求解动态子结构的大质量界面虚拟激励法

为提高大型结构随机激励的计算效率,解决不同类型组合结构的动力求解问题,提出一种动态子结构求解方法。在各子结构界面的质量矩阵上分别附加大质量单元,并直接在大质量单元上施加两次不同幅值的虚拟激励荷载,确保相邻子结构界面上的加速度响应协调;根据不同子结构界面上的内力平衡条件和线性关系建立界面力平衡方程组,求解出能够保证各子结构之间加速度响应和内力同时协调平衡的虚拟激励荷载幅值;通过求出的虚拟激励荷载分别计算各子结构的真实响应。该方法与传统的模态综合法相比,避免了模态坐标和物理坐标的反复转换,并能直接考虑子结构的高频特性;与机械导纳法相比,减小了综合方程规模,求解更为简便,并适用于外荷载激励和地震下基础加速度激励同时输入的情况。最后通过不同类型的仿真算例验证了该方法的正确性。     

自由界面模态综合法并行动响应分析

利用模态综合法技术结合并行机特点提出一个求解复杂系统动响应的模态综合法。该方法可不必求整体模态，而利用子结构连接条件直接确定各子结构的动响应，算例表明该方法是有效的，并且具有较高的并行效率     

子结构法在齿轮-箱体-基座耦合系统辐射噪声仿真中的应用研究

为了提高齿轮-箱体-基座耦合系统辐射噪声分析的计算效率,采用子结构法提取基座在与箱体各连接点处的等效质量和等效刚度,并用质量单元和弹簧单元对基座进行等效。在此基础上建立齿轮-箱体-基座耦合系统的辐射噪声分析模型,完成辐射噪声分析,并与全有限元/边界元法的分析结果进行对比。结果表明:采用子结构法分析获得的耦合系统在各场点处的有效声压级与全有限元/边界元法分析结果间的差距均未超过4.5 dB,而该方法的分析时间仅为全有限元/边界元法的32.7%。     

斜拉桥结构模型修正的子结构方法

针对大跨斜拉桥结构提出了一种子结构模型修正方法。根据斜拉桥结构体系特征,从空间上划分几个比较独立的子结构。对包括所有子结构特征信息和待修正参数的整体结构,进行特征信息对参数的灵敏度分析,验证各子结构之间的相对独立性,并确定子结构模型修正的顺序。基于各子结构的特征信息建立目标函数,采用遗传优化算法,依次对各子结构进行模型修正。以某大跨斜拉桥试验室物理模型为研究对象,对该方法进行了数值仿真和试验验证。基于仿真数据的子结构模型修正精准度高,基于实测数据的修正结果能得到与实际情况相符的合理解释。因此,该斜拉桥模型修正的子结构方法切实有效,且易于工程应用。     

基于子结构模型的平置式浮筏隔振系统功率流传递特性分析

针对大型船用浮筏隔振系统的声学优化设计问题,从振动能量传递角度出发,研究浮筏隔振系统各子结构参数变化对系统隔振性能的影响,分析振动能量由设备机脚经浮筏隔振系统传至基础的传递规律。采用子结构导纳综合法,建立基于弹性基础的多激励源多自由度浮筏隔振系统动力学模型,通过仿真分析不同子结构参数条件下浮筏系统振动功率流传递特性和变化规律。仿真结果表明:平置式浮筏系统中隔振器刚度、机组和筏体质量、弹性基础板厚度等结构参数对传入基础的功率流影响较大,减小隔振器刚度、增加机组设备、增加筏体质量、增大基础板厚度均可有效降低传入基础的振动能量。     

具有弹性耦合结构振动系统的自由界面模态综合法

本文给出了以弹性连结件为耦合件的振动系统自由界面模态综合技术,把弹性连结件定义为“软子结构”单独处理,其余部件自然划分为若干子结构。利用有限单元法获取各子结构自由界面模态信息,用子结构的截断主模态及其高阶剩余柔度修正项作为结构 RayLeigh-Ritz 分析的假设模态,从而大幅度压缩了结构分析自由度。实例计算表明,该方法具有良好的综合精度,是分析具有弹性耦合结构振动问题的有效方法。     

多自由度实时子结构试验系统稳定性分析方法

实时子结构试验将数值模拟和物理试验相结合,充分发挥各自优点,为工程结构研究提供了一种新的试验手段。系统稳定性是保证实时子结构试验成功实现的前提,但现有研究成果主要针对单自由度结构,多自由度系统稳定性评价方法所需参数相对复杂、稳定性指标物理意义不够明确。该文结合振型叠加法和增益裕度概念发展了多自由度稳定性分析方法,通过试验验证了该方法的有效性。同时运用该方法就时滞补偿下实时子结构试验系统稳定性进行了评估,并阐述了时滞补偿对实时子结构试验系统稳定性的影响机理。研究结果表明该方法能准确评价多自由度子结构试验系统稳定性,时滞补偿对子结构稳定性可能产生有利也可能产生不利影响。     

