关于铰支微梁横向受迫振动的高阶应变研究

基于高阶应变理论,研究了受横向外部激励的2端铰支微梁的受迫振动行为。在问题模型中引入了微尺度参数,并考虑轴向伸长的几何非线性因素,根据牛顿第二定律得到了非线性偏微分控制方程。利用多尺度法将控制方程转化为一组线性常微分方程,求出了振幅及横向位移并分析了高阶应变效应的影响,同时分析讨论了幅频特性。     

考虑薄膜效应区域的混凝土双向板承载力计算

为了合理确定混凝土双向板极限荷载和薄膜效应区域,进行了6块混凝土双向板承载力试验研究,观察试验板裂缝开展和最终破坏模式,获得了试验板荷载-位移曲线.在此基础上,基于塑性铰线理论,考虑受拉薄膜效应影响,提出新的混凝土双向板破坏模式,建立确定受拉薄膜效应区域的椭圆方程,推导板块内力平衡方程,获得各板块承载力增大系数.同时,...     

Selective Smoothed Finite Element Method

The paper examines three selective schemes for the smoothed finite element method (SFEM) which was formulated by incorporating a cell-wise strain smoothing operation into the standard compatible finite element method (FEM). These selective SFEM schemes were formulated based on three selective integration FEM schemes with similar properties found between the number of smoothing cells in the SFEM and the number of Gaussian integration points in the FEM. Both scheme 1 and scheme 2 are free of nearly incompressible locking, but scheme 2 is more general and gives better results than scheme 1. In addition, scheme 2 can be applied to anisotropic and nonlinear situations, while scheme 1 can only be applied to isotropic and linear situations. Scheme 3 is free of shear locking. This scheme can be applied to plate and shell problems. Results of the numerical study show that the selective SFEM schemes give more accurate results than the FEM schemes.     

采用Kagome夹心板的航天器仪器安装板振动控制

为了实现航天器仪器安装板的振动控制,建立了采用Kagome夹心板制作的仪器安装板的有限元模型,并选用一种圆柱形黏弹性阻尼器,通过Biot模型建立了该阻尼器的有限元模型;计算了各阶模态中Kagome平面桁架的模态应变能在结构总模态应变能中所占的比例,将其作为模态可控度,再结合给定载荷情况下的模态位移来确定需要控制的模态,由此提出了一种利用模态应变能比来控制多模态振动的阻尼器布置方案.特征值分析及时域响应数值模拟表明,该阻尼器布置方案只需使用很少数量的阻尼器,便可以显著增加较宽频带内所有模态的阻尼比,而且对于其他模态的振动也有一定的抑制作用.     

半透水边界下土体大变形非线性固结模型

基于一维大变形固结(CS2)模型,引入半透水边界条件,建立了半透水边界下土体大变形非线性固结(IBC)模型.将其计算结果与现有的可以考虑半透水边界条件的小应变线性解析解和小应变非线性数值解进行了对比,验证了本模型的正确性.在此基础上对影响半透水边界土体固结的主要影响因素(应变大小、半透水参数和土体自重)进行了参数分析.结果表明:应力越大,半透水条件下土体固结越快;半透水参数为0.01是完全不透水边界与半透水边界的临界值,而半透水参数为100是半透水边界与完全透水边界的临界值;土体自重对于半透水边界条件下土体固结速率具有重要影响.     

波浪加载下海底土质特性变化的研究

通过不同的制样方法，在水槽中模拟了多种海底在波浪作用下的变化行为。试验发现，加压排水固结的砂质粉土海底在波浪作用下较稳定；加压不产生排水而固结的砂质粉土海底易受波浪的冲刷；自然条件和轻微振动的砂质粉土海底最易受到波浪的扰动破坏，形成塌陷凹坑。粘粒含量较高的粉质粘土对波浪的反映不敏感；下卧软土层土体在上覆压力下的变形量与含水量关系密切，含水量越高，变形越大。试验结果证明，波浪会引起沉积物性质发生改变，也是引起海底形态变化的主要原因。     

Nb对低碳Si-Mn钢连续冷却转变的影响

利用Gleeble 1500对含Nb与不含Nb两种低碳Si-Mn钢进行了连续冷却转变实验,并绘制了未变形及变形条件下的CCT曲线.结果表明:在未变形条件下,Nb的添加降低了铁素体相变温度(Ar3),使未变形CCT曲线下移;在变形条件下,应变诱导析出的Nb(C,N)等析出物使铁素体的转变温度上升并降低了贝氏体的转变冷速,从而使Ar3提高,CCT曲线上移;在变形条件下,Nb使铁素体晶粒明显细化,进而使实验钢的硬度明显提高.     

研究金属材料高温动态拉伸性能新方法

采用自行设计带有小型加温装置的改进的分离式Hopkinson拉杆装置测试了金属材料在高温条件下的动态拉伸性能,并用修正的Johnson-Cook模型作为材料的本构关系,提出了一种拟合金属材料在弹性及塑性阶段应变率及温度相关的损伤模型,并拟合出参数.结果表明:改进装置能够精确控制加温速率及温度,减小杆端软化的影响,测试结果相对误差小于1.5%;金属材料304不锈钢的屈服应力及断裂应变具有明显的正应变率效应的温度软化效应,但材料弹性模量具有负应变率效应和负温度效应;在293—625K之间计算结果和试验结果吻合较好,表明可用这种方法测试及估算材料高温动态力学性能,并用于工程分析.     

考虑应变率效应的钢制车轮冲击仿真与试验

针对应变率效应对钢制车轮冲击性能的影响,通过对钢制轮毂进行不同应变率下的材料实验,拟合出综合考虑多种应变率的轮毂材料本构模型.基于该本构模型,根据GB/T 15704 1995建立13°冲击工况下钢制车轮冲击有限元模型,结合冲击物理试验对比分析冲击仿真结果,验证本构模型和冲击模型的正确性.提出一套基于冲击性能的高精度钢制车轮仿真分析方法,为我国汽车钢制车轮的设计与开发提供借鉴.     

Local Strain Compensation and Improved PPF Algorithm for Vibration Control

为了克服压电结构振动同位配置中局部应变和正位移反馈(PPF)算法补偿阻尼比的两面性问题,运用低通滤波器来滤除高频局部应变模态,用速度负反馈混合PPF算法来进一步提高系统的阻尼比,通过劳斯判据分析了改进后算法的稳定性条件.以飞机壁板结构为研究对象,根据激光测振仪识别出其中的两阶模态振型,并粘贴压电片进行振动控制.仿真和实验结果表明,无论是在正弦激励还是随机信号激励下,混合了低通滤波、PPF和速度负反馈(DVFB)的新方法都能较大幅度降低结构的90Hz和162 Hz模态振幅,并有效抑制单一PPF实验过程中出现的谐波分量,两阶模态同时控制效果都达到10 dB以上.