基于分数阶导数的金属橡胶动态特性建模

金属橡胶材料具有非线性和黏弹性的动态特性.本研究用三次非线性函数描述其非线性特性,用分数阶三元模型描述其黏弹性,即分别用经典三元模型与分数阶三元模型,结合金属橡胶动态试验数据进行模型参数识别,发现分数阶三元模型能更准确地描述金属橡胶黏弹性力.不同振幅下金属橡胶迟滞曲线的拟合结果表明,分数阶模型可以较好地拟合不同工况条件...     

秸塑复合材料的非线性黏弹塑性分析

在拉伸试验中,秸塑复合材料在加载和卸载时滞后回线表现出明显的非线性特征.在不同水平荷载下的蠕变试验中,响应为非线性黏弹塑性,其黏塑性应变可从卸载后的恢复曲线中可得到.在蠕变试验中,黏塑性响应描述为时间和应力水平的幂次函数.黏弹塑性响应采用Schapery非线性黏弹塑性模型,该模型假设黏弹性柔量是时间的幂次函数.对实验数...     

浅海目标特性的动态模拟

基与亮点模型[1],本文推导了浅海多途环境中目标声散射回波传递函数的表达式,给出潜艇近场声散射回波随着海况、声源的相对速度、距离、方位角变化的动态模型.     

橡胶隔振器高频动态特性的计算方法

该文采用一种由Mooney-Rivlin模型和多个Maxwell模型叠加组成的非线性粘弹性本构模型,用于计算橡胶隔振器的高频动态特性。该文给出了在时域和频域范围内拟合本构模型中粘弹性参数的方法,利用拟合得到的本构模型参数,对某款橡胶悬置跨点动态特性进行计算,并与实验结果进行对比。该文还建立了橡胶隔振器等效力学模型,分析了原点动刚度和跨点动刚度的区别,分析表明：使用跨点动态特性测试法可消除测试中附加惯性力的影响,适用于橡胶隔振器高频动特性的测试;同时,该文搭建了橡胶隔振器有限元模型,分别用于分析其跨点动刚度与原点动刚度,并将分析结果与实验结果进行对比,分析结果验证了有限元模型和力学模型的正确性。除此之外,该文还分析对比了时域（松弛、蠕变）和频域（简谐动态试验）拟合粘弹性参数方法的优缺点。     

基于有限元模型的机枪动态特性优化设计

以某型重机枪为研究对象,建立了机枪的有限元模型;在不改动机枪枪身的前提下,对机枪的枪架进行了结构参数化,并以机枪的动态特性为目标函数,以第一阶固有频率为约束条件,建立了机枪的优化模型。利用一阶优化方法,对枪架结构参数进行了优化设计。仿真结果表明,优化后的动态特性得到了明显的改善,提高了机枪的射击精度,为机枪的优化设计提供一定的参考价值。     

采用粘弹性分数导数模型的橡胶隔振器动态特性的建模及应用

橡胶隔振器的动态特性与激振振幅及激振频率相关。给出一个可以表征橡胶隔振器动态特性与激振振幅及激振频率相关性的模型,其中,用摩擦力模型表征其动态特性与振幅的相关性,用分数导数粘弹性模型表征其动态特性与频率的相关性。计算分析了所建立的模型与目前广泛采用的两种描述橡胶隔振器动态特性模型(基于Maxwell的模型和粘性阻尼模型)在表征其与激振振幅及激振频率的相关性;使用分数导数和Kelvin-Voigt模型时,计算分析了一个含有橡胶隔振器的单自由度振动系统的自由振动和阶跃激励的时域响应。计算结果表明:采用分数导数模型能更加准确地描述橡胶隔振器的动态特性,建立的模型可以用于含有橡胶隔振器的振动系统的动态特性分析。     

约束层阻尼夹芯板动态特性分析

本文给出了新的建立约束层阻尼薄板动力学模型的方法。粘弹性材料的本构关系随温度和频率变化,难以对粘弹结构进行动特性分析及控制研究,本文采用GHM方法描述弹性材料的本构关系,将粘弹性材料的动力特性描述与工程上最常用的有限元分析结合起来,建立了悬臂约束层阻尼板的动力学模型,计算了约束层阻尼夹芯悬臂板的模态参数,计算结果同其它方法相比,精度高且更接近于实验结果,同时与ANSYS5.5及NASTRAN70.7的计算结果基本一致,表明本文给出的方法是准确可靠的。     

