旋转电流变复合梁的有限元建模分析

研究了含有电流变材料层的旋转复合梁的振动特性。利用Hamilton原理和有限元方法推导了电流变夹层梁的动力学方程。分析了外加电场、旋转速度及电流变层的厚度等对梁的固有频率和模态损耗因子的影响。仿真结果表明电流变材料在外加电场作用下，能显著提高系统的阻尼损耗因子，可有效抑制旋转梁结构的振动。     

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。     

电流变液夹层圆柱壳声振性能实验研究

本文选用自行配制的硅油基纳米硅粉和淀粉电流变液 (ERF) ,对灌注电流变液的夹层圆柱壳体的隔声性能及声激励结构响应进行了实验研究 ,对不同电流变液在外加电场下的流变现象进行了定性分析和比较 ,分析了外加电场对电流变液夹层圆柱壳体的声和振动的控制效果。实验结果表明 :施加电场后的电流变液夹层圆柱壳体对处于中、高频率的声波没有明显的吸收和阻隔效果 ,但对于由声激励引起的结构振动有明显的控制作用。无论对声传播还是声激振动 ,电流变材料的影响都是随频率变化而变化的。     

横向可压缩电流变夹层梁的振动特性

讨论了电流变夹层梁在考虑电流变材料层横向可压缩时的动力学特性。在建模过程中将电流变材料视为可压缩的粘弹性材料, 假设电流变材料层的横向位移随厚度变化。基于一阶剪切变形理论和能量方法建立了电流变夹层梁的挤压-剪切动力学模型, 并采用有限元方法进行了离散求解。通过对悬臂梁的仿真和实验分析得出:在电流变夹层梁的振动过程中, 上、下约束层的横向位移并不完全相等, 在低频阶段相差不大, 但在高频阶段较为明显; 加大外加电场的强度, 可以减小横向位移的差值; 而电流变层厚度的增加, 将使横向位移的差值加大。      

基础简谐激励下匀速旋转运动电流变夹层梁的振动稳定性

摘 要：建立了基础激励和定轴转动联合作用时电流变夹层梁的运动微分方程,着重研究了基础简谐激励和匀速旋转运动作用时电流变夹层梁的振动稳定性。采用多尺度法获得了梁的一次近似解析解和参激振动失稳的条件。通过对电流变夹层梁在不同激励参数、控制电场和旋转角速度时的振动响应时间历程曲线和对应相图的数值分析,探讨了电场作用下电流变夹层梁的参激振动稳定性。仿真结果表明,在一定的条件下,可以通过控制作用于电流变夹层梁的电场强度来改变系统出现运动不稳定的临界激励幅值,提高结构的动力稳定性。     

电流变液对活塞式结构振动的控制

本文研究了电流变液和弹簧所组成的粘弹性型活塞式结构的振动.实验表明,随外加电场强度增加,结构振动幅值减小,系统谐振峰向高频方向移动.这种效应在振动低频区段更为显著.据此可制作阻尼可控结构.     

电流变弹性体夹层结构梁的动力学仿真研究

对电流变弹性体夹层悬臂梁在不同电场控制下的振动响应特性和可控性进行研究。将电流变弹性体等效为一种具有电控力学性能的粘弹性阻尼材料,基于Hamilton原理建立了三层电流变弹性体夹层梁的有限元动力学方程,仿真分析了其在不同外加电场控制下的振动特性。分析结果显示,随着外加电场强度的增加,电流变弹性体夹层梁的固有频率不断增大,振动幅值却不断减小。表明电流变弹性体夹层梁具有与电流变液夹层梁相似的可控振动响应特性,能在外加电场作用下实现对结构振动的实时控制。     

电流变液夹层壳体振动隔离的实验研究

测试实验主要研究外加电场对电流变液夹层圆柱壳体振动的控制效果.实验选用由淀粉、纳米硅粉和二甲基硅油配制的电流变液,将其灌注于双层圆柱形壳体夹层中,通过对双层结构内外壁(可看成两个电极)所加电压的控制,来测试电流变液对结构振动传输的影响情况,以此来研究电流变液壳体结构的减振性能以及结构响应特性.同时实验还对不同电流变液在不同外加电压下的流变特性进行了定性比较和分析.     

