蒙皮裂纹点阵夹芯梁振动特性分析及裂纹识别

主要研究了含蒙皮呼吸裂纹金字塔型点阵夹芯梁的振动特性。基于夹芯结构折线理论,考虑呼吸效应引起的刚度周期性变化,推导出系统的动力学方程。分析裂纹深度和裂纹位置对裂纹夹芯梁固有频率的影响,运用频率响应曲线、波形图和相图研究了裂纹参数对夹芯梁强迫振动响应的影响。研究结果显示,超谐共振响应对裂纹参数的变化较为敏感,可以利用其相图的几何特征识别裂纹参数。     

多耦合拘束效应对P92钢蠕变裂纹扩展行为的影响

基于断裂力学理论,针对不同面内拘束效应下P92钢高温蠕变裂纹扩展(Creep crack growth,CCG)进行了数据模拟与分析。研究发现不同的拘束效应对CCG行为有着各异的影响,主要分析了试样几何形状、尺寸以及初始裂纹深度等对CCG行为的影响,并且着重研究比较这3种耦合拘束效应对CCG行为的影响程度。基于多种耦合拘束对CCG行为的影响程度做了横向比较,研究发现:试样几何形状对CCG行为的影响程度要大于几何尺寸,试样尺寸和初始裂纹深度对CCG行为的影响程度相似,试样形状比初始裂纹深度的影响程度更大。     

网架式天线环状支撑桁架结构连续体降阶模型研究EI北大核心CSCD

根据环状支撑桁架结构组成特点描述了环状桁架单元,给出了变形假设条件,并基于梁模型得到了环状桁架等效多边形结构。计算了等效多边形单元及其对应外接圆环单元的动能和应变能,利用能量等效原理分别推导了等效多边形结构和其外接圆环结构的弹性模量与密度之间的关系表达式,从而计算得到了两者频率比表达式,综合利用有限元和理论方法对比了等效多边形结构和对应圆环结构的低阶振型和频率。研究结果表明,当单元数目大于30后,采用连续体降阶圆环模型简化等效多边形结构对环状支撑桁架结构进行动力学分析是合理的。     

电磁-永磁式强非线性吸振器的减振性能研究

提出一种新型的磁力非线性吸振器,该吸振器的电磁-永磁结构的力学特性曲线具有中间平缓、两端陡峭的强非线性特征。推导出连接该吸振器的线性振子的动力学方程并运用龙格库塔法对其所连接不同刚度的主振子的减振性能进行分析。研究结果表明,当外部激励达到吸振器的激活阈值以后,其能够实现宽频吸振并对于不同刚度的线性主振子均具有较高的减振性能。此外,适当减小电磁铁和永磁铁的间距,能够在一定程度上提升吸振器的减振性能。     

基于C(t)积分及参数Ac的P92钢高温蠕变裂纹扩展研究

对于在高温环境下工作的构件,蠕变裂纹扩展是一种主要的失效机制,而裂纹尖端的拘束水平对蠕变裂纹扩展率有很大的影响。通过数值仿真与相关试验数据对比的方法,对裂纹扩展尖端的应力应变率场表征参量C(t)积分进行了相关研究,并基于参数Ac研究了P92材料裂纹尖端的拘束水平对蠕变裂纹扩展的影响。研究结果表明,C(t)积分值随裂纹扩展急剧减小,其数值及变化与积分路径到裂纹尖端的距离相关性很强,并且与拘束水平有一定的关系;拘束水平影响蠕变裂纹扩展率,拘束越大,裂纹扩展速率越快;参数Ac可以有效表征裂纹尖端拘束水平,其在寿命预测方面的应用有待进一步研究,同时在含裂纹的高温工作构件寿命评估方面有重大的意义。     

