PMMA/PBA/BaTiO3复合电流变液的制备及其性能研究

通过溶胶-凝胶法合成了钛酸钡溶胶，在此基础上合成了PMMA/PBA/BaTiO3复合材料，并对其进行了结构和性能表征，把PMMA/PBA/BaTiO3复合材料经过直接减压蒸馏得到电流变液，通过稳态剪切测试了复合材料的电流变效应．实验结果表明：稳态剪切下，剪切应力随着电场的变大而变大，而表观粘度随着电场的增强也增大，整个体系属于剪切稀化体系，且动态屈服应力随电场的增强而变大；同时在相同电场下，剪切应力和表观粘度均随着粒子含量的变大而变大。     

纳米镍基核壳微粒电流变液的流变特性研究

通过微观分析、性能测试和形貌观察,研究了Ni/TiO2基核壳结构微粒电流变液性能与其浓度、剪切速率以及所加电磁场强度的关系,结果发现,成分相同时,电流变液的强度随浓度和剪切速率的增加而增强,但到达一定时趋于稳定,同时,电场和磁场复合加载有利于电流变液强度的提高,其形貌亦出现微粒柱的相互交织。     

液晶聚硅氧烷／硅油稀流体电流变效应的研究

利用Williamson醚合成方法制备了烯丙氧(对乙氧基)联苯，并以其为单体采用催化加聚合成了侧链型联苯聚硅氧烷，并对其结构进行了表征，证实该物质具有液晶性．研究了液晶聚硅氧烷／硅油稀流体的电流变效应，研究发现：该流体具有液晶型电流变液剪切变稀的现象；由剪切应力与剪切速率的关系可以看出，在2kV／mm电场作用下随着剪切速率的增大，产生的剪切应力越大；随着侧链液晶聚硅氧烷／硅油流体重量比的增大，在2kV／mm电场的作用下该流体的剪切应力也增大。     

聚吡咯的合成及电流变性能的研究

以有机半导体聚吡咯为分散相 ,制备了均相电流变流体 (ER流体 ) ,测试了它在电场下表观粘度、剪切应力等流变学性质的变化。结果表明 ,以 1 溴萘为分散介质的电流变流体在 3kV mm的电场中 ,剪切速率为 12s- 1 时 ,剪切应力达到最大值 10 0 0Pa。剪切应力和表观粘度随温度升高而下降 ,在 5 0℃时 ,最高剪切应力只有 36 0Pa ,而在常温同等条件下 ,剪切应力有 70 0Pa     

电流变液用于旋转运动柔性梁振动控制的实验研究

建立了用于旋转运动电流变夹层梁振动响应测试的实验系统.对电流变夹层梁在不同电场强度与旋转速度下的振动响应特性进行了实验研究.实验结果显示,旋转运动电流变夹层梁在外加电场的作用下,能快速抑制梁的残余振动,缩短振动衰减时间.表明在外加电场的控制下,电流变材料能有效抑制旋转运动柔性梁的振动.     

稀土改性二氧化钛电流变液的性能

用溶胶－凝胶法制备了稀土元素改性的二氧化钛微粉,利用 ＤＳＣ、ＴＧ、ＸＲＤ等表征微粉,测试了微粉的介电性能,用微粉和甲基硅油配制了无水电流变液．流变学测量结果表明掺杂改性后的二氧化钛电流变液具有比在相同制备条件下所得纯二氧化钛配制电流变液强得多的电流变效应,典型的颗粒／硅油体积比为３５％的电流变液,在２５℃、直流３ｋＶ／ｍｍ、剪切速率为１．４４１ｓ~（－１）条件下的剪切强度可达１．７ｋＰａ,电流密度小于１０μＡ／ｃｍ~２,零场粘度为３～ＳＰａ·ｓ．稀土的掺杂量对电流变效应影响非常明显,存在一个稀土元素的最佳含量范围讨论了电流变液的剪切应力与电场强度、剪切速率的关系。     

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.     

聚吡咯在蓖麻油中的电流变效应

研究了聚吡咯在蓖麻油中的电流变效应.结果表明:在电场作用下该体系表现出良好的电流变效应.随着电场强度、聚吡咯浓度的增加,电流变液的漏电流增大,而随着剪切速率的减小,体系的漏电流却增大.非离子表面活性剂的加入会使聚吡咯电流变液的电流变效应变差.     

