多自由度结构的拟负刚度阻尼器减振效果分析

针对拟负刚度减振的问题,提出一种负刚度控制力算法.通过对双自由度体系的振动分析,提出了多层建筑结构在应用拟负刚阻尼器减振时,拟负刚度阻尼器的布置原则.采用并联基本单元的方法来解决拟负刚度阻尼器在通用有限元分析软件中的仿真问题,并对某多层框架在地震作用下的响应进行了分析.结果表明:拟负刚度阻尼器能更有效地降低结构的加速度,同时保证结构在阻尼力的限制下位移增幅较小,比传统阻尼器的减振效果更好.     

负刚度结构的刚度分析

随着隔振技术进步,采用负刚度结构的低频隔振设计越来越多,负刚度的计算是低频隔振设计中的一个关键问题.针对一典型负刚度结构采用了附加正刚度弹簧的方法进行了分析.通过理论分析验证了有限元分析方法的正确性,该方法可用于形状复杂的工程结构设计中.     

被动负刚度装置与线性滞回阻尼器组合对斜拉索 多模态振动的阻尼效果

提出了结合负刚度装置提升线性滞回阻尼器对斜拉索多模态振动控制效果的方 法 . 考虑被动负刚度装置与阻尼器在斜拉索上任意位置安装,采用斜拉索两点施控系统特征 方程,讨论了安装位置、线性滞回阻尼器参数、负刚度系数等对斜拉索多模态阻尼的影响 . 结 果表明,被动负刚度装置能有效提升线性滞回阻尼器对斜拉索的多阶模态阻尼比,其安装位 置越靠近阻尼器,阻尼提升效果越明显. 进一步,以苏通大桥某附有黏性剪切阻尼器的超长拉 索为例进行了实际设计,讨论了被动负刚度的可行性,并与结合惯容器的阻尼器进行了对比, 结果表明,被动负刚度装置对斜拉索-阻尼器系统多模态阻尼提升效果更好.     

负弯矩作用下半刚性钢管混凝土组合节点初始刚度计算

"T形件"是组合结构梁柱连接节点的重要组件,文章利用组件法,以"T形件"为基本单元,分别给出了各组件的刚度计算方法,如钢筋抗拉刚度、柱壁抗压刚度、柱壁抗剪刚度、端板抗弯刚度、柱壁抗弯刚度、螺栓抗拉刚度,提出了负弯矩作用下端板连接半刚性钢管混凝土组合节点初始刚度计算公式;通过试验验证了所提负弯矩作用下组合节点初始刚度简化计算方法的正确性和准确性。该研究成果可为建立半刚性钢管混凝土组合框架设计方法提供科学依据。     

箭型蜂窝夹层板力学性能及等效方法研究

针对箭型负泊松比蜂窝夹层板,给出了线弹性范围内蜂窝芯层的等效力学参数理论公式,并通过拉伸试验和有限元仿真验证了公式的准确性.分别选取三明治夹芯板理论、Reissner等刚度理论、Hoff等刚度理论对夹层板进行等效,建立等效后的有限元模型,完成静力分析和模态分析,与实体单元模型的计算结果进行对比.结果表明:在不同加载形式下,考虑了芯层剪切刚度和面板弯曲刚度的三明治夹芯板理论,等效精度最高,更适合用于箭型负泊松比蜂窝夹层板的简化分析.     

改进型减震自复位负刚度机构抗震机理数值模拟

为了进一步改善既有负刚度机构的抗震性能,开发了增设与预压弹簧并行的辅助耗能元件的改进型减震自复位负刚度机构。以负刚度机构中预压弹簧刚度和预压位移作为设计参数设计了5个足尺试件,并采用商业有限元软件ABAQUS对其在水平低周往复荷载下的抗震机理进行了数值模拟。基于模拟数据处理,对其滞回特征、水平抗侧刚度和耗能能力等性能进行了对比分析。结果显示,预压弹簧刚度不仅影响负刚度对结构弱化减震的发展进程,且影响消压后对结构强化自复位的功效,而预压弹簧预压位移设计值仅影响负刚度对结构弱化减震的发展进程;设置与预压弹簧并行的辅助耗能元件可提供耗散地震能的能力,从而进一步增强结构的减震效果。因此,新型减震自复位负刚度机构实现了减震、耗能能力与自复位功效有机统一的性能设计目标。     

