钢框架连续倒塌的模拟方法研究

对钢框架结构在进行连续倒塌分析时的计算模型进行了研究。以1个两层两跨平面钢框架为例,分别建立了传统的理想刚接杆系模型和实体模型,采用抽柱法对2种模型进行了动力非线性分析,比较分析结果得出传统的理想刚接杆系模型由于没能考虑节点的受力与塑性变形,不能准确地反映结构连续倒塌的动力效应,使得结构抗连续倒塌性能评估结果偏不安全。对引入节点机械模型的平面钢框架进行连续倒塌分析,其计算结果与实体模型的结果接近,可较准确地反映结构抗连续倒塌性能,且耗时远小于实体模型的计算时间。建议对框架结构进行连续倒塌分析时采用引入节点性能的杆系模型。     

一种含赫兹接触的梁结构冲击特性分析方法

密封电磁继电器的接触系统可被等效为含有非线性赫兹接触条件的双梁结构力学模型。针对接触系统在冲击振动下容易被“抖断”和“抖闭”的特点,本文结合有限元方法、赫兹接触条件和Newmark β法进行编程仿真,得到了双梁结构接触系统在受到冲击下的动态特性,同时分析了赫兹接触条件对仿真结果的影响。最后借助电磁振动台对接触系统实物模型进行冲击试验,实验结果验证了方法的可行性与准确性。     

基于虚拟仪器的继电器测试系统开发

为提高继电器测试系统的稳定性和可靠性,设计了以电磁继电器为主要测试对象的自动测试系统,介绍了其总体设计方案,阐述了在继电器测试标准中定义的继电器时间参数、触点接触电阻、线圈电流、动作值及释放值等主要参数的测试原理、方法及实现。对测试标准中给定的测试电路进行了实际应用,得到了主要参数的相应数据和曲线。系统采用模块化设计,满足不同型号继电器的多参数测试需求。测试结果表明,该系统直观、性能可靠、测试速度快,能够满足常规继电器的测试要求,且界面具有良好的人机交互性,在有效提高工作效率的同时成本大降。     

三支点桥式起重机结构噪声预估及其影响因素研究

桥式起重机的动态特性直接影响其运行可靠性,而减速器齿轮系统各参数对其综合性能影响较大,因此有必要研究齿轮系统动力学特性随各参数变化的内在机理及变化规律,达到桥式起重机减振降噪的设计目的。利用ANSYS软件建立三支点桥式起重机整体有限元分析模型,在各级齿轮副接触线上施加内部动态激励,基于模态叠加法分析其振动特性,进而实现结构噪声的预估,并通过试验来验证仿真方法的可行性。在保证各级齿轮副中心距不变和总传动比相近的条件下,分析了不同模数、螺旋角、轴承支承刚度、结构阻尼比和负载下齿轮系统的振动特性和结构噪声,得到了系统振动加速度有效值、频谱图和结构噪声随各参数的变化规律。分析结果为桥式起重机相关参数的改进和减振降噪设计提供了理论依据和参考。     

基于Simulink的三相桥式全控整流电路的仿真研究

整流电路是电力电子电路中出现最早的一种,它将交流电变为直流电,应用十分广‘泛,电路的形式也是多种多样,各具特色。三相桥式全控整流电路在现代电力电子技术中应用广泛并具有非常重要的作用。在对三相桥式全控整流电路作出理论分析的基础上,应Matlab的可视化仿真工具Simulink建立了三相桥式全控整流电路的仿真模型,通过改变触发角对三相桥式全控整流电路的输出电压影响进行了仿真分析。结果表明,仿真波形与常规分析方法得到的结果具有一致性,从而得到了一种直观、快捷分析整流电路的方法。     

便贴式断电自动复位节能器的设计原理与应用前景分析

由于中国高校多数实行定时断电供电政策,第二天供电时间较早,又有很多学生睡前忘记关灯,由此造成大量的电力能源浪费。因此本小组设想制作一个夜晚断电后自动将开关复位的简易装置。本断电自动复位器可由两部分组成:电路部分和机械部分。电路部分有普通电阻及光敏电阻组成桥式结构,进而控制继电器的工作条件;机械部分主要由套筒、销钉、衔铁和弹簧线圈构成。夜晚断电后,光敏传感阻值改变,使继电器吸合,带动销钉使弹簧复位,使开关自动关闭。同时使装置内置电路断开,降低功耗。来电之后,开灯的压力使弹簧受压,销钉限制弹簧复位。同时接通内置电路,光敏传感进入工作状态。本系统利用机电一体化的有机结合,真正地达到了节能和减排的目的。     

