检索结果-内蒙古大学图书馆

固体力学学报 2020年第2期41卷 182-192页

作者：周志昆朱笔达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

通过低能离子辐照,金属玻璃中会产生类似空位的微观结构缺陷,称为准空位.论文基于分子动力学模拟,研究了引入准空位的Cu50Zr50金属玻璃在单轴拉伸下的塑性变形行为,讨论了准空位的体积分数、分布区域对金属玻璃增韧效果的影响,探究了准... 详细信息

通过低能离子辐照,金属玻璃中会产生类似空位的微观结构缺陷,称为准空位.论文基于分子动力学模拟,研究了引入准空位的Cu50Zr50金属玻璃在单轴拉伸下的塑性变形行为,讨论了准空位的体积分数、分布区域对金属玻璃增韧效果的影响,探究了准空位在不同循环载荷作用下对金属玻璃的增韧效果.研究结果表明:引入准空位可以有效地增强金属玻璃的韧性;随准空位体积分数的增大,金属玻璃的变形模式发生了从脆性剪切破坏到均匀塑性变形的明显转变,使金属玻璃发生韧脆转变的临界准空位体积分数约为0.5%;准空位分布范围更广时,增韧效果更好;在循环载荷作用下,准空位的引入对金属玻璃韧性的提高仍然明显,当拉伸应变达到30%时,依旧能观察到非常均匀的塑性变形.对于一般的金属和合金,辐照引入的空位和间隙原子以及由此进一步演化形成的孔洞、析出相、位错环或层错四面体通常使得材料更加脆化.然而,对于金属玻璃而言,辐照形成的空位不易扩散和进一步演化,反而可能增加该材料的韧性.

关键词：金属玻璃准空位增韧剪切带分子动力学

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均匀来流中圆柱尾迹与柔性倒置板相互作用的数值研究

均匀来流中圆柱尾迹与柔性倒置板相互作用的数值研究

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第十二届全国流体力学学术会议

作者：邹开敏彭泽瑞华中科技大学航空航天学院力学系工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室

本文通过数值模拟研究了均匀来流经过圆柱后形成的尾迹与倒置柔性薄板的互相作用问题。柔性倒置板后端固定,其余部分可自由变形和运动。论文着重探讨了柔性倒置板在圆柱近场尾迹和远场涡街中的运动模态、弯曲能和升阻力等动力学响应特性... 详细信息

本文通过数值模拟研究了均匀来流经过圆柱后形成的尾迹与倒置柔性薄板的互相作用问题。柔性倒置板后端固定,其余部分可自由变形和运动。论文着重探讨了柔性倒置板在圆柱近场尾迹和远场涡街中的运动模态、弯曲能和升阻力等动力学响应特性,考察了雷诺数(Re)、弯曲刚度(K)和流向距离(D)的影响。研究发现,对于较低的雷诺数(如Re=200),K=0.5的倒置板发生大幅拍动,而K=0.3的倒置板发生小幅拍动;这一现象与单个板在均匀来流中的情况相反。同时,发现倒置板拍动频率和圆柱升力频率始终一致,系统表现出锁频现象。进而分别刻画了近场(D=2.0)和远场(D=4.5)情况下倒置板的拍动频率、拍动振幅、阻力和弯曲能等动力学特性随Re的变化趋势。通过平均压强场与单个圆柱的平均压强场的差值,对圆柱阻力减小的原因进行了说明。最后,通过瞬时流场解释了低雷诺数下K=0.5的倒置板发生大幅拍动和K=0.3的倒置板发生小幅拍动的原因。

关键词：流固耦合柔性板流动干扰漩涡浸入边界法

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横向载荷下拱形多胞薄壁梁耐撞性分析与优化

横向载荷下拱形多胞薄壁梁耐撞性分析与优化

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中国力学大会-2021+1

作者：张雄于庆春傅欣荣华中科技大学航空航天学院工程力学系工程结构分析和安全评定湖北省重点实验室

能量吸收构件广泛应用于交通运载工程领域以保障人员生命和财产安全。研发轻质高效的薄壁吸能构件对安全、节能、环保等方面具有十分重要的社会价值和研究意义。研究表明在各种载荷条件下,多胞薄壁梁的能量吸收性能均远高于单胞薄壁梁... 详细信息

