柔性连杆机构振动控制实验研究

采用压电材料和粘弹性材料分别作为连杆机构振动主动控制和被动控制的材 料,针对一柔性四连杆机构进行了振动主动控制和被动控制的实验研究。实验结果 表明对于这类具有周期性运动特点的柔性机构振动控制而言,被动控制效果优于主 动控制效果。     

分布参数压电层合梁的振动主动控制

建立了悬臂梁上粘贴一段压电陶瓷片实现振动控制的动力学方程,定义了压电层合梁的压电消耗功率,并针对悬臂梁这一分布参数控制系统,提出了确保控制系统闭环稳定的设计方法。最后通过数值算例证明了该方法的有效性。     

梁结构边界条件识别的行波法

基于Euler-Bernoulli梁模型，研究了梁结构的波动动力学方程以及结点散射关系，在此基础上提出了行波法识别梁结构边界条件的新方法。以系统固有频率值为已知量，从行波观点出发，建立起系统的特征方程，由特征方程反解识别得到结构的边界参数。通过对附加弹性支撑的悬臂梁进行振动实验，利用所测的低阶固有频率值，辨识出边界的横向和扭转刚度。实验结果表明，该方法具有良好的识别精度，是一种极有潜力的参数辨识方法。     

电流变液夹层梁滑模振动控制的研究

采用Rayleigh-Ritz方法推导电流变夹层梁的动力学方程，在夹层梁动力分析的基础上，基于滑模控制理论，设计电流变夹层梁的主动控制的控制器。研究确定性系统和不确定性系统控制率生成。数值仿真的结果表明这些控制策略是十分有效的和现实可行的。     

电流变液夹层梁的动力学分析

将电流变材料处理为粘弹性材料,采用了线性粘弹性理论,基于夹层梁动力学分析方法,利用广义Hamilton原理,推导了电流变层合梁的动力学方程。在此基础上,研究了具有简单的边界条件夹层梁的动力学特性,得出了在外加电场作用下,电流变层合梁模态频率和模态损耗因子都随着电场的增大而增大;电流变层合梁的低阶模态损耗因子变化趋势大于高阶模态损耗因子的变化趋势;在同样的电场(或电压)作用下,层合梁的低阶模态损耗因子大于高阶模态损耗因子。这些结论表明了电流变层合梁在外加电场作用下,对低频振动具有较好的振动抑振效果。     

埋入形状记忆合金丝的复合材料圆柱壳壁板的热振动特性分析

采用有限元软件ABAQUS实现了埋入形状记忆合金（SMA）丝的复合材料圆柱壳壁板结构热振动特性分析．基于“ang-Rogers本构模型编写用户子程序（UMAT）模拟形状记忆合金材料的超弹性行为和形状记忆效应，并在不同温度和应力状态下验证了程序的正确性．基于此程序，计算了埋入SMA丝的复合材料圆柱壳壁板在温度和机械载荷作用下的一阶固有频率，分析了其热振动特性和屈曲特性．模拟结果表明：加热驱动SMA丝一般会提高结构的固有频率和屈曲临界，SMA丝的数量对结构的热振动和屈曲特性有显著影响。这些结论将对智能复合材料结构设计、抗热设计有一定的指导作用。     

振动信号预处理方法研究及其MATLAB实现

通过振动测试设备采集到的信号因外界干扰往往呈现出非线性、非平稳性和非光滑性等特点,并常常会偏离其真实值,给后续分析带来了误差甚至错误。因此振动信号的预处理在信号分析中非常重要。信号预处理是对采样信号提取特征量的首要步骤,它直接决定着后续诊断技术的使用效果及精度。讨论了振动信号预处理的两种方法——消除多项式趋势项和数据平滑处理,并基于MATLAB软件平台进行算法实现。以两著名的地震波为例,对上述算法进行验证。结果表明,处理后的信号质量有明显的改善。     

复合材料层合板非线性热振动分析

采用有限元方法研究复合材料层合板结构在线性温度场作用下非线性热振动特性．采用特征值屈曲分析方法,判断了结构在线性温度场作用下的临界屈曲分歧点,计算了结构的一阶弯曲固有频率,分析了铺层角度及铺层层数对结构临界屈曲温度分布和结构固有频率的影响,总结了其对复合材料层合板结构热振动特性影响的一般规律．这些结论对复合材料结构设计、抗热设计有一定的指导意义．     

振动控制传感器／作动器的数目和位置优化设计

提出一种确定传感器、作动器的数目和优化设计传感器、作动器位置的方法。以独立模态最优控制方法为基础,将模态控制力、作动器作动力和传感器测量的信号处理为随机变量,分别建立了模态控制力能量、作动器作动力能量的自相关矩阵的测量信号的能量自相关矩阵。进一步通过作动力能量的自相关矩阵的和测量信号的能量自相关矩阵包含的能量分别确定了作动器和传感器的数目。在此基础上,建立了基于控制系统作动力消耗能量最小和传感器测量信号能量最大,分别设计了控制系统的作动器和传感器的最优位置。通过数值算例证明了该方法的有效性。     

埋入SMA丝的复合材料层合板在热激励下的自由振动分析

采用Liang-Rogers的形状记忆合金(SMA)本构模型和相变动力学关系,编写了ABAQUS中的相应UMAT用户材料子程序,模拟了形状记忆合金材料的超弹性行为和形状记忆效应,并在不同温度和应力状态下验证了程序的正确性.基于此程序,建立了埋入SMA丝的复合材料层合板结构计算模型,仿真计算了两端固支边界条件下,热驱动SMA时的结构的固有振动特性,分析了SMA丝的热驱动温度,埋丝数量及埋设方式等对结构热振动特性的影响规律.模拟结果表明:加热驱动SMA丝一般会提高结构的固有频率,增加SMA丝的数量可以实现增大结构频率的目的;不同的埋设角度对结构的振动特性影响显著.这些结论将对智能复合材料结构设计、抗热设计有一定的指导作用.