互作用的振动、弯曲和稳定性有重要意义.

关键词：电磁弹性屈曲失稳非局部效应临界电流载流纳米导线

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基于压电俘能的驰振控制策略研究

基于压电俘能的驰振控制策略研究

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第十届全国动力学与控制学术会议

作者：代胡亮王琳华中科技大学土木工程与力学学院武汉 430074 工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室武汉 430074

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蜘蛛牵引丝的扭转振动力学行为实验研究

蜘蛛牵引丝的扭转振动力学行为实验研究

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中国力学大会-2015

作者：刘大彪余龙腾彭凯何玉明华中科技大学土木工程与力学学院工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室

完善了蜘蛛牵引丝的获取、试样制备和夹持技术,采用自行研制的精密扭摆实验装置,对Nepbila pilipes和Nephila edulis两种蜘蛛的牵引丝进行了扭转振动测试,重点研究其在不同应变幅下的扭转振动行为,并将实验结果与直径在微米量级的多晶... 详细信息

完善了蜘蛛牵引丝的获取、试样制备和夹持技术,采用自行研制的精密扭摆实验装置,对Nepbila pilipes和Nephila edulis两种蜘蛛的牵引丝进行了扭转振动测试,重点研究其在不同应变幅下的扭转振动行为,并将实验结果与直径在微米量级的多晶铜丝、多晶银丝和T300碳纤维进行了对比。

关键词：扭转振动牵引丝力学行为

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蜘蛛牵引丝的扭转振动力学行为实验研究

蜘蛛牵引丝的扭转振动力学行为实验研究

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2015中国力学大会

作者：刘大彪余龙腾彭凯何玉明华中科技大学土木工程与力学学院武汉430074 工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室武汉430074

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均匀内压作用下曲边柱壳的非线性动态响应

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华中科技大学学报（自然科学版） 2014年第1期42卷 62-66页

作者：刘桂祥何锃黄正张栋梁华中科技大学土木工程与力学学院湖北武汉430074 华中科技大学工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室湖北武汉430074

为了研究曲边柱壳受动态内压载荷作用下的变形规律,建立了精确考虑壳体几何构型的非线性动态控制方程,提出了一种基于静力变形模式的动态响应计算方法,然后通过能量方程建立了均匀内压作用下曲边柱壳动态解的增量求解算法,求解结果与有... 详细信息

为了研究曲边柱壳受动态内压载荷作用下的变形规律,建立了精确考虑壳体几何构型的非线性动态控制方程,提出了一种基于静力变形模式的动态响应计算方法,然后通过能量方程建立了均匀内压作用下曲边柱壳动态解的增量求解算法,求解结果与有限元方法LS-DYNA计算结果十分一致.分析了加载速率和载荷形式对曲边柱壳动态响应的影响,发现加载速率和载荷形式可以较大程度地改变曲边柱壳的动力学行为,因此可以通过改变动态加载速率和载荷形式来控制曲边柱壳不同的动态特性.

关键词：曲边柱壳几何非线性大变形动态响应数值解均匀内压

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覆冰输电塔线体系风载荷影响因素分析

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固体力学学报 2014年第S1期35卷 208-214页

作者：彭家宁张栋梁赵高煜边美华广西电网公司电力科学研究院南宁530023 华中科技大学土木工程与力学学院武汉430074 湖北省结构分析与安全评定重点实验室武汉430074

输电塔线体系属于强非线性耦联系统,具有高柔度、大跨度、风敏感等特点,对其在风载荷作用下的非线性静态响应分析研究在结构设计和实际线路中具有重要的理论和工程价值.建立了以猫头直线塔为基础的"三线两塔"输电塔线体系耦... 详细信息

输电塔线体系属于强非线性耦联系统,具有高柔度、大跨度、风敏感等特点,对其在风载荷作用下的非线性静态响应分析研究在结构设计和实际线路中具有重要的理论和工程价值.建立了以猫头直线塔为基础的"三线两塔"输电塔线体系耦合有限元模型,考虑结构自重载荷、覆冰载荷、导线张力和风载荷的组合作用下对输电塔线体系进行非线性静力学分析,重点研究了风向角、覆冰风攻角和风速对输电塔线体系静态承载能力的影响,归纳总结了相应的影响规律.

关键词：输电塔线体系风载荷风向角风攻角风速

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覆冰导线气动力特性的规律性研究

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固体力学学报 2014年第S1期35卷 202-207页

采用数值模拟结合风洞试验验证的方法对影响覆冰导线气动力特性的主要因素进行规律性研究,建立了覆冰导线周围的空气流场二维CFD模型.对比湖北省中山口覆冰分裂导线的数值计算结果与风洞试验数据,验证CFD数值模拟方法的准确度和可靠性.... 详细信息

采用数值模拟结合风洞试验验证的方法对影响覆冰导线气动力特性的主要因素进行规律性研究,建立了覆冰导线周围的空气流场二维CFD模型.对比湖北省中山口覆冰分裂导线的数值计算结果与风洞试验数据,验证CFD数值模拟方法的准确度和可靠性.在此基础上将CFD数值模拟方法推广至更多工况下的覆冰导线气动力系数数值模拟中,考察了覆冰导线气动力系数随覆冰形状、覆冰厚度、来流风速、导线分裂数目的影响规律.结果表明,该方法是一种实用、有效、准确的气动力系数数值模拟方法,所得气动力系数的变化规律对覆冰导线空气动力特性及舞动研究具有一定的指导意义.

关键词：覆冰导线气动力系数风洞试验数值模拟舞动

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螺杆钻具的三维动态仿真研究

螺杆钻具的三维动态仿真研究

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2014年全国固体力学学术大会

作者：倪樵王乙坤黄晓霞杨剑郑道宽王琳华中科技大学土木工程与力学学院湖北省结构分析与安全评估重点实验室

本文建立了螺杆钻具的三维模型并基于浸入边界法理论对模型进行了三维流固耦合动态仿真。研究了转子的自转和公转的运动特性，得到实际输出转速与钻具头数参数的关系。通过对橡胶衬套的压强和应力分析，发现转子与定子接触开始端的压力... 详细信息

本文建立了螺杆钻具的三维模型并基于浸入边界法理论对模型进行了三维流固耦合动态仿真。研究了转子的自转和公转的运动特性，得到实际输出转速与钻具头数参数的关系。通过对橡胶衬套的压强和应力分析，发现转子与定子接触开始端的压力相较于分离端大，对螺杆钻具在工作过程中橡胶衬套的可靠性做出了判断。本文所做研究为螺杆钻具的研发和设计提供了数值验算方法，减少了试验成本。

关键词：浸入边界法螺杆钻具液压驱动流固耦合数值仿真

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