检索结果-内蒙古大学图书馆

应用力学学报 2025年第2期42卷 323-331页

作者：程志伟侯秀慧浙江大学航空航天学院杭州310058 西北工业大学力学与土木建筑学院西安710072 复杂系统动力学与控制工业和信息化部重点实验室西安710072

在内凹六边形蜂窝(re-entrant hexagonal honeycomb,RHH)构型的基础上,通过往其胞元内部嵌入斜撑结构,提出了一种强化型的内凹蜂窝(enhanced re-entrant honeycomb,ERH)结构。通过准静态压缩试验研究了其静力学性能,揭示了ERH单胞的变... 详细信息

在内凹六边形蜂窝(re-entrant hexagonal honeycomb,RHH)构型的基础上,通过往其胞元内部嵌入斜撑结构,提出了一种强化型的内凹蜂窝(enhanced re-entrant honeycomb,ERH)结构。通过准静态压缩试验研究了其静力学性能,揭示了ERH单胞的变形机制。采用有限元模拟的方法,对ERH在低速(10 m/s)和高速(100 m/s)冲击载荷作用下的动力学响应进行了研究,具体分析了其变形模式、动态泊松比以及能量吸收能力等。研究发现,往胞元内部嵌入斜撑结构,对原结构的负泊松比特性不会产生很大的影响,反而能够增强蜂窝结构抵抗冲击变形的能力。通过对2种蜂窝结构比吸能的对比分析可知,ERH单位质量吸收的能量较RHH在低速和高速冲击载荷下分别能提高38.53%和13.85%,说明嵌入的斜撑结构同样能提高蜂窝结构的能量吸收能力。

关键词：负泊松比蜂窝准静态压缩面内冲击变形模式比吸能

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应变梯度Mindlin板边值问题的讨论

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力学学报 2022年第11期54卷 3080-3087页

作者：徐晓建邓子辰长安大学公路学院西安710064 西北工业大学复杂系统动力学与控制工信部重点实验室西安710072

实验和分子动力学计算结果表明,当材料/结构的特征尺寸降为微纳米量级时,他们将表现出明显的尺度效应,因此能否建立精确表征其力学行为的连续介质力学模型具有重要的理论和现实意义.尽管现有文献对非经典Mindlin板的力学行为进行了大量... 详细信息

实验和分子动力学计算结果表明,当材料/结构的特征尺寸降为微纳米量级时,他们将表现出明显的尺度效应,因此能否建立精确表征其力学行为的连续介质力学模型具有重要的理论和现实意义.尽管现有文献对非经典Mindlin板的力学行为进行了大量研究,但该模型的变分自洽的边值问题是近年来未攻克的科学问题之一.基于简化的应变梯度理论给出了各向同性Mindlin板应变能的表达式,通过变分原理和张量分析,得到了Mindlin板变分自洽的边值问题及其对应角点条件的位移微分表达式.本文Mindlin板模型的边值问题可退化为相应的Timoshenko梁和Kirchhoff板模型的边值问题,验证了本文结果的有效性.研究结果发现,该Mindlin板模型的控制方程是一个解耦后横向振动具有12阶的偏微分方程,因此需要每个板边提供6个边界条件.角点条件由双应力(double stress)产生,并与经典的剪力、弯矩和扭矩沿截面的法向梯度有关.本文首次澄清了应变梯度Mindlin板存在角点条件这一事实,所得的变分结果有望为其有限元法和伽辽金法等数值方法提供理论依据.

关键词： Mindlin板边界条件角点条件应变梯度理论变分原理

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基于折纸结构的收纳式软体抓手设计与试验

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机械工程学报 2024年第5期60卷 51-58页

作者：邓栋轩李纪辉朱志韦邓子辰西北工业大学力学与土木建筑工程学院西安710072 复杂系统动力学与控制工信部重点实验室西安710072

现有气动软体抓手的运动范围大多受初始长度限制,难以实现小存储体积、大包络范围的设计目标。结合气动结构和折纸结构的特点,提出了一种高收纳比、弯曲-展开耦合运动的软体抓手设计方案。基于三浦折纸结构,设计了一种可弯曲折展的管状... 详细信息