能量吸收构件广泛应用于交通运载工程领域以保障人员生命和财产安全。研发轻质高效的薄壁吸能构件对安全、节能、环保等方面具有十分重要的社会价值和研究意义。研究表明在各种载荷条件下,多胞薄壁梁的能量吸收性能均远高于单胞薄壁梁。然而不论是单胞还是多胞薄壁梁,在横向弯曲条件下的能量吸收能力和效率相对轴向压溃条件均低约一个数量级。为有效提高横向载荷下薄壁梁的耐撞性,本文对拱形多胞薄壁梁的能量吸收性能进行研究,并采用代理优化方法对拱形多胞梁进行耐撞性优化设计。首先对四胞薄壁方直梁进行三点弯曲试验,然后采用有限元软件LS-DYNA对试验进行数值模拟仿真,并采用验证的数值模型对不同边界下的拱形多胞薄壁梁进行耐撞性分析。最后通过选取拱形多胞薄壁梁的轮廓几何参数为设计变量,以能量吸收效率(比能量吸收SEA)为目标,利用响应面方法得到了最优化轮廓设计。最优设计的SEA值比初始设计提高41%

关键词：拱形结构三点弯曲能量吸收多胞结构优化设计

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横向载荷下拱形薄壁结构耐撞性研究

横向载荷下拱形薄壁结构耐撞性研究

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中国力学大会-2021+1

作者：傅欣荣张雄于庆春华中科技大学航空航天学院工程力学系工程结构分析和安全评定湖北省重点实验室

薄壁管状吸能构件广泛运用于结构缓冲和碰撞安全防护领域。在轴向加载条件下,其能量吸收能力较横向加载时高一至两个量级。然而在工程实际中,吸能构件通常受到横向或斜向载荷的作用,很少受到单纯的轴向载荷作用。如何提高结构在横向载... 详细信息

薄壁管状吸能构件广泛运用于结构缓冲和碰撞安全防护领域。在轴向加载条件下,其能量吸收能力较横向加载时高一至两个量级。然而在工程实际中,吸能构件通常受到横向或斜向载荷的作用,很少受到单纯的轴向载荷作用。如何提高结构在横向载荷下的能量吸收性能是一个不可回避的重要课题。考虑到拱形结构能够将横向载荷转化为轴向力,本文对一种优化的薄壁圆截面拱形结构OTCAS(Optimized Thin-walled Circular-section Arch Structure)进行了耐撞性研究。首先通过对直圆管进行弯曲成形制备了相关试件,并对三点弯曲条件下OTCAS的静、动态的能量吸收和变形行为开展了实验研究。通过与直圆管对比表明,OTCAS的能量吸收能力和效率较直圆管提高超过400%。考虑到金属成形过程对耐撞性能的影响,本文首先对直圆管的弯曲成形过程进行模拟,并在考虑成形效应的基础上对OTCAS的静动态横向三点弯曲过程进行了仿真。结果对比表明,有限元模拟与实验结果吻合良好,其中成形效应对耐撞性结果具有重要影响,相比无成形效应时能量吸收性能提高达20%。

关键词：拱形结构三点弯曲横向冲击能量吸收金属成形

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局部刚性输流管道的非线性动力学特性研究

局部刚性输流管道的非线性动力学特性研究

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第十八届全国非线性振动暨第十五届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议（NVND2021）

作者：周坤易浩然代胡亮王琳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

本研究主要探索了局部刚性悬臂输流管道的非线性静力学和动力学问题,其中囊括了直管和半圆形曲管问题。为建立这样一个普遍适用的非线性动力学模型,本研究采用基于绝对节点坐标法的平面梁单元对管道进行离散,离散后又基于适用于含非材... 详细信息

本研究主要探索了局部刚性悬臂输流管道的非线性静力学和动力学问题,其中囊括了直管和半圆形曲管问题。为建立这样一个普遍适用的非线性动力学模型,本研究采用基于绝对节点坐标法的平面梁单元对管道进行离散,离散后又基于适用于含非材料体系统的拉格朗日扩展方程推导得出了相应的非线性动力学控制方程。基于该非线性动力学方程又能得到输流管道的静态平衡方程以及系统稳定性方程。静力学研究结果表明,刚性管段的存在对悬臂曲管的静态变形存在不可忽略的影响,即使刚性管段的长度只有从长度的1/12。而线性稳定性分析表明,刚性管段的长度,位置对整体管道的临界流速有着较大的影响,在某些参数下,刚性管段可以显著提高整体管道的临界流速。同时,刚性管段的存在对管道自由端位移的分岔路径也有着相应的影响,但管道整体呈现为简单的周期运动,概周期、混沌等复杂动力学行为并未出现。

关键词：局部刚性输流管道非线性动力学绝对节点坐标法

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输流曲管驱动水下仿生机器人研究

输流曲管驱动水下仿生机器人研究

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第十八届全国非线性振动暨第十五届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议（NVND2021）

作者：周坤易浩然代胡亮王琳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

本研究基于输流曲管的非线性静态变形以及射流作用创新性的设计了一种水下仿生机器人,并且该仿生机器人相比于现有的智能材料驱动的水下仿生软体机器人质量更大,同时还能产生较好的驱动效果,在水流较急的区域将更有优势。该仿生机器人... 详细信息