淀粉/明胶/甘油含水电流变胶体的电场响应行为

将天然高分子淀粉颗粒分散到明胶／甘油含水体系中．在无、有电场作用的条件下分别胶凝得到了两种含水电流变弹性胶体．从分散介质和分散相两方面对含水电流变胶体进行了改善．使胶体的弹性和柔韧性以及颗粒的分散程度都明显提高。通过对弹性胶体压缩模量的测试和胶凝过程中电阻的动态监测,研究了胶体体系对电场的响应行为。结果表明两种电流变胶体对电场的响应程度有明显不同．它们的力学性能可受电场调控。而且体系在两种务件下胶凝时电阻变化也有较大的差异。分析认为由于电场作用使颗粒有序分布于母体的胶联网络中。并形成链状结构．导致胶体对电场作用的响应程度增大．压缩模量增强,以及胶体体系的电阻值增大。     

电场作用下电流变液的拉伸、压缩和剪切特性

对外加直流电场作用下电流变液的拉伸、压缩和剪切特性进行了实验研究。实验结果表明,在外电场作用下,电流变液的压缩强度比剪切强度约高一个数量级,压缩强度是拉伸强度的2~3倍。压缩弹性模量约与压缩过程中电场强度的三次方成正比。压缩应力与电流变液本身性能、外加电压大小和压缩应变都有密切关系。拉伸屈服应力为剪切屈服应力的拉伸屈服应力和剪切屈服应力的3~4倍,据此计算得到剪切屈服应变角度在15°~18.5°之间。     

基于预应力法的转子不平衡响应研究

利用预应力及谐响应分析的方法研究了转子的不平衡响应，得出在某频率范围内，转子在指定点处位移对频率的响应曲线以及在指定频率处，整个转子上的应力、应变响应的影响等。     

获取界面响应不可测数据的频响探针关键技术研究

目的针对传统逆子结构理论在求解过程中界面响应难以实测的问题,提出一种利用频响探针技术来获取该界面响应的关键技术。方法首先基于该频响探针的动力学微分方程,从理论上推导了该频响探针技术的理论公式,然后对建立的二级单点刚性耦合系统进行了有限元数值验证,将利用频响探针技术预测得到的难测原点频响函数与有限元计算值进行比较,并将该预测值代入逆子结构理论公式中,得到了部件频响函数的预测值,将该预测值与有限元计算值进行了对比验证。结果预测值与有限元计算值高度吻合,验证了该理论的准确性。结论该频响探针关键技术在获取界面响应不可测数据方面,有很好的应用价值。     

频域响应函数估计的非参数辨识法

针对振动工程领域中频响函数的辨识估计,本文深入研究频响函数估计的非参数辨识法。在离散傅里叶变换中,考虑初始和终端状态带来的暂态泄露项和观测噪声谱项对频响函数估计的影响。为得到准确的频响函数估计值,联合频响函数、初始-终端状态和脉冲响应系数待辨识参数矢量,将频响函数估计问题转化为一个线性最小二乘优化问题。针对此线性最小二乘优化问题的特殊形式,提出一种可分离的求解过程。最后用仿真算例验证本文辨识方法的有效性。     

Reanalysis techniques in stochastic analysis of linear structures under stationary multi-correlated input

The aim of the Reanalysis is determining the structural response of modified systems using the pertinent results from the original or “reference” structure, thereby reducing the computational effort. Repeated analyses of structures under certain or uncertain loads are often necessary in various fields of applications. Optimization techniques, model updating, design process and Monte Carlo simulations of structures with uncertain parameters are some examples in which several analyses of slightly modified systems occurs. In order to reduce the computational effort in determining both the static and the dynamic response, various Reanalysis techniques have been proposed in the literature. In this paper the main static Reanalysis techniques are reformulated to perform the Reanalysis of linear structural systems subjected to multi-correlated stationary Gaussian stochastic input for both topological and non-topological structural modifications.     