电流变液复合层的声波透射行为

对夹于两柔性电极间的淀粉硅油电流变液进行了声波透射实验研究。结果表明: 电流变液的声波透射有较强的频率选择性。淀粉体积分数为31 %时, 在100～160 Hz 频率范围内, 随电场强度E 增加, 相对透射率T出现增强峰, 其它频率段T 基本不随E 变化。当E = 2. 0 kV/ mm 时, 在130 Hz 处透射峰的相对透射率约为零电场时的7 倍。透射波相位随E 增大, 入射波频率为105 Hz 时, 李萨如图椭圆主轴随E 增加顺时针转动45°。电场强度加大, 增强峰的幅值和相位表现出可调节的特征。随颗粒体积分数从16 %增大到31 % , 电流变液中声波最大相对透射率( E = 2. 0 kV/ mm) 从1. 8 变为7 , 增强峰的响应频带向高频移动。分析认为, 电流变液中场致微结构与声波的相互作用可能是出现这些现象的原因。      

电流变液添加剂的研究

从能量角度定量研究了添加剂对电流变液屈服应力的影响，提出了添加剂作用的极化模型。并用液晶材料作为添加剂进行实验，所得结果与极化模型理论相一致。     

ER流体特性及其研究现状

本文简要介绍了ER流体现象及其力学和电学性能,给出了描述ER流体行为的一般理论,提出了ER流体应用中目前存在的主要问题。     

基于DNA遗传算法的气动驱动柔性梁振动控制

采用气动脉冲码调制(Pulse Code Modulation,PCM)方式,给出一种基于有杆气缸驱动进行压电柔性梁振动控制系统。考虑到系统的复杂性,采用DNA-GA进行参数自适应整定控制。首先,介绍气动系统和控制回路;利用系统模型进行了能控性和基于性能指标函数控制算法的稳定性分析。其次,阐述了DNA-GA进行控制参数优化的原理和方法,进行了数学仿真研究。最后,建立了试验装置,进行同时气动定位和振动控制试验研究。理论分析、仿真和试验研究结果表明,采用DNA-GA参数自适应整定控制算法可改善控制系统动态性能,有效抑制柔性梁的大幅值低频模态振动。     

基于杆-锥式对接机构柔性杆碰撞振动特性探究

摘　要：对于中小型航天器空间对接,可以考虑采用柔性对接杆来替代缓冲机构实现对接碰撞的缓冲功能。首先利用有限元理论建立杆-锥式空间对接碰撞的简化模型,分别通过频谱分析、模态分析与碰撞力波形分析等方法,探讨了柔性杆在对接过程中的碰撞振动规律。     

Active control of nonlinear forced vibration in a flexible beam using piezoelectric material

Geometric nonlinearities of the beam and piezoelectric patch are considered. Velocity feedback control algorithm is implemented applying piezoelectric materials. The equation of motion of the system is established using Hamilton's principle. The effects of control gains on primary resonance properties of the beam are studied. It is observed that, with the amplitude of external excitation increasing, the amplitude of resonance curve increases. The velocity feedback control can improve unstable resonance of the beam. When the control gain is increased to a certain value, the unstable regions in the resonance and amplitude-frequency curves disappear.     

基于输入成形的柔性航天器振动闭环抑制方法研究

针对柔性航天器姿态机动时柔性附件的振动抑制问题,提出一种基于输入成形和反馈控制联合的主动振动抑制策略,在保证航天器完成指定的姿态机动的同时抑制对系统影响较大的挠性附件的振动。考虑到柔性附件模态变量难以测得以及存在外界干扰力矩,设计了只利用姿态信息的反馈控制器,并根据整个闭环系统的振动频率和阻尼比信息设计前馈鲁棒多模态输入成形器,进一步提高闭环系统的性能。仿真结果表明,应用该策略成功地抑制柔性附件的振动及改善系统的机动时间,并使系统性能对参数的摄动具有很强鲁棒性。     

旋转柔性梁的动力学建模及分析

基于一次近似理论，采用弧坐标分量和Cartesian坐标分量共同描述柔性梁的变形场，并采用Green应变张量描述应变能，用Hamilton原理建立系统动力学方程。揭示产生动力刚化现象的力学本质。采用有限元方法进行离散，基于数值实验系统地研究旋转柔性梁的动力刚化现象。计算表明，旋转柔性梁的横向固有频率随旋转角速度和中心刚体半径的增大而增大．从而只存在一阶临界转速，且当中心刚体半径超过临界半径时．不存在临界转速。     

温度对电流变液体流变行为的影响

研究了温度对硅铝酸盐、沸石、高分子、钛酸钡悬浮相电流变液体（ERF）抗剪强度及表观粘度的影响规律,结果表明,温度的作用规律主要受外加电场强度和悬浮相数量的影响,与剪切速率的大小无明显关系。温度升高,在高的外加场强下,硅铝酸盐系ERF和沸石系ERF的抗剪强度有明显峰值出现;高分子材料悬浮相ERF也有峰值现象;BaTiO3悬浮相ERF的抗剪强度则单调下降。