爆炸焊接参数设计能量模型(I)

论述了建立爆炸焊接参数设计能量模型的依据和方法 ,得到了表征能级分布和能级转换的等能量线和数学表达式 ,阐明了焊接参数的变化规律和等能量线的性质     

爆炸焊接参数设计能量模型(Ⅰ)

论述了建立爆炸焊接参数设计能量模型的依据和方法，得到了表征能级分布和能级转换的等能量线和数学表达式，阐明了焊接参数的变化规律和等能量线的性质。     

深水锚泊线串联浮筒系统的动力特性分析

在时域范围内建立深水锚泊线串联浮筒系统的动力分析模型,考虑锚泊线和海床之间的接触作用,基于Morison公式计算锚泊线的惯性力和拖曳力荷载,并利用单根锚泊线由于上部浮体运动而吸收的能量来计算锚泊阻尼。分析串联浮筒系统对锚泊线张力和阻尼的影响特征,进而对串联浮筒的大小和所处位置进行参数敏感性分析。该结果对深水浮式平台锚泊系统设计中如何有效地减小锚泊张力具有实际意义。     

考虑热效应的滚滑并存线接触粗糙界面的摩擦能量耗散特性研究

高速、重载工作条件下,机械结构滚滑并存界面的温度热效应变得显著,可导致系统的动力学特性、磨损特性和工作稳定性等发生根本性变化。通过建立滚滑并存线接触粗糙界面模型,基于界面的法向载荷由润滑油膜和粗糙体共同承担的载荷分配思想,采用Greenwood-Williamson统计模型描述粗糙表面形貌,考虑界面温度热效应的影响,建立了滚滑并存线接触粗糙界面的能量方程、油膜厚度方程和粗糙体接触压力方程,求解了界面温度场,获得了表面粗糙形貌、界面法向载荷和运动速度对热润滑油膜厚度参数和摩擦能量耗散量的影响特性,为机械结构的润滑状态预测和系统动态性能分析提供基础。     

焊接气溶胶喷射速率模型研究

基于焊接电弧特性和发尘特性提出等效发尘面积概念,通过分析发尘量与焊接参数之间的关系,建立了电弧焊焊接气溶胶喷射速率的数学物理模型,并推导出数学表达式.用该式对不同焊接线能量时E5015焊条电弧焊气溶胶喷射速率进行计算,结果表明随着焊接线能量的增加焊接气溶胶的喷射速率也相应增大,且速率值与一般实测结果基本一致,说明本文提出的焊接气溶胶喷射速率模型是合理的.这对焊接气溶胶扩散的数值模拟,更有效地实现对焊接气溶胶的控制具有重要意义.     

弹塑性SDOF系统的地震输入能量谱

以4种场地土条件下40条强震记录为输入,分析了弹塑性单自由度(Single Degree of Freedom,SDOF)系统的地震输入能量谱,并对地震动强度和SDOF系统参数对地震输入能量谱的影响进行了研究。结果表明:能量谱峰值主要由地震动强度决定,阻尼比和延性系数有很大影响。在长周期范围,延性系数一定时,随着阻尼比的增大,能量谱值也有所增大;随延性系数增大,能量谱值随阻尼比增加而增大的趋势有所减缓。采用归一化方法,根据能量谱的特征建议了简化三段式地震输入能量谱,并根据能量谱分析结果的统计,建议了弹塑性SDOF系统能量谱峰值和能量谱曲线参数的确定方法。     

超声导波频散曲线反演皮质骨参数的研究

皮质骨参数的变化可以反映骨质的健康状况,因此文章提出了一种频散能量匹配算法来反演皮质骨参数。首先,通过频散特性方程计算出预定义参数下的频散曲线数据库;其次,利用时域有限差分算法建立皮质骨声场模型,将仿真的时域信号通过功率谱估计得到频散能量信息,并与数据库进行匹配,通过分析匹配结果的能量从而得到皮质骨的厚度、纵波速度和横波速度。仿真结果显示：与理论值相比,厚度的平均相对误差为3.8%,纵波速度与横波速度的平均相对误差分别为0.6%、0.9%。对三组离体牛胫骨皮质骨进行反演,离体实验结果显示：与真实值相比,厚度相对误差为4.9%,且实验频散曲线与反演得到的理论频散曲线吻合。因此文中所提出的反演算法可以有效获取皮质骨的厚度,横波速度和纵波速度,从而为评价骨质的健康状况提供可靠的依据。     

抗震结构模糊随机动力可靠性分析

本文对在考虑地震烈度和场地土分类的模糊性的基础上所建立的含模糊参数的地震地面运动随机过程模型,采用分步等效线性化及状态方程法,求出了结构模糊随机变形和能量反应的统计矩;基于单参数(变形或能量)及双参数(变形和能量)的模糊破坏准则,分析了抗震结构的模糊随机动力可靠性。最后给出了两个自由度结构的数值算例,表明双参数准则更为合理和安全。     

金属粉末过滤管与法兰焊接焊缝研究

研究了不同焊接工艺参数下,金属粉末过滤管与法兰焊接焊缝宽度、热影响区宽度、熔深和微观组织以及这些参数与焊缝强度的关系,寻找保证焊缝强度的最小焊接线能量,分析了影响焊接强度的因素.     