混合润滑状态下粗糙界面法向接触刚度计算模型与特性研究

机械装备系统的静态特性和动力学特性取决于系统接触界面法向接触刚度。基于粗糙表面形貌的Greenwood-Williamson统计模型描述与液体润滑界面的油膜共振模型和弹簧模型,推导了机械结构混合润滑粗糙界面固体接触刚度和液体润滑介质接触刚度,并实现粗糙微凸体固体接触刚度与液体润滑介质接触刚度的耦合,提出了一种混合润滑状态下粗糙界面法向接触刚度的计算模型,分析了接触界面形貌参数、润滑介质和接触基体材料属性对界面法向接触刚度的影响规律。结果表明:润滑介质的声阻抗是影响液体接触刚度的主要因素,声阻抗增大时,液体接触刚度减小;接触基体材料的表面形貌和弹性模量是影响固体接触刚度的主要因素,界面粗糙度和弹性模量增大时,固体接触刚度增大。混合润滑粗糙界面接触刚度计算模型的提出,为机械结构润滑接触界面的刚度计算、性能预测与优化提供理论和实验参考。     

基于数字电路模型的继电器控制电路测试技术研究

继电器能够兼具主动和被动控制的双重互动作用,在自动化电路中频繁使用,以自动开关的外在表现形式通过小电流反作用控制大电流,能够有效的保护调节电路正常稳定运行。根据现有的继电器对于电路的作用,尝试通过介绍如何将其转换成综合性逻辑电路模型的途径和所要注意的事项。在测试中选用伪穷举测试法的测试结果进行分部分的计算,另外测试中还要运用到数字电路的测试技术进行辅助检测。最后通过在柴油机严控系统实例的中验证模型的适用性,得出的结果是与预期的构想相一致,该测试可以并可以长期在建模和分析中使用。     

局部约束结构振动的模态研究

制动盘/摩擦块系统的制动过程属于局部接触振动问题。摩擦块局部接触(约束)会对系统模态及固有频率造成影响,进而影响制动噪声的产生。将刹车盘简化为一维循环梁结构,并建立了在摩擦块作用下的运动方程。首先计算无接触时梁自由振动的模态(参考模态)。然后用线性弹簧代替局部接触,列写出连续条件并计算模态,得到所谓局部非连续基函数。将局部非连续基函数与参考模态进行正交化处理后,作为参考模态的补充,用于计算系统响应。与差分法结果比较表明,与传统模态方法相比,局部非连续基函数法更为准确。研究发现局部接触会抑制循环结构振动的对称性,导致正弦或余弦模态消失,以及刚度非线性和摩擦作用,会使振动是波动型的。该工作为基于局部非连续基函数法研究摩擦结构不稳定振动机理打下了基础。     

考虑间隙的空间圆柱铰多体系统运动学精度及动力学分析

为了研究空间圆柱铰间隙对系统性能的影响,针对典型的空间圆柱间隙铰结构,分析了其所有可能出现的接触模式。针对空间圆柱铰轴向和径向都存在间隙的情况,对复杂的接触模式进行了几何和运动学分析,提出一种改进的计算潜在接触点位置的方法,建立了接触碰撞力模型,将其带入多体系统动力学方程。对空间双摆进行了理想模型和间隙模型的对比分析。结果表明,由于轴向和径向间隙的存在,系统的运动学精度和动力学性能都受到了很大的影响,间隙大小的变化也会改变系统的运动学到位精度。空间圆柱间隙铰的建模方法和结果为机械结构的设计和改进提供了理论依据。     

基于ARM和RFID技术的嵌入式系统研究

分析研究基于ARM微处理器和射频识别(RFID)技术的嵌入式系统。详细分析介绍射频识别模块和其核心芯片MFRCS00的结构,以及ARM的核心芯片LPC2200的结构和特点,并分析设计RFID和ARM的相关接口电路。     

电磁继电器触簧系统振动加速度的分析方法

电磁继电器触簧系统固有振动频率和极限加速度是衡量其力学环境防护性能的两个重要指标。综合分析了静触簧为刚性结构和柔性结构的触簧系统，建立其抗振性分析数学模型，给出了簧片振动加速度的解析表达式及检验电磁继电器触簧系统抗振性的合理判据。通过分析影响电磁继电器触簧系统振动加速度的相关因素(主要包括材料特性参数、尺寸参数、触点初压力、触点质量)，得出了若干有关提高电磁继电器触簧系统抗振性能的重要结论。这些结论可为电磁继电器机械反力系统参数优化设计提供理论基础。     

汽车继电器用AgMeO触点材料不同配对方式时的性能

为了探究触点配对方式对汽车继电器电接触性能的影响,选取AgMeO型触头材料进行实验,采用粉末冶金法制备AgSnO₂, AgCuO和AgZnO 3种触头材料,并测量其物理性能,采用JF04C电接触触点材料测试系统,按5种不同触点配对方式进行电接触实验,并对实验前后的阴阳极触点进行称量,实验结果表明：触点配对方式对接触电阻,材料转移和损耗影响较大,对燃弧能量的影响较小,通过对触点进行不对称配对可以明显降低接触电阻和材料转移和损耗,明显改善汽车继电器的接触性能.     