基于力学流变特性的高模量沥青老化性能研究

为更加深入了解高模量沥青老化后动态流变特性,选取3种常用高模量沥青进行旋转薄膜烘箱老化(RTFOT)和压力老化(PAV),利用动态剪切流变(DSR)和低温蠕变(BBR)试验对不同老化状态沥青进行应变扫描、黏弹性累计变形及低温蠕变分析。结果表明:力学流变参数G′、tanδ和延迟弹性恢复指标εp/εL能精确反映高模量沥青老化前后力学性能,低温蠕变感温性指标AlgS、Algm与温度具有较好相关性,且老化降低了高模量沥青低温感温性;对于抗老化性能,基于不同力学流变评价指标的分析结果有差异,低温指标与中、高温指标反应的耐老化性相反。总之,对高模量沥青的抗老化性能分析,建议选择合理试验参数,结合主导因素指标进行综合评价。     

气体炮法测评抗冲元件的动态特性

提出了一种测评抗冲元件动态特性的方法．通过气体炮发射的炮弹撞击砧块，使之获得一定的初速度。再利用砧块的惯性对抗冲元件施加冲击载荷．使用激光位移传感器和测力钢块分别测量力和位移，解决了特殊情况下数据测量的问题。     

扭转微镜的动力学模型及其动态特性分析

扭转微镜中的静电和机械两个物理场是非线性耦合的，因此系统的数学模型及动态特性分析就变得很复杂。首先建立了扭转微镜的非线性动力学模型，然后采用直接积分法求解了系统的阶跃响应，通过数值模拟发现系统的固有频率随施加电压增大而减小、振动平衡位置随电压增大发生偏移等现象。对这些非线性现象进行了分析，有助于微镜系统设计和扩展微镜系统的应用范围。     

基于机理模型的质子交换膜燃料电池动态特性分析

详细分析了质子交换膜燃料电池(PEMFC)的机理模型,在此基础上运用Matlab的Simulink仿真工具建立PEMFC电堆的动态仿真模型.通过所建立的电堆动态仿真模型,就能够研究主要运行参数对电堆动态特性输出的影响.当电堆输出电流出现阶跃变化时,仿真分析了电堆的输出电压、输出功率、消耗功率、电堆等效内阻和电堆效率的动态响应.仿真结果和已知文献的实验数据基本一致,表明建立的电堆模型是正确、可操作和有效的.该研究有助于实现对PEMFC电堆的实时分析和动态优化,为PEMFC的实际应用提供了帮助.     

一种挤压油膜阻尼器的动力特性分析*

摘要：挤压油膜阻尼器对旋转机械的减振具有重要作用。不同挤压油膜阻尼器的工作特性也不相同。本文首先介绍了挤压油膜阻尼器动力特性计算方法,比较了数值求解的迭代计算法和曲线交点法的优缺点;其次设计了一种挤压油膜阻尼器试验台,介绍了所设计的实验条件和方法,并进行了动力特性试验研究,得到了3种激振力幅值下的位移导纳曲线。然后对位移导纳的幅频特性和相频特性,进行了计算与试验结果的对比分析,最后得出了有实用价值的结论。     

新型双足模型下结构动力响应分析

基于考虑人体动力特性的新型双足模型,采用Lagrange方程建立了步行过程中人与结构相互作用系统运动方程。研究了人与结构各自的动力响应及其之间相互作用,并通过对比说明了新型双足模型反映的人体动力特性对结构振动的影响。结果表明：人与结构相互作用增大结构动力响应;行人经过结构各阶模态振型波峰时,结构各阶模态频率和阻尼比分别达到最小值和最大值。     