多尺度串联非线性能量阱的减振效能及阻尼连接方式研究

研究具有递减参数的串联非线性能量阱(nonlinear energy sink, NES)在冲击和扫频激励下的减振效能;分析阻尼接地方式对减振效能的影响,并将其与单自由度NES进行对比;推导出系统的无量纲动力学方程并利用数值方法进行分析,研究两种串联NES中的各级纯立方振子在能量耗散中的作用及其差异。研究结果显示,当激励幅值较低时,阻尼不接地型NES的减振效能要强于阻尼接地型NES,而随着激励幅值的持续增加,在较宽的激励幅值变化范围内衡量减振效能时,阻尼接地型串联NES具有非常明显的优势。此外,各级纯立方振子在能量耗散中发挥的作用随激励幅值的增加而变化,当激励幅值增大到一定程度后,质量最小的第三级振子消耗的能量最多。     

简谐激励作用下强非线性吸振器的能量转移效能

以单自由度主结构承受简谐激励作用时强非线性吸振器的减振能力作为研究对象,运用复变量平均法获得系统的慢变方程,并进一步得到描述稳态响应的非线性方程组。通过对比复变量平均法和龙格库塔获得的解,验证推导过程的正确性。利用复变量平均法分析吸振器的能量转移效能及其恒定性。研究结果显示,不同激励幅值下系统的频率响应存在较大差异。当激励幅值相对较小时,吸振器的减振效果明显。随着简谐激励幅值的增加,吸振器的能量转移效能无法保持恒定,系统在一定频带内出现高低两个稳定响应分支,并且两个响应分支会随着激励幅值的进一步增加而合并。     

一类参数激励和外激励联合作用下四边简支薄板的周期解

研究了一类参数激励和外激励联合作用下四边简支薄板在1:1内共振下的周期解分叉.首先,根据von Karman方程推导出四边简支薄板的运动控制方程,利用Galerkin方法得到参数激励和外激励联合作用下的两个自由度的运动方程.然后,通过引入周期变换和相应的Poincaré映射推广了次谐Melnikov方法.最后,对系统进行数值模拟验证了理论的正确性.     

受面内激励和横向外激励联合作用下蜂窝夹层板的双Hopf分叉

随着航空航天事业的发展,对各种材料性能的要求也越来越高.而蜂窝夹层板在结构和性能上具有许多优点,已在航空航天等领域应用广泛,并在一些重要结构中充当承力部件,但由于其特殊的蜂窝结构,相对于一般的板,在受力时会发生比较大的变形,所以用非线性理论研究蜂窝夹层板结构,并考察不同参数对非线性振动特性的影响,具有重要的理论和实际意义.如今,蜂窝夹层板的几何非线性问题已引起更多学者的关注.在一般均质理论的假设下,一些学者已经研究了各向同性蜂窝夹层板板的非线性动力学特性.本文研究了一类受面内激励和横向外激励联合作用下的四边简支蜂窝夹层板在主参数共振-1:2内共振时的双Hopf分叉问题.首先利用多尺度法得到系统的平均方程,然后结合分叉理论得到了系统的分叉响应方程,根据对分叉响应方程的分析,得到了六种不同的分叉响应曲线并给出了系统产生双Hopf分叉的条件.利用数值方法得到系统在参数平面的分叉集,通过对不同分叉区域的分析发现,随着参数的变化系统平衡点会分叉为两类周期解,随后周期解会通过广义静态分叉为准周期解,或者通过广义Hopf分叉为3D环面.     

1:2内共振条件下蜂窝夹芯板的两倍周期运动研究

主要利用推广的四维次谐Melnikov方法研究一类面内载荷与横向载荷联合作用下四边简支矩形蜂窝夹芯板的周期运动.首先,通过引入周期变换和相应的Poincaré映射,获得一个四维次谐Melnikov向量函数,通过对该向量函数简单零点的研究,得到一类四维非线性非自治系统周期运动的存在性判定定理.然后,利用推广的四维次谐Melnikov方法研究了1∶2内共振情况下蜂窝夹芯板的周期运动,获得了系统存在两倍周期运动的参数域.最后,对系统进行数值模拟,验证了理论分析的正确性.