现有气动软体抓手的运动范围大多受初始长度限制,难以实现小存储体积、大包络范围的设计目标。结合气动结构和折纸结构的特点,提出了一种高收纳比、弯曲-展开耦合运动的软体抓手设计方案。基于三浦折纸结构,设计了一种可弯曲折展的管状折纸模型,并且基于面板刚性假定,分析了边长、夹角等几何参数对该折纸结构曲率半径和弯曲角度的影响;考虑软体抓手的壁厚,利用有限元软件分析了软体抓手的变形行为;采用3D打印和逐层浇筑的方式制作抓手样品,验证了软体抓手的展开和抓取性能。该研究成果可为太空垃圾抓取机器人的设计提供理论支持。

关键词：折纸结构高收纳比软体抓手逐层浇筑

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温度场下岛-桥结构屈曲薄膜的动力学分析

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固体力学学报 2021年第5期42卷 543-551页

作者：吴文斌王博王振洋周煜棠邓子辰西北工业大学工程力学系西安710072 西北工业大学复杂系统动力学与控制工信部重点实验室西安710072

基于岛-桥结构的柔性电子器件已被用于健康监测和皮肤电子等领域.但是柔性电子器件在工作中极易受工作温度变化等激励产生振动,进而影响器件的灵敏度与可靠性.因此论文研究在温度场作用下岛-桥结构屈曲薄膜的动力学问题.首先,基于Euler-... 详细信息

基于岛-桥结构的柔性电子器件已被用于健康监测和皮肤电子等领域.但是柔性电子器件在工作中极易受工作温度变化等激励产生振动,进而影响器件的灵敏度与可靠性.因此论文研究在温度场作用下岛-桥结构屈曲薄膜的动力学问题.首先,基于Euler-Bernoulli梁理论,建立温度场作用下岛-桥结构屈曲薄膜的动力学控制方程.其次,通过引入新变量,将原动力学方程引入Hamilton体系中,得到相应的Hamilton正则方程.随后,采用辛Runge-Kutta方法求解该Hamilton正则方程,并与经典Runge-Kutta方法对比,数值结果显示了辛算法在求解非线性动力学方程时高精度、高数值稳定性的优势,进一步讨论了温度变化量、预应变、阻尼系数等对屈曲薄膜动力学响应的影响.论文研究为柔性电子器件动力学设计提供了理论参考.

关键词：柔性电子薄膜温度影响辛Runge-Kutta方法动态屈曲

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含V型缺口分数阶黏弹性复合材料反平面界面断裂的辛方法

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计算力学学报 2024年第4期41卷 689-695页

作者：徐成辉孙义国冷森邓子辰西北工业大学力学与土木建筑学院西安710129 西北工业大学复杂系统动力学与控制工信部重点实验室西安710129

本文提出求解含V型缺口的分数阶黏弹性复合材料反平面界面断裂问题的辛方法.分数阶Kelvin-Zener模型用于描述材料的黏弹性特征;借助Laplace变换,将时域内黏弹性反平面断裂问题的基本方程转换到频域空间;通过引入位移的对偶变量广义应力... 详细信息

本文提出求解含V型缺口的分数阶黏弹性复合材料反平面界面断裂问题的辛方法.分数阶Kelvin-Zener模型用于描述材料的黏弹性特征;借助Laplace变换,将时域内黏弹性反平面断裂问题的基本方程转换到频域空间;通过引入位移的对偶变量广义应力,建立问题的哈密顿求解体系.在该体系下,对偶方程的本征值和本征解可以利用分离变量法求解,本征解级数展开的系数通过本征解的辛共轭正交关系和外边界条件确定.这样将得到含缺口黏弹性复合材料反平面应力/应变强度因子的解析表达式.最后通过Laplace逆变换,得到时域空间内的应力/应变强度因子.数值算例验证本文方法的准确性,并揭示了分数阶参数、缺口角度和外载荷对应力/应变强度因子的影响.