静水压力下吸声覆盖层的声学性能分析

基于圆柱型空腔吸声覆盖层的二维解析理论,在只考虑黏弹性圆柱管中最低阶轴对称波的条件下,推导出圆柱管的平均阻抗,将变截面圆柱型空腔腔体单元近似为截面呈阶梯变化的多个圆柱管组合,用传输线组合描述整个腔体单元,以简化吸声覆盖层声学性能参数的计算方法;利用有限元软件分析了静压条件下吸声覆盖层的腔体单元变形,结合简化计算方法分析了静压对吸声覆盖层声学性能的影响.结果表明,静压作用于吸声覆盖层引起了腔体单元厚度减小和空腔半径缩小,使得吸声覆盖层的低频吸声性能变差,且吸声峰值向高频方向偏移.     

汽车座椅弹性元件刚度的探讨

本文给出了具有正、负刚度弹性元件的汽车座椅的理论分析、设计程序和实验数据.以上表明负刚度弹性元件的应用,将提供降低汽车座椅振动响应的有效途径,从而可以改进汽车座椅的舒适性。     

基于LTCC的Ka波段无源等效腔体分析与优化设计

为了能够在Ka波段采用低温共烧陶瓷(LTCC)技术实现收发组件小型化设计,提出了LTCC无源等效腔体模型.将有源芯片置入LTCC腔体中,解决了电磁场干扰问题.但腔体效应会引起串扰和振荡,造成放大器工作的不稳定.为此提出腔体谐振频率远离工作频率的设计方法,在无源等效腔体设计过程中采用两种不同馈电结构,利用基于神经网络模型的遗传算法和三维电磁场仿真软件对无源等效腔体参数进行优化设计,得到了近似一致的设计结果,满足放大器稳定的最优无源等效腔体参数为4.5 mm×3.5 mm.     

假肢踝关节机构的仿生设计

为了扩大假肢踝关节的功能范围,本文对九杆二自由度的连杆踝关节机构进行了研究.这种假肢踝关节除了具有目前国产假肢踝关节的功能以外,还具有以下特点:第一,在不增加辅助动作的情况下,适应截肢者的下蹲动作;第二,将摆动中期的功能长度缩短1.3～1.7cm;第三,适应后跟高度在0～3.5cm 范围内的任意一种鞋.     

面向软体机器人的新型变刚度技术研究进展

 软体机器人具有多样的运动自由度和良好的环境适应性,而低刚度限制了其实际操作的承载能力。因此,发展面向软体机器人的变刚度技术是当前研究的前沿热点问题。综述了近5年新型变刚度技术进展,分析了其工作原理（静电吸附原理、层干扰原理、自锁折纸机理、电/磁流变原理和最小势能原理）、变刚度性能及实际应用。讨论了当前变刚度技术的挑战和未来的发展方向,并探讨了新一代变刚度技术的潜在研究价值。     

柔性底层结构的主动变刚度/阻尼抗震控制

提出了一种适用于柔性底层结构抗震控制的主动变刚度／阻尼装置，建立了安装此装置的柔性底层结构的地震反应方程。算例表明，该装置对柔性底层结构的地震反应有良好的控制作用。此外，还讨论了该装置的刚度和阻尼对控制效果的影响。     

新型承插型盘扣式模板支撑体系承载力计算方法缺陷分析

对承插型盘扣式模板支撑体系的承载力进行准确预测,有着十分重要的工程意义,但目前普遍采用的承载力计算方法中存在诸多缺陷。根据规范建议方法设计搭建某实际工程承重型高大模板支撑体系。通过现场检测以及有限元模拟分析,探讨承插型盘扣式模板支撑体系的承载力计算方法。在有限元分析中,采用水平力法考虑初始缺陷对承载力的影响,在接头处设置转动刚度值以分析钢管接头处刚度的削弱;并将有限元计算结果与现场实测值对比。结果表明:仅仅采用规范建议的方法进行计算,其结果与实测结果误差较大;考虑初始缺陷和节点半刚性后,结果获得改善;进一步考虑接头转动刚度后,承载力计算结果与实测结果吻合较好。说明在承插型盘扣式模板支撑体系承载力计算中应充分考虑钢管接头处刚度的削弱,以保证施工安全。     