本研究基于输流曲管的非线性静态变形以及射流作用创新性的设计了一种水下仿生机器人,并且该仿生机器人相比于现有的智能材料驱动的水下仿生软体机器人质量更大,同时还能产生较好的驱动效果,在水流较急的区域将更有优势。该仿生机器人由头部和三根内含输流管道的弯曲触手组成,头部通过3D打印制成,而弯曲的柔性触手由开模浇筑的方式制成。当头部中的水泵打开时,三根弯曲触手在内部流体的作用下出现静态变形,从而向外张开;而当头部中的水泵关闭时,触手的静态变形回复;基于触手的这种往复运动并结合水喷出时的射流作用,可以实现仿生机器人的自由游动。首先,我们基于绝对节点坐标法对单根弯曲的触手进行理论建模,并通过相应的单根触手静变形实验验证了该理论模型的正确性。随后,通过相应的仿真软件平台得出了单根触手在发生静态变形时产生的升阻力,证明了该触手在出现静态变形时的确可以产生相应的推进力。最后,对该仿生机器人的整体进行了自由游动实验,实验结果表明,弯曲触手的存在可以有效提高该仿生机器人的游动速度,且最大游动速度可达5cm/s。

关键词：非线性静态变形水下仿生机器人弯曲输流管道绝对节点坐标法

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桅杆涡激振动对高层建筑振动响应影响机理研究

桅杆涡激振动对高层建筑振动响应影响机理研究

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第十四届全国振动理论及应用学术会议(NVTA2021)

作者：严浩代胡亮王琳倪樵华中科技大学航空航天学院工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室

本文针对高层建筑及桅杆结构,建立桅杆在受横向风载作用下的涡激振动理论模型,研究桅杆涡激振动对高层建筑振动响应的影响机理。基于尾流振子模型描述涡激力,采用哈密尔顿原理建立桅杆和高层建筑结构的非线性耦合振动方程,利用Galerkin... 详细信息

本文针对高层建筑及桅杆结构,建立桅杆在受横向风载作用下的涡激振动理论模型,研究桅杆涡激振动对高层建筑振动响应的影响机理。基于尾流振子模型描述涡激力,采用哈密尔顿原理建立桅杆和高层建筑结构的非线性耦合振动方程,利用Galerkin离散和龙格库塔数值法求解耦合动力学方程组。研究结果表明,桅杆的基阶涡激振动行为可诱发高层建筑的高阶模态振动响应,这是桅杆涡激振动产生的受迫激励所导致的高层建筑共振行为。本研究为实际工程结构风致振动机理研究提供了理论基础。

关键词：涡激振动受迫激励模态共振细长结构

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基于自适应动力学框架的SARS-CoV-2毒性进化及COVID-19长期流行的研究

基于自适应动力学框架的SARS-CoV-2毒性进化及COVID-19长期流行的...

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第十八届全国非线性振动暨第十五届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议（NVND2021）

作者：江雯王梦月易家标工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室华中科技大学土木工程与力学学院

本文在自适应动力学框架下研究了与非药物干预措施和公众免疫力有关的相关因素对SARS-CoV-2毒性和COVID-19长期流行的影响。基于COVID-19传播动态建立的仓室模型明确考虑了各种非药物干预措施(如公众对疫情的警觉性、隔离措施、医疗条件... 详细信息

本文在自适应动力学框架下研究了与非药物干预措施和公众免疫力有关的相关因素对SARS-CoV-2毒性和COVID-19长期流行的影响。基于COVID-19传播动态建立的仓室模型明确考虑了各种非药物干预措施(如公众对疫情的警觉性、隔离措施、医疗条件等),其中年龄结构对疫情的影响由公众免疫力差异体现以简化分析。本文旨在通过进化理论对不同干预措施下冠状病毒的进化及疫情流行趋势给出定性预测。对COVID-19流行趋势的预测与实际情形的定性吻合证明了模型的合理性。现有研究表明,增强非药物干预措施和公众免疫力均有助于降低该疾病的流行率。毒性和病死率均随接触率,隔离率,住院率的增加而增加,随感染率的增加而减小。恢复率对两者的影响则相反,高恢复率选择高毒性但低病死率。在这些因素中,控制接触率是控制疫情扩散及其危害程度的关键。控制该疫情的最好措施是提高公众的警觉性和恢复率。这是对SARS-CoV2毒性长期进化研究的首次尝试,并将为不同干预措施下疫情的走向提供了新见解。

关键词： COVID-19 毒性进化自适应动力学仓室模型非药物干预措施公众免疫力

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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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