非线性迟滞阻尼对隔振系统力传递特性影响

为提高系统隔振性能,研究摩擦阻尼在几何非线性条件下产生的迟滞阻尼(结构阻尼)对力传递特性影响。区别于传统单自由度隔振系统,采用含基础质量影响的两自由度无约束隔振系统模型进行阻尼力特性研究。用平均法求解运动方程,获得系统频率-响应幅值方程,以此导出系统力传递率及力位移传递率表达式。理论结果表明,质量、阻尼与激励频率为影响传递率主要因素。与粘滞阻尼相比,迟滞阻尼隔振效果更好,不仅能降低共振区响应,亦能改善高频区隔振性能。对运动方程进行扫频激励下数值仿真,获得力传递特性数值解。结果显示仿真结果与理论结果吻合良好,几何非线性阻尼隔振系统具有良好隔振性能。     

寿期末全尺寸燃料棒振动特性研究与验证

压水堆核电厂中，燃料棒流致振动磨损是燃料棒失效最主要的原因，对核电厂运行经济性、安全性有重要影响。建立一种能够合理表征燃料棒动力学特性的振动模型，是开展燃料棒流致振动磨损分析方法研究的基础。以压水堆燃料组件单根燃料棒为研究对象，考虑寿期末格架对燃料棒失去夹持作用、多跨支撑等影响因素，建立燃料棒有限元分析模型，研究寿期末效应对燃料棒振动特性的影响规律。为了验证模型，在模拟寿期末燃料组件骨架中开展全尺寸燃料棒振动特性测量试验，获得格架松弛条件下燃料棒振动响应。从分析和试验结果可以看出，建立的燃料棒振动模型能够很好地表征其振动特性。该模型后续可以用于指导核燃料组件的设计分析。     

粘滞流体阻尼器冲击缓冲特性研究

为获得粘滞流体阻尼器冲击缓冲特性,设计并制作一种非牛顿流体粘滞阻尼器样机,而后对其进行了不同高度下的冲击缓冲实验。为从流体力学角度分析阻尼力机理,建立改进幂律模型来描述硅油的粘度特性,并通过对实验数据的拟合获得其中待定参数。采用FLUENT软件并结合动网格技术,对阻尼器流场仿真后获得冲击载荷作用下阻尼力输出特性,将之与实验结果相对比,发现结果基本一致,可用于指导阻尼器初步设计。     

水下非接触性爆炸下分层圆孔覆盖层动响应及抗冲击性能研究

在舰船湿表面敷设橡胶材料防护覆盖层是应用广泛且能有效提高水下非接触性爆炸抗冲击性能的方法。以舰艇的水下抗冲击防护为背景,借鉴功能梯度材料的概念,对四种分层圆孔蜂窝覆盖层在水下非接触性爆炸作用下的动响应及抗冲击性能做了研究。先利用不同的超弹性本构模型对材料试验数据进行拟合,在此基础上选择合适的模型,讨论冲击波压力幅值、胞元大小、排布对响应特点和抗冲击性能的影响。研究结果对水下非接触性爆炸下该覆盖层的抗冲击性能和机理认识有一定指导作用,为新型防护覆盖层的选用和进一步优化设计提供参考。     

超弹性橡胶材料分层圆孔蜂窝防护覆盖层动态压缩行为及性能研究

针对如何设计具有良好抗冲击性能的舰船湿表面敷设橡胶材料防护覆盖层,以舰艇水下抗冲击防护为背景,借鉴功能梯度材料概念,对四种结构分层圆孔周期蜂窝覆盖层在横向匀速加载下的压缩行为及力学性能进行研究。在利用不同本构模型对材料试验数据进行拟合基础上选择合适模型;分析变形特征、支反力峰值、峰值时间及吸能的压缩行为及力学特性;研究压缩速度、胞元大小、排布对压缩性能影响。研究结果对该类覆盖层动力学特性认识有一定指导作用,同时亦为水下非接触性爆炸下防护覆盖层选用与多目标优化设计提供参考。     

非牛顿流体阻尼器冲击缓冲实验及其建模仿真

建立一种用于描述非牛顿流体阻尼器的冲击缓冲过程的数学模型,并对阻尼器进行相应的实验。利用实验结果对模型参数进行辨识,获得碰撞环节参数及阻尼器的阻尼系数和速度指数。结果表明,这种抗冲类阻尼器与普通流体阻尼器的设计不同,它需考虑碰撞环节的参数,而这些参数对碰撞冲击力峰值具有很大的影响。在缓冲环节中,阻尼力随时间延长近似线性下降,阻尼器具有良好的耗能特性。研究结果对抗冲类阻尼器的设计提供参考。     

橡胶蜂窝覆盖层水下爆炸响应及抗冲击性能

为了进行橡胶材料手性蜂窝覆盖层的水下非接触性爆炸动响应、抗冲击性能及机理研究;利用Abaqus中的不同超弹性本构模型对材料试验数据进行拟合,在此基础上选择合适的本构模型,然后分析其响应特点,研究主要设计参数包括高度和镂空率对抗冲击性能的影响。研究结果对该覆盖层的水下爆炸抗冲击防护机理和性能认识有一定指导作用,为结构的进一步优化设计提供参考。     

准零刚度微振动隔振器的原理和性能研究

使用屈曲欧拉梁负刚度调节机构和线性隔振器并联,设计了一种准零刚度隔振器。该隔振器的特点是加载后,系统在平衡点位置的动态刚度为零,同时保留原线性隔振器的承载能力。使用更高阶的泰勒展开来简化系统的回复力,在激励幅值较大时提高了谐波平衡法的响应求解精度。通过求解零刚度隔振器和线性隔振器的力传递率,比较了两种隔振器的性能。结果显示,准零刚度隔振器具有比线性隔振器更宽的隔振频带以及更小的共振放大系数。随着激励幅值的减小,准零刚度隔振器性能变得更好,甚至出现无共振峰的全频段振动衰减。本文所设计的准零刚度隔振器为小幅值振动甚至微振动的隔离提供了新的思路。