关键词：辛方法分数阶黏弹性界面断裂反平面应力强度因子

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考虑材料各向异性的熔丝制造PLA点阵结构弹性各向同性设计

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力学学报 2022年第5期54卷 1291-1302页

作者：王书恒戴时吴鑫伟马永彬邓子辰西北工业大学工程力学系西安710129 复杂系统动力学与控制工业和信息化部重点实验室西安710072

增材制造技术的兴起激发了国内外学者对结构创新设计的热情.然而,增材制造材料的各向异性为结构力学性能的预测与设计带来了一定的困难.为了准确预测熔丝制造聚乳酸(PLA)材料和点阵结构的弹性性能,并实现点阵结构的弹性各向同性设计,首... 详细信息

增材制造技术的兴起激发了国内外学者对结构创新设计的热情.然而,增材制造材料的各向异性为结构力学性能的预测与设计带来了一定的困难.为了准确预测熔丝制造聚乳酸(PLA)材料和点阵结构的弹性性能,并实现点阵结构的弹性各向同性设计,首先,本文采用正交各向异性弹性模型来描述PLA材料的弹性行为,通过实验和计算得到了正交各向异性模型需要的9个独立的弹性常数.然后,设计了一种力学性能可调的二维组合桁架点阵结构,基于代表体元法,在不考虑材料各向异性的情况下推导出了其平面内等效弹性性能的解析表达式及弹性各向同性条件.最后,根据PLA材料的各向异性调整点阵结构内部杆件的弹性模量和厚度,并基于代表体元法重新推导出了点阵结构平面内等效弹性性能的解析表达式及其弹性各向同性条件.研究结果表明,正交各向异性弹性模型适用于描述熔丝制造PLA材料的弹性行为,基于该模型能够准确预测PLA材料在任意方向上的弹性模量.在预测与设计熔丝制造点阵结构的力学性能时需要充分考虑材料的各向异性.在考虑材料的各向异性之后,基于代表体元法调整点阵结构的几何尺寸,能够实现部分点阵结构的弹性各向同性设计.

关键词：熔丝制造正交各向异性点阵结构代表体元法弹性各向同性设计

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新型负刚度吸能结构力学特性分析

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力学学报 2021年第7期53卷 1940-1950页

作者：侯秀慧吕游周世奇朱志韦张凯邓子辰西北工业大学力学与土木建筑学院西安710129 复杂系统动力学与控制工业和信息化部重点实验室西安710072

负刚度结构作为一种具有广泛应用前景的力学超材料,在吸能、减振及降噪等领域呈现出显著的优势,但传统负刚度结构较低的比能吸收效率以及多稳态非自主回弹等特征,严重限制了其工程应用.为解决该问题,通过单胞构型设计,提出了一种新型可... 详细信息

负刚度结构作为一种具有广泛应用前景的力学超材料,在吸能、减振及降噪等领域呈现出显著的优势,但传统负刚度结构较低的比能吸收效率以及多稳态非自主回弹等特征,严重限制了其工程应用.为解决该问题,通过单胞构型设计,提出了一种新型可自主回弹的三维负刚度结构.该结构利用串联的负刚度单胞在加载-卸载过程中,曲梁胞元的自主反弹,实现结构循环加载和多次重复利用;通过凹槽深度设计抑制单胞多稳态的出现,并且通过调整侧壁厚度,控制曲梁屈曲模态的形式,从而增大负刚度临界载荷差值,实现吸能效率的显著提升.随后为实现在复杂载荷环境下的高吸能,对结构尺寸进行梯度设计,提出了一种梯度负刚度结构,利用有限元方法比较分析梯度负刚度结构与均匀负刚度结构在不同载荷作用下的吸能效果.研究结果表明,该梯度结构因微结构尺寸的不同,具有不同的负刚度临界载荷最大值,从而使其在不同的冲击载荷环境下,在实现自主回弹的基础上,均呈现出较好的吸能效率.该新型负刚度结构为振动控制和结构重组等工程应用提供了技术支持.