基于遗传算法与能量方程的粘弹性隔震装置参数优化分析

本文基于能量方程研究了粘弹性隔震装置的参数优化问题,从能量角度提出了基于遗传算法的目标优化函数,建立了粘弹性隔震装置参数优化模型。以柱面网壳隔减震为例,基于遗传算法和能量方程,采用ANSYS和MATLAB并行对其进行参数优化分析,并分析了该方法对地震波的敏感性。结果表明：基于能量方程的优化目标函数,通过遗传算法优化分析得到的粘弹性隔震参数能够使得结构的位移和应力得到有效的控制;同时也表明该优化方法受不同地震波的影响较小。     

周期荷载作用下拱式振动能量采集器的压电分析

能源需求的不断增加以及环境问题的日益凸显迫使人们在环境中寻求清洁能源。该文提出了一种新型拱式能量采集器,能有效利用波浪的振动能量。从拱式振动能量采集器的工作原理分析能量采集的可行性,采用Comsol建立了拱式能量采集器的有限元计算模型,分析周期荷载作用幅值、激励频率、负载电阻、压电片位置和基础层材料等参数对能量采集器压电性能的影响,确定采集器的最优设计参数。     

三参数电磁能量收集装置机电耦合性能研究

以电磁能量收集装置作为研究对象,考虑装置机械振动部分结构形式的差异,分别建立三参数和两参数电磁能量收集装置的系统模型。通过引入无量化参数,以单频简谐激励作为环境载荷给出两类能量收集装置的位移响应和电流响应的解析表达式。分别考虑电路部分和机械振动部分各主要设计参数进行影响因素分析,对比研究了两类能量收集装置的机电耦合性能。为了更直观比较不同类型能量收集装置的能量转化性能,将输入到电路外部负载的平均电功率作为考核指标。结果表明:改变机械阻尼比和三参数系统的刚度比,可显著提升能量收集装置的机电耦合性能和能量转化特性。同时,三参数系统输入电路外部负载的平均电功率也大于两参数装置。仅改变电路部分的参数,对两类能量收集装置的影响相同;但是,通过同时调整机械阻尼比和三参数系统刚度比可增强三参数能量收集装置的能量转化效率。     

一种内部碰撞型三质量阻尼器试验验证及数值模拟分析EI北大核心CSCD

提出了一种新型控制装置——碰撞型三质量阻尼器(vibro-impact tri-mass damper,VITM),该装置基于三类质量阻尼器发展而成,包含一个调谐质量阻尼器、一个非线性能量阱,以及位于两者之间的自由质量,中间质量可与两侧质量发生碰撞。首先,介绍VITM工作原理,建立运动方程和碰撞模型;其次,实施动力试验,验证VITM理论模型的准确性;最后,通过数值模拟方法对VITM的耗能特点、参数影响、频率和能量鲁棒性,以及减震性能展开研究。分析结果表明:VITM主要依靠碰撞耗能,减振效果显著,无需再增设阻尼装置,且碰撞发生在装置内部,不会增加受控结构加速度;同时,VITM较已有装置具备更强的频率和能量鲁棒性,在脉冲型荷载和地震作用下均展现出优越的控制性能,为工程结构减震提供了新方法。     

钢筋混凝土剪力墙在冲击荷载作用下的数值模拟分析

为了研究钢筋混凝土墙在冲击荷载作用下的性能,首先利用LS-DYNA软件建立有限元模型对已有的试验进行了模拟,模拟结果和试验数据吻合良好证明了模型的正确性。在此基础上建立了7组28个钢筋混凝土墙在冲击荷载作用下的LS-DYNA有限元模型,分析冲击能量、冲击质量、轴压比和配筋率等因素对钢筋混凝土墙体抗冲击性能的影响;结果表明:冲击质量相同时,冲击能量和墙中部最大位移成线性增长的关系;而冲击能量相同时,冲击质量的改变将影响冲击过程中能量在钢筋和混凝土中的分配;随着冲击质量减小冲击速度增大,混凝土局部损伤加重,钢筋吸收能量减小,变形消耗的能量减小导致位移减小;轴压比小于0.3时,轴力对抗冲击能力有利,小轴压比的情况下可以不考虑轴力进行设计,结果偏于安全。通过对基于能量的设计方法进行讨论,提出了利用墙板塑性铰线法的静力设计方法来抵抗对应冲击能量作用下的设计思路,并总结了设计流程且对公式中的参数给出了建议取值。     

