大底盘多塔楼连体结构的振动计算和动力特性

用沿高度方向分段连续化的方法,对底部为大底盘、上部为多塔楼、塔楼间带连廊的高层建筑结构,建立一个分段连续的串并联振动模型,导出其水平振动的弯扭耦连振动微分方程组,用常微分方程求解器COLSYS求解其自振频率及相应的振型.讨论了连廊不同刚度时的振动特性.为复杂结构提供了一种可用的动力计算简化方法.     

应用光纤布拉格光栅监测悬臂梁的变形

提出应用光纤布拉格光栅传感器来测量悬臂梁在弯曲时的应变的新方法,将得到的实验数据和应变片检测的结果以及理论计算的结果进行比较,证明了光纤布拉格光栅传感器测量应变的精确性。     

柔性悬臂梁振动主动控制研究

采用压电材料作为传感器和致动器,建立了机电耦合的压电智能梁动力学方程,采用基于线性二次型（LQR）最优控制的独立模态控制方法对智能梁振动进行抑制,以有效抑制压电悬臂梁的振动。     

弛豫铁电单晶弯曲梁矢量水听器研究

研制了一种弛豫铁电单晶(PMNT)二维矢量水听器,矢量通道和声压通道分别由两个正交压电单晶复合弯曲梁振子和PZT-5压电陶瓷圆管组成。基于弹性力学理论和水下质点振速测量原理对弯曲梁矢量水听器进行建模,推导给出了接收电压灵敏度表达式,分析了弯曲梁应力分布对矢量水听器接收性能的影响以及PMNT压电单晶材料与弯曲梁结构的匹配问题。在理论分析的基础上,研制了PMNT压电单晶和PZT、-5压电陶瓷矢量水听器样品并进行测试。测试结果表明:压电单晶矢量水听器与压电陶瓷矢量水听器相比,接收电压灵敏度提高11 dB,自噪声降低3 dB,测试结果与理论结果相符。     

试样激励下轻敲模式原子力声显微镜的非线性动力学特性

利用Euler-Bernoulli梁理论和DMT针尖-样品作用力模型建立了试样激励下轻敲模式原子力声显微镜(AFAM)系统的动力学方程,并应用非线性动力学分析方法对AFAM微悬臂梁的振动特性进行研究。通过合理改变超声激励幅值、超声激励频率和针尖-样品初始间距等模型参数模拟得到微悬臂梁的超谐波、次谐波、准周期和混沌振动现象,采用时间序列、频谱、相空间、Poincare截面和Lyapunov指数等方法对不同非线性振动特性进行表征。通过分析不同模型参数条件下微悬臂梁针尖-样品作用力特性,探索了微悬臂梁不同非线性振动现象的产生机制。此外,研究了AFAM微悬臂梁运动的分岔特性,发现当超声激励幅值和针尖-样品初始间隙连续变化时,周期、准周期和混沌运动交替出现。研究结果对AFAM系统非线性动力学行为分析和混沌振动控制提供了理论参考。     

复合圆环弯曲振动四极子模态分析

针对压电圆环弯曲振动机电转换性能较差的问题,提出了一种复合圆环弯曲振动换能器,它由一个径向极化的压电陶瓷内圆环和一个金属外圆环复合而成。基于能量原理推导得到了复合圆环弯曲振动的谐振频率和有效机电耦合系数,探讨了弯曲振动四极子模态特性与其结构尺寸间的关系。当压电圆环尺寸不变时,随外侧金属圆环壁厚增加,复合圆环弯曲振动四极子模态谐振频率上升,有效机电耦合系数迅速上升到极大值后缓慢下降。最后,设计制作了圆环换能器并对其谐振频率和有效机电耦合系数进行了实验测试,测试结果与解析结果和数值模拟结果吻合得较好。     

PVDF传感器动态压电特性的试验研究

通过试验研究了国产PVDF应变传感器在0.1~30Hz频率范围内的压电特性,分析振动频率较低时,PVDF的应变与电荷放大器输出电压之间有相位差的原因。由幅频特性及相频特性曲线可以看出,较小的相位差对简谐振动测试信号影响不大,但对于随机信号,可能会造成波形畸变。所以要尽量选择低频特性好的电荷放大器与PVDF压电材料配套使用,以减小随机信号测量波形的畸变。     

考虑时间间歇效应的地铁列车荷载下海相软土长期动力特性试验研究

软土地基在地铁运营期受到周期性振动和间歇的反复作用,间歇期内软土力学特性的变化将影响其长期动力响应,但以往关于交通荷载下软土动力特性的研究大多忽视时间间歇的影响。考虑不同动应力水平、不同振动和间歇时长的耦合作用,设计一系列不排水连续–停振循环三轴试验,采用K0固结条件,研究原状海相软土在列车非连续荷载下的长期孔压、变形特性,通过与连续振动试验对比,发现荷载间歇对软土动力特性有显著影响,由于间歇期动力特性改变,软土后续加载稳定时的最大残余孔压和应变明显降低,且孔压、应变响应趋于稳定时所需的振次减少而时间增加。基于试验结果,深入分析时间间歇效应的作用机制和间歇时长对软土长期动力特性的影响。结果表明:间歇期软土内结构进一步调整使得振动期激振停止时部分未及时恢复的弹性后效孔压和应变得以恢复,这部分孔压和应变在振动期重复发生,导致按传统方式计算出的振动期表观残余孔压和应变总和远大于连续振动;同等条件下,间歇时长越长,软土孔压和应变响应被削弱程度越大,达到稳定时的最大残余孔压和应变越小,进入稳定期所需时间越长。研究对于地铁荷载下软土地基长期沉降的计算分析有推动意义。     

控制试样初始剪切模量的动三轴液化试验

研制了压电陶瓷弯曲元-动三轴试验系统 ,解决了三轴仪内饱和试样的剪切波速测量问题 ,并阐述了其原理。在此基础上 ,通过先期振动控制重塑试样的初始剪切模量 ,并通过不排水应变控制循环三轴试验研究了钱塘江饱和粉土和粉砂的液化性质。     

角钢悬臂梁的简谐振动响应分析

利用ANSYS有限元分析软件,对五种截面的角钢悬臂梁进行了模态分析,然后在简谐荷载作用下进行谐分析,获得五种角钢悬臂梁的在各节点的位移响应图,结果表明:各节点在不同频率下的变形情况,为工程中解决角钢悬臂梁的振动问题提供参考。