检索结果-内蒙古大学图书馆

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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二维含多孔介质周期复合结构声传播分析

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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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离散位错动力学算法及其在材料塑性行为模拟中的应用

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科学通报 2019年第18期64卷 1864-1877页

作者：黄敏生黄嵩梁爽李振环华中科技大学力学系武汉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武汉430074

晶体材料的塑性变形由位错的运动演化而引起.离散位错动力学(discrete dislocation dynamics, DDD)通过直接模拟大量位错的演化而研究材料的塑性变形,因此能够揭示材料微结构-位错微结构-塑性力学行为之间内在的物理关联,并能够自然而... 详细信息

晶体材料的塑性变形由位错的运动演化而引起.离散位错动力学(discrete dislocation dynamics, DDD)通过直接模拟大量位错的演化而研究材料的塑性变形,因此能够揭示材料微结构-位错微结构-塑性力学行为之间内在的物理关联,并能够自然而然地捕捉塑性变形微米/亚微米特征尺度下本征的尺度效应.它所能模拟的尺度介于微观分子动力学模拟和宏观有限元模拟之间,在多尺度算法中起到承上启下的作用.本文首先系统地发展、完善和丰富了离散位错动力学-有限元(finite element method, FEM)叠加算法、DDD-FEM直接耦合算法(discrete-continuous method, DCM)以及离散位错动力学-扩展有限元(extended finite element method, XFEM)耦合算法等框架体系.在此基础上,利用这些方法对单晶镍基高温合金的塑性变形机理、晶体材料的断裂和损伤变形行为以及塑性行为的微尺度和微结构效应3个方面开展了系统的研究.所得模拟结果指导了基于微结构和位错机制的单晶镍基高温合金晶体塑性本构模型的建立,丰富和加深了人们对材料强化、循环塑性、断裂、损伤、尺度效应和微结构效应的认识.此外,离散位错动力学可进一步应用于诸如高温、高压、高应变率、化学腐蚀环境、高辐照等极端条件下晶体材料塑性行为的研究,是材料力学行为多尺度模拟研究中的重要一环.

关键词：离散位错动力学有限元扩展有限元镍基高温合金微尺度效应微结构相关性

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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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加筋板结构声导纳的面接触判据

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声学学报 2018年第3期43卷 381-391页

作者：原春晖彭伟才王慧杨蕾中国舰船研究设计中心船舶振动噪声重点实验室武汉430064 华中科技大大学力学系武汉430074 湖北省结构分析与安全评定重点实验室武汉430074

通过采用有限元方法建立加筋板模型,计算不同边界条件下具有不同加筋形式的薄板在不同加载面尺寸下的导纳差值,进而得到与频率相关的加筋板面接触判据,揭示了加筋板面导纳和点导纳之间的相关关系,得到了“点”和“面”是否能够等效处理... 详细信息

通过采用有限元方法建立加筋板模型,计算不同边界条件下具有不同加筋形式的薄板在不同加载面尺寸下的导纳差值,进而得到与频率相关的加筋板面接触判据,揭示了加筋板面导纳和点导纳之间的相关关系,得到了“点”和“面”是否能够等效处理的面接触判据。进一步通过考察薄板的不同加筋形式和加载面形状以及加筋板的速度分布,可以发现：在不加筋、单加筋和十字加筋3种情况中不加筋平板的面接触判据最严格,而十字加筋板的面接触判据最宽松;单加筋板的速度差值与导纳差值的计算结果较为吻合;单加筋板的加载面沿垂直加筋方向的边长越长导纳差值越大。

关键词：加筋板结构面接触声导纳判据速度分布计算结果有限元方法边界条件

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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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