顺风向脉动风载下巨子型结构振动控制研究

基于对顺风向脉动风载下子结构质量和附加阻尼研究，探讨巨子型有控结构（MSCS）中的两种控制作用——调谐减震与阻尼耗能减震及两者间的关系。研究了不同附加阻尼时子结构质量变化对MSCS动力响应的影响规律，及子结构质量不同情况下附加阻尼值变化对MSCS动力响应的影响规律，并分析子结构质量对MSCS中最优附加阻尼值的影响。结果表明：MSCS动力响应随着子结构质量增大而减小，且该规律不受附加阻尼变化干扰；MSCS侧移或加速响应随着附加阻尼增大呈现出先减小后增大或不变的变化规律，且该规律不因子结构质量不同而改变，但最优附加阻尼值随子结构质量增大而减小。实际设计中为充分发挥MSCS抗风振潜能，要综合考虑子结构质量与附加阻尼的影响。     

立体浮筏隔振系统的模态机械阻抗综合法研究

模态机械阻抗综合法是一种新的动态子结构振动分析方法，是传统机械阻抗综合法的推广。它克服了以往动态子结构分析中由于各子结构自由度数不同而带来的困难，并能求解弹性体一刚体系统振动问题。本文研究了模态机械阻抗综合法的求解步骤及其在复杂隔振系统振动分析中的应用，并以立体浮筏隔振系统为模型，进行了分析计算。     

基于局部主频率的子结构损伤识别研究与试验

针对大型复杂结构的整体监测常常面临测量信息不足等困难,提出只利用局部动态响应进行子结构损伤识别的局部主频率方法.子结构的局部主频率指:如果整体模态中含有以局部子结构位移为主的模态,即等价于在局部激励作用下,整体结构的振动主要体现为子结构的振动,并且主要以这阶局部模态振动为主,那么对应的该阶频率即定义为子结构的局部主频率.局部主频率主要反映子结构的局部特性,对子结构损伤的灵敏度高,所以只利用局部主频率就可以识别子结构.当子结构特征不明显时,提出通过附加质量使子结构具有局部主频率的有效方法.该文进行了大型空间桁架的局部动力测试试验,试验中通过附加质量使杆件子结构具有局部主频率,并能准确地识别出杆件损伤的位置和程度.     

均布人群对简支欧拉梁动力特性的影响

研究了作用在梁上的均匀分布人群对梁的动力特性的影响.将人群简化为均匀分布的弹性质量模型,考察了无阻尼的弹性质量和有阻尼的弹性质量两种模型对简支欧拉梁的动力特性的影响,得到了人群和梁耦合系统的频率和阻尼的解析表达式.并以此研究了分布质量与梁的质量之比对梁的频率和阻尼比的影响,得到了人群对结构动力特性影响的定性规律.结果表明:耦合系统在人体振动基频处分支出一系列的振动频率,并且当分布人群质量与结构质量之比达到一定程度时,均布的人群会对梁的振动特性产生显著的影响,明显改变梁的自振频率,显著提高梁振动的阻尼比.最后研究了梁的振动频率对人群-梁耦合系统阻尼比的影响.     

The modified critical ratio: towards sequencing with a continuous decision domain

This research introduces a new sequencing rule, known as the modified critical ratio rule that is an improvement of the classic critical ratio rule. Traditionally, the selection of the best sequencing rule depends on the structure of system parameters and the performance criteria of interest. The modified critical ratio has two advantages. First, it converts the decision domain from a discrete one to a continuous one. A change in system parameters (e.g. utilization) will result in a proportionate change in a rule parameter, rather than changing the rule itself. The second advantage is that the modified critical ratio yields a better performance when compared with other sequencing rules.     

复相陶瓷 BSTN的相组成和微观结构与 Sr/Ba比的关系

按配方(1-x)BaO·xSrO·0．7TiO2·0．3Nb2O5制备不同Sr／Ba比的钙钛矿／钨青铜复相陶瓷,用XRD和SEM研究其组成和结构与Sr／Ba比的关系．结果表明,改变Sr／Ba比对两相稳定共存没有影响;受同一体系中两相不同固溶能力控制,钙钛矿相中Ba2+和Sr2+之间的置换几率远大于钨青铜相中,其Sr／Ba比随体系Sr／Ba比变化,而钨青铜相的Sr／Ba比维持约0．667基本不变;控制体系Sr／Ba比偏离该值,钙钛矿相的晶格常数相应偏离标准值,而钨青铜相基本不变;提高Sr／Ba比,钙钛矿相晶粒尺寸减小,而钨青铜相变化不明显．两相共存体系中,当两相都可形成固溶体但固溶能力不同时,固溶度大的一相优先参与置换,并抑制另一相的固溶．     

