应用微分方程解非线性尺寸链

平面尺寸链中,封闭环尺寸可以为非线函数.对于非线性尺寸链,既有长度尺寸变量,又有角度尺寸变量,不能运用简单的代数和求解.为了简化问题,往往忽略角度误差的影响,把角度视为常量,简化为线性尺寸链求解.事实上,角度误差对封闭环尺寸的影响是不应忽视的.应用全微分概念,不忽略角度误差的影响,解非线性尺寸链,概念清晰,计算精确.     

静电驱动的亚微米悬臂梁谐振器非线性特性

理论分析了亚微米尺寸的悬臂梁结构的非线性力学模型,研究了非线性产生的物理机制.采用外部静电激励机制,使悬臂梁谐振器产生谐振,借助Polytec激光多普勒测振系统检测了悬臂梁的频率响应曲线.测试结果表明,悬臂梁具有显著的非线性效应(即"弹簧变软"效应).实验证实了这种非线性效应几乎和交流电压无关,却随着直流电压的增大而显...     

柔顺桥式位移放大机构的非线性建模与优化

柔顺桥式位移放大机构因结构紧凑、位移放大倍数大等优点已成为精密工程领域的研究热点。针对以往研究仅在线性范围内讨论桥式位移放大机构的设计与分析的问题,本文对典型集中柔度桥式位移放大机构进行了非线性建模与优化。考虑剪切作用与几何非线性,通过能量法、有限单元法与数值拟合,对机构的输入输出关系进行半解析建模,以实现非线性结果的快速预测。为实现输出位移最大化与抑制几何非线性作用,提出机构平面内尺寸与厚度的综合优化策略。ANSYS Workbench有限元仿真显示,机构非线性建模误差均在5%以内且优化结果具备有效性。本文提出的两步法半解析非线性建模方法以及平面内尺寸和厚度的综合非线性优化策略对其它复杂柔顺机构的非线性结果快速预测与优化设计具有参考意义。     

立式储液罐象足屈曲的准静态数值模拟

“象足”屈曲现象是大型钢制立式储液罐地震破坏的主要形式之一,它发生在靠近底部的壁板区域。在考虑大变形几何非线性和材料非线性条件下,本文利用非线性有限元法,以轴对称载荷壳单元模型,对一定尺寸范围内的储罐进行了准静态弹塑性屈曲分析。研究了受轴向压应力情况下,环向应力和轴向压缩失稳能力之间的关系。并强调了轴向压力是导致失稳的主导作用。     

几何非线性效应对接管高应变区力学特性的影响

通过运用三维大应变弹塑性有限元程序计算了接管高应变区应力集中系数及鼓胀变形,分析了几何非线性对接管高效应变区力学特性的影响,同时对一台相同尺寸的实物容器进行实验验证,结果表明,接管高应变区的几何非线性效应十分明显,它较好地反映该区域的受力特性和变形情况。     

组合转子-轴承系统非线性振动相似律研究

针对重力对系统原型、模型滑动轴承处振动相似性影响的问题,采用量纲分析法推导了考虑重力影响的组合转子-轴承系统非线性振动相似律表达式。理论分析了考虑重力对缩比模型建立的限制,并提出补偿方案满足完全相似关系。在此基础上,考虑尺寸畸变的影响,采用优化理论推导了轮盘尺寸畸变相似关系。分别建立考虑重力影响和同时考虑重力和尺寸畸变影响的数值仿真模型对相似关系进行验证,并与未修正模型进行对比。结果表明,考虑重力影响和同时考虑重力和尺寸畸变影响建立的修正模型均能对原型轴承处振动响应及油膜涡动过程进行准确预测;而未修正模型的预测误差很大,不能指导非线性振动试验。     

计算机辅助二维尺寸链计算研究

为了提高二维尺寸链的计算效率,可使用计算机辅助求解。根据全微分法,在传递系数与偏导数定义的基础上,结合非线性方程组的数值解法,提出了传递系数的数值解法;运用VB6.0与MATLAB软件,编写了一款通用的平面尺寸链计算软件。通过实例计算,并用理论解进行验证,结果表明该方法计算精度高,可有效地提高平面尺寸链求解的准确性和计算效率。     

纳米梁的动态特性研究

根据Langmuir的单层吸附理论分析了梁对气体的动态吸附,考虑了在气体自由程和梁的尺寸可比拟时的气体阻力作用,并在此基础上对原有的谐振梁振动的非线性模型作了修正.     

焊接模型的非线性方程组参数估计法

图像的标定就是确定世界坐标系和图像坐标系的几何关系。在透视光变换模型的基础上,运用非线性方程组参数估计中的牛顿法对焊接模型进行了重新标定。通过对非线性估计法实验数据的分析可以看出,当图像有干扰时,标定的参数值能够最大限度地接近真实值,用估计法求解降低了传统标定过程中因过参数化而导致的求解结果误差较大的问题,为进一步的自动焊缝跟踪提供了准确的焊缝尺寸信息。     

材料早期损伤的非线性超声诊断

对于材料微结构特征的检测,特别是材料早期损伤,非线性超声具有独特的优势。立足于非线性超声的发展历程,阐述了非线性超声的基本理论和数学模型,深入分析了非线性超声参量的影响因素,包括位错单极子模型、位错偶极子模型、析出物和微裂纹;阐述了非线性超声的实验方法,重点介绍了非线性超声纵波和表面波的检测方法;论述了非线性超声在闭合裂纹、疲劳及位错早期损伤、材料热老化、蠕变及材料辐射损伤等领域中的应用;最后总结了非线性超声检测技术在材料早期损伤应用中面临的机遇和挑战。     