橡胶隔振器动态特性的本构研究

以FS-2-80橡胶隔振器为研究对象,进行了动态特性的试验研究和本构研究。试验研究得到了隔振器力-位移迟滞曲线。采用M-RT本构模型对隔振器进行了本构行为研究,考虑了频率、动态位移幅值的影响,通过与实验结果的比较分析,表明该模型能较好地描述该隔振器的动态本构行为。基于M-RT模型,分析得到了动刚度、动态阻尼与幅值、频率之间的关系,说明隔振器在低幅值下动态特性具有非线性。     

非线性转子-轴承系统的动力学降维分析与试验研究

应用有限元法建立转子-轴承试验系统的非线性动力学模型,采用固定界面模态综合降维法将原高维系统转换为低维少自由度系统,采用Newmark-β法对降维后模型进行求解,在和全自由度模型对比满意的前提下,得出转子系统的三维谱图、分岔图、三维振幅图、轴心轨迹图以及Poincare截面图,并和试验结果进行对比,结果表明本文所建立的动力学模型,较为真实地反映了试验系统的非线性特性,为计算复杂转子-轴承系统的深层次动态设计提供理论依据。     

离散磨介群动力学特性数值分析

针对振动磨机研究开发方面存在两种不同的认识,该文依据振动磨机离散磨介群动力学基本方程式对两种极端情况下,即仅考虑正向挤压和仅考虑侧向剪切的磨机运行状况进行了推导。在此基础上,应用MATLAB软件在给定基本参数条件下进行数值计算和分析,其结论对实际磨机的研究与开发具有一定的指导意义。     

多载荷工况下人字齿轮传动系统振动特性分析

由轮齿接触分析以及轮齿承载接触分析计算出考虑安装误差的轮齿啮合刚度,建立了考虑时变啮合刚度激励、啮合冲击激励和齿侧间隙激励的人字齿轮系统十二自由度啮合型弯—扭—轴耦合非线性振动模型。以某船用单级人字齿轮副为实例,研究了多载荷下人字齿轮左端啮合副周向的振动特性,结果表明,外载荷的增大使得啮合刚度激励和啮合冲击激励下系统的振动均增大,且啮合冲击激励对外载荷的敏感性高于啮合刚度激励,而齿侧间隙激励下系统的振动则随着外载荷增大而减小。同时,啮合冲击激励对系统振动的影响随着载荷增大而增大,而啮合刚度激励和齿侧间隙激励则随着载荷增大而减小。     

新型机枪枪架及其动态特性分析

以某型重机枪为研究对象,在不改动枪身的前提下设计了一种新型弹性三角枪架。通过建立机枪有限元模型,分析计算了其固有特性;建立基于刚柔耦合多体系统动力学的机枪虚拟样机模型,求解出其在连发状态下的动力响应。所得结果与原有三脚架进行了分析比较,证明了新型三脚架的优越性。     

基于四分之一车辆模型的具有随机结构参数车辆的随机动力分析

本文通过具有随机结构参数的四分之一车辆模型研究了具有不确定性结构参数的车辆在受到来自道路的随机激励作用下的振动响应问题。文中将簧上质量、簧下质量、悬挂阻尼、悬挂刚度以及轮胎刚度均认为是随机变量。将路面的不平整引起的对车辆的激励看作高斯随机过程并通过简单指数功率谱密度来建立力学模型。利用蒙特卡洛方法得出了车辆的固有频率和模态振型的均值、标准差以及变异系数。利用随机变量函数矩方法在频域中建立了车辆的随机响应的均方值的数字特征的计算表达式。通过工程算例表明了车辆结构参数的随机性对其动力响应的影响。本文所做的工作可拓展应用于车辆结构参数的灵敏度分析和动力优化设计。     

基于迟滞回线模型的非线性金属橡胶传递率分析

通过理论和试验对某金属橡胶非线性隔振器的传递特性进行了研究。基于含干摩擦阻尼的非线性迟滞力学模型,采用平均法求出系统的频率响应函数,从理论角度探究不同运动状态下的传递率及实现无谐振的条件;根据频率响应函数确定解锁频率与实现无谐振的临界干摩擦力;利用动态加载试验识别隔振器的力学参数,通过振动实验验证了理论结果。所得结论对金属橡胶隔振器的设计和应用具有重要的指导意义。