含间隙铰的机械多体系统动力学模型

对四类间隙铰模型(连续接触模型、有限元模型、经典碰撞模型和接触变形模型)进行分析比较，给出了经典碰撞和接触变形模式的含间隙多体系统动力学模型。经典碰撞模式的动力学模型着重考察系统动力学的整体行为，不能预测碰撞过程中铰关节局部接触力的变化历程。接触变形模式的多体系统动力学模型考虑了碰撞体间的法向和切向接触力，以及阻力矩，能够求解系统运动过程中间隙铰轴销与孔体的碰撞力。采用间隙铰的非线性弹簧阻尼模型，研究了重力场及其方向性对空间可展机构动力学性能的影响。计算结果表明，无重力与有重力环境时含间隙可展机构动力学行为有较大地差别，重力作用使间隙铰内碰撞减弱。为了保证在地面试验中可靠地预测在太空展开性能，可展机构在地面试验时应采取重力补偿措施。     

FBAR振荡器作为六端口反射计射频源的BAW传感器读出电路

为解决由于FBAR的谐振频率处于射频频段,导致BAW传感器读出电路难以实现的问题,将FBAR振荡器作为六端口反射计射频源,以检测FBAR谐振频率,从而实现BAW传感器信号读出的新型读出电路。在ADS软件中,通过建立FBAR的MBVD模型并采用Pierce拓扑结构实现FBAR振荡器的仿真模型,以及建立六端口反射计的仿真模型,并结合两个仿真模型建立BAW传感器的最小系统模型。BAW传感器最小系统模型的仿真结果表明:由FBAR振荡器和六端口反射计实现BAW传感器读出电路的可行性。为实验验证该结构,搭建一个基于微带六端口网络实物的六端口反射计实验装置,准确地测得1个案例FBAR振荡器的振荡频率为1.5 GHz,该振荡频率就是传感器表头中FBAR的谐振频率。     

桥式推挽结构超声激励电路性能分析

基于桥式推挽结构,设计了由两路正向单脉冲电压产生双极性电压效果的电路,提高了激励信号的能量,为超声无损检测激励电路的负向耐压低、供电电源复杂等问题提供了解决方案。该方案包括硬件实现和相关实验验证。脉冲回波检测实验结果证明:桥式推挽结构的超声激励可以提高回波的幅度,在相同实验条件下,回波幅度为单极性方波脉冲激励的两倍,等效于双极性方波脉冲激励的效果。该文方法可以提高超声激励电路的性能,为高性能便捷式超声激励系统的设计提供了理论和实验依据。     

静电型微继电器的设计与研究

静电型微继电器采用静电致动原理,以静电力作为触点吸合的驱动力。在分析纵向静电型微继电器工作原理和Pull-in模型的基础上,给出了当前国内外典型的静电型继电器结构,阐述了这些微继电器的技术特点、制造工艺及其主要性能参数。对静电型继电器触点的材料选取及其性能进行比较分析。分析了静电型继电器实用化存在的主要技术难题和进一步研究可能的方向。     

应用传递矩阵法分析电磁继电器变截面直簧片固有频率

电磁继电器中触簧系统固有频率的分析是研究其振动特性的基础。变截面直簧片结构具有更好的反力性能与抗振性能等特点,因此广泛应用于各类电磁继电器中。应用传递矩阵法建立了变截面直簧片的统一数学模型,并对包括带圆孔型、分岔型、梯形等变截面直簧片结构的固有频率进行分析求解,计算结果表明本方法准确性高,适用性广。通过改变变截面直簧片形状参数,表明在一定范围内变截面直簧片的抗振性优于等截面直簧片。     

静动力弹塑性分析的杆系离散单元计算理论研究

杆系离散单元法的现有研究成果均假定接触本构模型的切向弹簧仅用于描述剪力引起的纯剪切变形,这与弯曲梁理论下剪力引起的变形情况不相符。该文针对该问题重新定义了切向弹簧,并根据能量等效原理系统推导了不考虑或考虑剪切变形工况接触本构模型的切向接触刚度系数计算公式。在此基础上,提出了杆系离散单元精细塑性铰法以描述结构的塑性开展问题,推导了颗粒间的弹塑性接触本构模型。采用自编程序对两个大型网壳结构分别进行了静、动力弹塑性行为分析,验证了接触本构模型正确性和精细塑性铰法的适用性。该文将杆系离散单元法的基本计算理论系统化,并补充了杆系离散单元法的弹塑性计算理论,为结构静、动力分析提供了新思路。     

铁路新型钢-混凝土组合桁架桥在列车作用下的动力响应分析

对一种由三角形桁架和混凝土槽形板组成的铁路新型钢－混凝土组合桁架桥建立了车－桥动力相互作用空间分析模型,它由车辆模型和有限元桥梁模型组合而成,以轨道不平顺作为系统的自激激励源。以西安－平凉铁路上的马屋泾河特大桥主桥为工程背景,对这种新型钢-混组合结构的车桥耦合振动进行了动力仿真分析。对桥梁在重载货车、中速客车、高速客车等不同列车荷载工况下的动力响应进行了数值计算,并对桥上车辆的走行性能进行了评价。计算结果表明：该桥式方案能够满足三种类型列车在不同等级车速范围内安全、舒适的运行,可广泛用于我国货运、普通客运及高速铁路