风电机组偏航状态载荷控制

随着低风速风场的不断开发,低风速型风电机组面临叶轮尺寸不断增加和风况更加多变的情况。叶轮尺寸的不断增大带来了叶片柔性的增加,需要更加准确的仿真模型。而风况的多变导致机组长期处于偏航状态,进而导致叶片载荷波动的加剧,对机组寿命产生较大的影响。基于非线性耦合模型,提出了一种独立变桨载荷控制方法。非线性耦合模型采用了几何精确梁和自由涡尾迹方法,更适用于大尺寸叶轮的流固耦合效应的仿真。结果显示,提出的独立变桨控制方法不需要复杂的控制系统和额外的传感系统,即可以获得较好的降载效果。     

ABAQUS中的非线性模拟

ABAQUS在处理非线性模拟方面功能强大,本文主要针对力学模拟中的几何、材料、边界三种非线性问题进行讨论,重点是如何在ABAQUS中定义这三种非线性问题,包括在CAE模块中定义和在关键字中定义。     

技术文摘专栏

管状橡胶支座径向刚度的非线性有限元分析 【摘要】：针对橡胶的大变形特点,对工程中常用的管状橡胶支座进行非线性有限元分析,得出支座受径向载荷时的刚度与应变大小和支座尺寸的关系。此外,利用方程回归工具得到径向刚度的近似计算模型。     

含椭圆表面裂纹橡胶-钢球支座在扭转载荷下的断裂分析

通过非线性有限元方法对橡胶-钢球支座在扭转载荷作用下存在的椭圆表面裂纹情况进行了数值模拟,给出撕裂能与裂纹尺寸、载荷和橡胶层厚度的关系曲线．结果表明,对界面椭圆表面裂纹,同一裂纹深度,撕裂能随载荷的增加而增加,随橡胶层厚度的增加而减小．对橡胶层中间含椭圆表面裂纹,撕裂能随裂纹深度的增加而增加．最后,利用非线性回归工具得到撕裂能的经验计算式．     

金属材料拉伸应力非线性超声特性研究

使用摄动法求解小应变情况下一维非线性波动方程,研究超声波在固体介质中传播时非线性波动规律,分析二阶非线性系数β、三阶非线性系数δ与基波和各次谐波关系。据此研究金属材料在拉伸应力变化时,高阶非线性系数β、δ等参数随拉伸应力变化规律。构建非线性超声检测系统,测量2024铝合金和45钢在拉伸试验过程中非线性系数β、δ的变化趋势。试验结果表明:非线性系数与拉伸应力σ呈单调上升关系。对于2024铝合金,当拉伸应力σ小于屈服极限的84.6%时,二阶非线性系数β与拉伸应力σ近似成线性关系;当拉伸应力σ大于屈服极限84.6%时,二阶非线性系数β随拉伸应力σ的增加变化很小。对于45钢,当拉伸应力σ小于屈服极限的84.5%,二阶非线性系数β与拉伸应力σ近似成线性关系;当拉伸应力大于屈服极限的84.5%时,二阶非线性系数β急剧增加。对于三阶非线性系数δ,2024铝合金和45钢转变点分别出现在屈服极限的76.9%和78.9%处。二阶与三阶非线性系数对于拉应力具有不同的灵敏度,三阶非线性系数δ比二阶非线性系数β对应力的变化更为敏感。     

起重机设计规范中双向压弯构件验算公式的对比研究

以起重机金属结构为代表的空间双向压弯构件非线性强度计算问题受到普遍关注.以典型动臂式起重机的动臂为研究对象,其平面内和平面外的约束条件不同,给出了塔式起重机设计规范(GB/T 13752-2017)非线性强度校核公式中危险截面的位置公式,该公式与构件的尺寸参数、截面参数和材料参数有关.比较了起重机设计规范(GB/T 3...     

PWM控制非线性系统研究

针对两种常见的非线性(间隙非线性和摩擦非线性)系统设计了采用PWM控制器的控制方案.通过 MATLAB中的S-Function构建PWM控制器,并与另一种仿真方法进行比较,证明此控制方案的可行性.     

M2110型内圆磨床控制系统的研究与设计

针对M2110型内圆磨床在磨削时的非线性因素对工件尺寸的影响,介绍了基于51单片机的控制系统,提出了"控制型"磨削的优化加工方法。采用程序控制抗干扰能力强,可以有效地抑制加工过程对精度的影响。该系统具有结构合理、硬件线路简单及设定灵活,使现场系统具有更为可靠、性价比更高以及维护便捷等特点。     

影响超微氧化锆陶瓷超声检测因素探讨

基于对影响超声非线性检测因素的探讨,考察利用超声检测非线性氧化锆陶瓷的可行性。实验数据表明：脉冲激励串数从5增加到55时,非线性系数下降81.59%;加窗处理后的非线性系数不足原值的30%;不断增加输入电压,基波的平方与二次谐波呈线性相关,相关程度为99.84%。非线性系数的单调变化表明应用超声非线性无损评价氧化锆陶瓷是可行的。     

IDC机柜结构地震工况非线性时程分析研究

文中以互联网数据中心(Internet Data Center,IDC)机柜为研究对象,在Radioss软件中进行该机柜地震工况的非线性时程仿真研究.通过对有限元模型单元类型、网格尺寸和网格质量的控制,达到与物理实验的对标.文中进行了材料力学性能试验,标定了冷轧钢板的材料模型参数,同时还分析了沙漏能控制模式对计算结果的...