软组织及加速度计对骨声振动的影响

用力电类比的方法分析皮肤、肌肉等软组织及加速度计对骨声振动的影响．实验表明，加速度计的质量及加速度计与骨之间软组织的弹性系数对结果影响较大．测试频率范围应远小于加速计在软组织上的共振频率，远大于软组织的自振频率     

复合材料变刚度薄圆环板的轴对称屈曲分析

假定正交各向异性薄圆环板的抗弯刚度沿径向按照任意函数形式连续变化,基于经典板壳理论推导出变刚度薄圆环板轴对称屈曲问题基本方程,并采用加权残值法计算了周边弹性约束时变刚度薄圆环板的临界屈曲值.与已有文献结果进行比较,验证了该方法的正确性和有效性.通过数值算例研究了弹性约束、刚度面内变化等对正交各向异性变刚度薄圆环板临界屈曲载荷的影响,研究结果可为复合材料变刚度薄圆环板的分析及优化设计提供参考.     

用动态子结构法求结构固有频率的函数逼近解

本文利用精确的动力凝聚、变频变换代替定频变换，按双协调条件建立一个刚度矩阵和质量矩阵含有特征值参数的特征方程．在求解结构的固有频率时，首先研究了特征值与特征值参数的函数关系，并运用切比雪夫多项式来逼近此非线性函数；再用牛顿法求解非线性方程，得出其固有频率；最后用本方法计算了两个实例．所得结果同精确解和实验结果进行了比较，误差在工程允许范围之内．     

内嵌CFRP板条加固超载损伤钢筋混凝土梁试验研究

为研究超载情况下内嵌CFRP板条加固损伤混凝土梁的抗弯性能,进行了5根钢筋混凝土梁的抗弯试验,模拟了超载损伤状态,研究了加固梁的破坏形态、承载能力和刚度,分析了超载重复次数和超载幅值对加固梁抗弯性能的影响.试验结果表明:内嵌CFRP板条加固损伤混凝土梁可以提高梁的承载能力,提高幅度在16%~27%.超载重复次数和超载幅值影响加固梁的屈服荷载、极限荷载和刚度,屈服荷载和极限荷载随着超载重复次数和超载幅值增加而降低,刚度随超载重复次数的增加而减小.建立了承载力计算公式,理论计算结果与试验结果吻合良好.     

动态载荷对小腿截肢患者残端压力的影响

接受腔/残肢界面压力分布特征是假肢优化设计的基础,传统的有限元模型只限于静态分析,不符合实际情况。该文基于患者行走过程的运动学和动力学特性,建立三维非线性有限元模型,研究动态载荷对界面压力的影响。结果表明:界面压力主要分布在髌韧带、胫骨内外侧和窝区;一个平地正常速度行走的步态周期内,残肢界面的最大平均正压力是单腿站立状态下的1.15倍,是双腿站立状态下的1.73倍。动态载荷使残肢和接受腔之间的界面压力增大,行走过程的动态影响不能忽略。     

无环境阻力的尖端生长型软体机器人研究综述

尖端生长型软体机器人是一类新型的软体机器人,其制作简单、成本低,通过压力驱动主体外翻实现机器人的"生长",且具有运动过程中无环境阻力的独特优势,在诸多领域有着广阔的应用前景.目前,机器人的变刚度控制、大范围变形检测及精准控制是软体机器人存在的三个主要问题.围绕提出的软体机器人存在的三个主要问题,从机器人灵感来源、基本结...     

硬岩掘进机刀盘载荷与撑靴接触界面刚度的耦合关系

在复合地质条件掘进时刀盘载荷与撑靴接触界面的耦合关系严重影响硬岩掘进机(TBM)动态特性.基于并联机构理论研究TBM推进系统的力传递特性,建立刀盘、机械系统和撑靴接触刚度耦合力传递模型,讨论了刀盘在复合地质条件下掘进时刀盘载荷波动与撑靴岩石接触界面刚度之间的耦合关系.结果表明,撑靴接触界面刚度随刀盘载荷增大而非线性增大;复合地层中,刀盘载荷波动,接触界面刚度也呈现相应的波动特性;两侧撑靴接触界面岩石软硬不同时,刀盘载荷均值和波动增加,接触界面刚度均值和波动加大,且较硬一侧增加幅度大于较软一侧减小幅度.