高层建筑风致响应的简化分析方法

简化高层建筑风致响应的计算对实际工程和规范应用均具重要意义。对高层建筑风致响应的简化计算方法进行了研究。定义了背景响应修正因子,并根据试验结果和对典型建筑风致响应的分析,给出了典型高层建筑的背景响应修正因子的建议取值。在对共振响应计算进行简化研究时,引入等效风谱技术,并给出了等效相干系数的新的表达式。提出的方法可以大大简化高层建筑风致响应的计算,并具有很高的精度。     

3-D gust effect factor for slender vertical structures

Original studies on gust factor buffeting dealt with the alongwind displacement of structures. Research on this topic carried out since the nineties followed two distinct lines: the first determines the maximum effects due to the alongwind response; the second extends the original method from the alongwind response to crosswind and torsional responses. This paper represents the junction point of these research lines with reference to cantilever slender vertical structures. It derives the most relevant effects associated with the three-dimensional (3-D) wind-excited response of this structural type and shows that a suitable definition of one non-dimensional quantity, referred to as the 3-D gust effect factor, provides such effects at any level through a wide set of experimental, numerical and analytical procedures. A new definition of a 3-D equivalent static force consistent with this method is also introduced and critically compared with previous analogous statements.     

Linear and non-linear dynamic response of sandwich panels to blast loading

The problem of the dynamic response of sandwich flat panels exposed to blast loadings is addressed. The sandwich model includes a number of non-classical effects such as the anisotropy and heterogeneity of face sheets, transverse orthotropy of the core layer, the geometrical non-linearities considered in the von Kármán sense, as well as the initial geometric imperfections. As concerns the blast pulses considered in this analysis, these are due to either an underwater/in-air explosion, or are due to a pressure wave traveling across the panel span. Implications of the explosive charge, stand-off distance, directionality property of face sheets material, damping ratio, geometric non-linearity, initial geometric imperfection, and of the characteristics of the blast, on dynamic response and dynamic magnification factor are put into evidence via a parametric study, and pertinent conclusions are outlined.     

结构频带激励下的整体动响应优化

结合频响函数的性质,采用目标频带内各模态峰值响应的 -范数作为整体响应水平的衡量指标,将等效目标函数的灵敏度表示为固有频率和振型灵敏度的函数,进而采用基于梯度的迭代方法求解,实现结构在宽频激励下的整体动响应优化,该方法适合于多频带的响应控制。此外,在频带响应优化模型的基础上,提出了通过增加频率约束,使之能应用于密集频率结构,避免迭代过程中的密频和重频现象。最后通过桁架截面优化和形状优化的数值算例,表明了本文提出方法的合理性和有效性。     

简谐波地震动反应谱研究

简谐荷载作用下单自由度体系的动力反应是典型的结构动力学问题,也是地震工程中研究结构地震反应的基础。对简谐地震动反应谱特性的研究有利于认识地震动、尤其是近场地震动的特性以及它对结构地震反应的影响。基于结构动力学的基本理论,推导了简谐地震动作用下,单自由度体系的理论解、瞬态解和稳态解。分析了简谐地震动全解反应谱、稳态解反应谱和瞬态解反应谱的特性并讨论了它们之间的关系。研究结果表明:在简谐地面加速度作用下,高频地震动也可以引起长周期结构产生很大的位移反应,且最大位移反应出现在结构的瞬态自由振动阶段。这不仅揭示了近场地震动对结构反应的重要影响,也从另一个侧面揭示了近场地震动的潜在破坏作用,而且提出了在近场情况下结构抗震不可忽略结构的瞬态自由振动影响的观点。     

转子系统瞬态不平衡响应的有限元分析

推导了简单Jeffcott转子几何中心运动的解析表达式及转子系统瞬态振动的幅值，详细讨论了转子系统通过临界转速时初始条件引起的瞬态振动、同频振动和伴随自由振动的特性以及阻尼和启动加速度对系统瞬态响应的影响。此外建立了弹性转子系统的有限元模型，通过直接积分法求得系统的瞬态响应．得到系统通过临界转速时的共振幅值，并与试验取得一致的结果。本文的分析对工程中合理地进行转子系统参数设计，考虑共振区的迟滞现象。尽可能错开转子系统固有频率和工作转速频率提供一定的理论参考。