多稳态压电振动能量采集器的动力学模型及其特性分析

提出了一种双线性弹性元件耦合的多稳态压电振动能量采集器,利用线性弹性元件的大变形引起采集器结构几何构型的变化,使采集器产生单稳态、双稳态和三稳态等非线性振动特性,达到提高能量采集器输出性能的目的。建立了双线性弹性元件耦合压电振动能量采集器的非线性恢复力模型,基于该模型,利用Rayleigh-Ritz模态分析法和能量守恒原理建立了能量采集器的集总参数机电耦合动力学模型,通过对动力学模型无量纲化处理后,仿真分析了系统参数对能量采集器的静力学特性(如非线性恢复力、势能、静态平衡点及其分岔)和动力学特性(振动位移、速度、相图、采集电压等)的影响。有限元计算结果验证了该仿真分析结果的正确性。研究结果表明:系统参数α=β≠0时能量采集器表现出光滑连续的单稳态、双稳态和三稳态等动力学特性,其中双稳态和三稳态振动时的能量采集输出功率比线性能量采集器高。     

多稳态压电振动能量采集器的非线性动力学特性及其实验研究

为了提高非线性双稳态压电振动能量采集器的输出性能,提出了一种基于磁-机-压电耦合的非线性多稳态振动能量采集器,通过在双稳态压电振动能量采集器模型基础上增加一对外部磁铁,构造了具有四个稳态的非线性压电振动能量采集器。利用磁偶极子理论建立了采集器悬臂梁末端磁铁与外部磁铁之间的非线性磁力模型;利用Hamilton原理和Raleigh-Ritz方法建立了四稳态压电振动能量采集系统的分布参数机电耦合动力学模型;仿真分析了磁铁水平间距和外部磁铁间距等参数对系统非线性磁力、非线性分岔特性和动力学特性的影响。制作了四稳态压电振动能量采集器原理样机,搭建了样机性能测试平台,实验结果与仿真结果具有较好的吻合度。研究结果表明四稳态压电振动能量采集器可以在低激励水平作用下显著提高能量收集效率,且具有较宽的工作频带。     

面向绿色制造的高速加工能量模型

高度发展的工业生产给人类社会带来了高度的物质文明,同时也消耗了大量的能量。而我国能量的利用率低,能量消耗大,降低消耗就成了当务之急,本文通过能量模型的建立,得到工艺参数与能量模型之间的关系。     

地震作用下相邻结构间阻尼器的优化参数研究

对地震作用下相邻结构间连接阻尼器的优化参数理论表达式的适用性作了详细的研究,分别为粘弹性阻尼器和粘滞流体阻尼器。共有两种减震控制目标,使主结构的平均相对振动能量最小和使两相邻结构的总平均相对振动能量最小。采用虚拟激励法,研究了小震作用下结构处于线弹性状态时阻尼器的优化参数取值,详细分析了结构模态阻尼比和场地条件的变化对阻尼器优化参数的影响;采用时域和频域分析方法,研究了强震作用下结构处于弹塑性状态时阻尼器的优化参数值,并与理论值进行了对比。结果表明,结构模态阻尼比和场地条件的变化对阻尼器的优化参数影响很小;结构处于弹塑性状态时阻尼器的优化参数值与结构处于线弹性状态的取值相差不大,均与理论值比较接近,该结论对于阻尼器的优化参数理论表达式的应用非常有利。     

L型压电振动能量采集器的有限元分析与特性仿真

单频悬臂梁式压电振动能量采集器存在工作频带窄、采集转换效率低等问题。通过在单频悬臂梁式压电振动能量采集器的水平悬臂梁末端增加一垂直悬臂梁,构造了一种L型宽频压电振动能量采集器;运用有限元法建立L型振动能量采集器的有限元分析模型,仿真分析了L型振动能量采集器的结构参数对其前两阶模态频率的影响,得到了结构最优尺寸。利用Hamilton原理建立了L型能量采集器的机电耦合分析模型,对其振动特性和电输出特性进行了数值仿真,结果表明L型结构能够提高能量采集器的工作频带和采集效率。     

基于输入能量的地震动时程强度包络函数研究

结构随机振动分析和人工合成地震动记录均需要将反应谱转换为功率谱,地震动强度包络函数对转换结果有着重要影响。为合理地确定强度包络函数模型中各参数的取值,依据输入能量谱与傅里叶幅值谱的精确转换关系,建立了由非平稳地震动功率谱计算输入能量谱的方法,并分析了各参数取值对功率谱与能量谱的影响。以匹配设计谱的天然地震动记录样本的平均输入能量谱作为参考依据,通过与设计谱转换得到的输入能量谱进行对比分析,确定了各类场地设计谱转换为功率谱时,强度包络函数模型的各参数取值。通过人工合成地震动记录的输入能量谱分析,验证了各参数取值的合理性。