地铁上盖层间隔震建筑设计研究

层间隔震技术是提升地铁上盖结构抗震性能的有效措施。为识别影响该类结构关键设计指标的控制因素,从而指导该类结构的精细设计,依托一大底盘-双塔楼地铁上盖层间隔震工程案例,考虑了3种塔楼方案和4种隔震层方案,设计了12个分析案例。基于精细模型分析了塔楼、隔震层和大底盘相对刚度比和隔震层屈重比对9个关键设计指标的影响规律,包括塔楼和大底盘的中震减震系数、大震最大层间位移角和楼面绝对加速度,以及隔震层的大震位移、极大面压和极小面压,识别了影响各设计指标的关键影响因素。结果表明：对于塔楼,减震系数和楼面最大绝对加速度的控制因素是隔震层刚度和屈重比,减小两者可以取得更好的控制效果,增大塔楼刚度也会存在一定的控制效果,但相对有限;增大塔楼刚度和减小隔震层刚度及屈重比可以一定程度控制塔楼最大层间位移角,当两者达到一定程度后控制效果均趋于稳定。对于大底盘,塔楼和隔震层对其设计指标影响相对较小。对于隔震层,隔震层刚度及屈重比是大震隔震层位移的主要控制因素,其减小会显著增大该位移;塔楼刚度是极大面压的控制性因素,刚度的增大会带来重力的增大,从而带来极大面压的增大;增大塔楼刚度和减小隔震层刚度均可显著控制支座中...     

Fast fabrication of silicon based microstructures using 355 nm UV laser

Abstract

In this study, a 355 nm UV Nd:YAG laser is used to process silicon wafers. In order to obtain microstructures with high aspect ratio, a dual prism optical system is set up to control the cutting linewidth of the UV laser beam. During the laser beam propagation through the prisms, the two prisms are rotated with the same angular velocity, which results in the focal spot of the laser beam moving in a circular path on the silicon substrates. When the laser beam moves relative to the holder (workstation), a laser cutting process can be carried out. With this laser system, the cutting linewidth is controllable ranging from 10 μm to 1 mm by adjusting the initial phase difference in the two prisms. The experimental results show that arbitrary shaped silicon based microstructures with high aspect ratio can be fabricated by this 355 nm UV laser system, and the aspect ratio over 10 can be obtained.     

具有刚度非线性双层隔振系统冲击响应数值分析研究

对双层隔振系统中的弹性元件即隔振器采用非线性立方刚度模型描述,在此基础上建立了双层隔振系统的动力学方程。应用Runge-Kutta数值法求得系统的冲击响应,分析了双层隔振系统上下层质量之比、刚度之比以及隔振器阻尼和硬特性刚度系数对系统抗冲击性能的影响,对双层隔振系统的抗冲设计具有一定的参考意义。     

陀螺关键参数的标定及对航空相机伺服控制系统的影响

以桌航空相机为试验载体,以工程中常用的两种陀螺为比较试验对象,本文完成了陀螺三个关键参数:输出噪声、分辨力、相位响应的标定.根据数据手册两个陀螺的噪声功率比为784:1,采用一种适合于工程应用的陀螺噪声功率测试方法,由于系统噪声的影响实测功率比为74:1;其次给出了陀螺分辨力与模数转换器之间的对应关系;再次针对陀螺数据手册中没有相位响应数据这一事实,设计了一个简便新颖的测试平台,完成了陀螺0～16 Hz频带内的相位标定,标定误差小于5%,最后结合以上试验数据,深入分析了陀螺三个参数对伺服控制系统的影响.实践表明陀螺关键参数在具体设备中的准确标定有助于提高系统的整体精度与增强系统的稳定性.     

聚氨酯改性有机硅热分解反应动力学的研究

以聚氨酯改性有机硅，用ＴＧＡ研究了改性体系的热分解行为，计算出了降解反应的反应级数、活化能及频率因子等动力学参数。结果表明，改性体系的热解两个明显不同的过程进行，两个过程有不同的动力学参数，并且改性体在它们中的失重比与体系ＰＵＲ和有机硅的质量比也不相同。     

新型平面直线驱动系统及其在机器人末端操作器中的应用

研制了一种机器人微驱动末端操作器用新型二自由度平面直线驱动系统 ,该二自由度电动机由于在X及Y方向采用共用永磁体的结构 ,与传统电机系统比较具有较高的性能体积比 ,应用于实际操作器系统中取得良好的效果     

Energy dissipation from particulate systems undergoing a single particle crushing event

The energy dissipation from particulate systems undergoing particle crushing is often assumed to scale solely with the increase in surface area, irrespective of the strain energy stored in the surrounding media. By analyzing idealized particulate systems undergoing a single particle crushing event, this assumption is questioned and proven invalid. Two analysis types are considered. One represents the particulate system as an idealized assembly and then represents particle contact forces as members belonging to a periodic lattice. The other treats the particulate system as an elastic continuum. Different sizes of two and three dimensional particulate systems are considered, as well as isotropic and anisotropic confining stress states. The overall dissipation is shown to depend strongly on the dimensionality of the system, the anisotropy of the confining stress state and the elastic properties of the system. The ratio between dissipation due to stored elastic energy redistribution from surrounding media and dissipation by fracture surface energy is calculated. The ratio is found to diminish with the increasing dimensionality of the system. It is also shown that this ratio is independent of the fracture surface energy of the material. The most relevant analysis of a three dimensional particulate system to accurately estimate this ratio seems to be a one dimensional analysis of the force chain containing the most heavily loaded particles.