关键词：负刚度结构自主回弹多稳态多孔结构能量吸收

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化学自突触的电导扰动诱导相干或随机双共振现象

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物理学报 2020年第23期69卷 34-42页

作者：曲良辉都琳曹子露胡海威邓子辰西北工业大学数学与统计学院西安710129 西北工业大学力学与土木建筑学院西安710129 中原工学院理学院郑州450007 复杂系统动力学与控制工信部重点实验室西安710072

神经元的自突触结构具有自反馈的作用,神经递质量子形式的释放使得自突触的自反馈作用容易受到扰动,本文重点研究了化学自突触的电导扰动对FHN神经元电生理活动的影响.首先,恰当的化学自突触参数能够产生动力学行为的分岔现象,诱导不同... 详细信息

神经元的自突触结构具有自反馈的作用,神经递质量子形式的释放使得自突触的自反馈作用容易受到扰动,本文重点研究了化学自突触的电导扰动对FHN神经元电生理活动的影响.首先,恰当的化学自突触参数能够产生动力学行为的分岔现象,诱导不同周期峰放电模式之间的转迁.特别地,自突触的自反馈功能会引起从混沌放电状态到周期的峰放电或准周期的簇放电状态的转迁.其次,基于神经递质释放的量子特征,借助放电频率和变异系数两个指标定量地研究自突触电导的随机扰动对神经元放电活动的影响.数值结果表明自突触电导的扰动在自反馈的作用下能够改变离子通道的活性,不仅提高FHN神经元对外加激励信号的编码效率,而且改变神经元放电活动的规则性,诱导显著的相干或随机双共振现象,其内在机制是电导扰动所引起的神经元系统不稳定的动力学分岔.本文的研究进一步揭示了自突触结构对神经元放电活动自我调节的作用,有待为生理操控自突触结构提供理论参考.

关键词：化学自突触电导扰动分岔双共振

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Hamilton体系下介电弹性体圆形薄膜的动力学建模与辛求解

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计算力学学报 2019年第3期36卷 304-309页

作者：李少锋都琳邓子辰西北工业大学理学院西安710072 西北工业大学工程力学系西安710072 复杂系统动力学与控制工信部重点实验室西安710072

采用辛算法研究了Hamilton体系下介电弹性体圆形薄膜的动力学响应。首先,将该问题引入Hamilton对偶变量体系,借助Legendre变换,给出系统的广义动量和Hamilton函数,通过对Hamilton函数作用量的变分,得到Hamilton体系下的正则方程。其次,... 详细信息

采用辛算法研究了Hamilton体系下介电弹性体圆形薄膜的动力学响应。首先,将该问题引入Hamilton对偶变量体系,借助Legendre变换,给出系统的广义动量和Hamilton函数,通过对Hamilton函数作用量的变分,得到Hamilton体系下的正则方程。其次,对于得到的正则方程给出了辛Runge-Kutta的计算格式。最后,采用二级四阶辛Runge-Kutta算法对动力学系统进行了数值求解,和四级四阶经典Runge-Kutta算法进行对比,结果表明,二级四阶辛Runge-Kutta算法具有保能量以及长时间数值稳定的优势,同时说明四级四阶经典Runge-Kutta算法对于步长依赖的局限性。

关键词：介电弹性体辛Runge-Kutta 保能量长时间稳定性

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微尺度手性晶格中波传播研究

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哈尔滨工程大学学报 2022年第9期43卷 1314-1319页

作者：赵鹏程张凯傅云婵邓子辰西北工业大学力学与土木建筑学院陕西西安710072 西北工业大学复杂系统动力学与控制工业和信息化部重点实验室陕西西安710072

针对微尺度手性晶格中波传播研究的波传播问题,本文研究了尺寸效应对其波传播特性的影响。基于修正耦合应力理论,建立了微尺度欧拉梁的运动方程,并结合有限单元法和Bloch定理得到了考虑尺寸效应的微尺度手性晶格的能带结构。研究发现:... 详细信息

针对微尺度手性晶格中波传播研究的波传播问题,本文研究了尺寸效应对其波传播特性的影响。基于修正耦合应力理论,建立了微尺度欧拉梁的运动方程,并结合有限单元法和Bloch定理得到了考虑尺寸效应的微尺度手性晶格的能带结构。研究发现:尺寸效应对微尺度结构的能带结构和带隙特性有显著影响。修正耦合应力理论引入的尺度参数增强了微尺度欧拉梁的弯曲刚度,使色散曲线的频率增大。此外,通过将考虑尺寸效应的色散表面的等频面与基于经典理论所得结果进行比较,得到了尺寸效应对波传播方向特性的影响规律。

关键词：波传播微尺度手性晶格修正耦合应力理论有限单元法能带结构带隙布洛赫定理等频面

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