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基于弹簧-质量-阻尼模型的单环闭式脉动热管传热特性
1
作者 战洪仁 刘德彬 +4 位作者 王立鹏 刘东灵 纪柏辰 刘鹏 吴旻 《化学工程》 北大核心 2026年第2期45-50,共6页
为探究单环闭式脉动热管的传热性能,使用理论推导获得脉动热管内两液柱系统振动方程,建立一个考虑气液相变的单环闭式脉动热管液柱振荡运动的弹簧-质量-阻尼模型。基于该模型,得到在弹性系数、质量等参数发生非线性变化下的单环闭式脉... 为探究单环闭式脉动热管的传热性能,使用理论推导获得脉动热管内两液柱系统振动方程,建立一个考虑气液相变的单环闭式脉动热管液柱振荡运动的弹簧-质量-阻尼模型。基于该模型,得到在弹性系数、质量等参数发生非线性变化下的单环闭式脉动热管的传热特性。并进行实验研究,验证该数学模型的正确性。结果表明:充液率为60%、加热功率为60 W时,脉动热管传热性能最好。脉动热管的启动时间与混沌特性呈正相关,混沌特性与传热特性呈正相关。 展开更多
关键词 弹簧-质量-阻尼模型 振动方程 非线性 传热性能 混沌特性
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含分数阶的分段非线性悬架变载荷振动响应特性研究 被引量：1
2
作者 王翠艳 石少轩 陈恩利 《振动与冲击》 北大核心 2025年第3期26-34,共9页
针对货运车辆载荷工况复杂多变的情况,提出了含分数阶的分段非线性悬架。利用变节距弹簧为该悬架提供非线性恢复力,并与线性弹簧构成线性-非线性弹簧耦合结构。使用Caputo分数阶模型描述阻尼器的黏弹特性。使用平均法建立了分数阶分段... 针对货运车辆载荷工况复杂多变的情况,提出了含分数阶的分段非线性悬架。利用变节距弹簧为该悬架提供非线性恢复力,并与线性弹簧构成线性-非线性弹簧耦合结构。使用Caputo分数阶模型描述阻尼器的黏弹特性。使用平均法建立了分数阶分段非线性悬架的振动传递函数。研究了系统平衡点稳定性与定常解的稳定条件,分析了初始间隙与非线性刚度对悬架系统在不同载荷工况下隔振性能的影响。构建了悬架实物模型,通过振动试验验证了悬架模型理论研究的正确性。结果表明:含分数阶的分段非线性悬架存在多个振动传递率衰减区域;改变线性-非线性耦合弹簧结构的初始间隙和非线性刚度可以增加衰减区域的数目。振动试验表明,合理调整初始间隙与非线性刚度可以令该悬架的响应特性处于衰减区域内,有效降低振动传递率,提高悬架的隔振性能。该研究对改进重载货运车辆的被动悬架结构,提高货运车辆运行稳定性与道路友好性具有指导作用。 展开更多
关键词 汽车悬架 分段刚度 非线性弹簧 分数阶 低频振动
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UHPC模块建筑结构抗震性能数值分析
3
作者 何庆锋 邹俊明 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期1-9,共9页
近年来模块建筑在我国发展迅速,技术标准体系逐步建立.本文基于刚度等效原理建立了超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)芯柱构造模块单元的等效框架简化计算模型,并对比分析了有限元计算与低周往复和拟动力试验结果,... 近年来模块建筑在我国发展迅速,技术标准体系逐步建立.本文基于刚度等效原理建立了超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)芯柱构造模块单元的等效框架简化计算模型,并对比分析了有限元计算与低周往复和拟动力试验结果,验证了模型的有效性.基于本文提出的简化模型,利用Midas Gen对一栋六层UHPC模块建筑结构进行了抗震性能分析.其结果表明,在多遇地震作用下,结构弹性变形能力良好,基本满足“小震不坏”的设防水准要求;在罕遇地震作用下,破坏主要集中在模块单元连接件处,且该结构在地震作用后仍保持直立,基本满足“大震不倒”的设防水准要求. 展开更多
关键词 超高性能混凝土模块建筑 模块单元 塑性铰 非线性弹簧 抗震性能
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舰载设备用碟簧隔振装置动态特性研究
4
作者 李喆 惠安民 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第6期107-112,154,共7页
为改善舰艇遭受水下非接触爆炸时舰载设备的防护能力,设计并制造了预紧式碟簧隔振装置,系统展开了其动力学特性研究;通过准静态加载试验获得碟簧隔振装置负载-位移关系的三次函数表达式,并据此构建双阻尼、非线性刚度系统动力学模型。运... 为改善舰艇遭受水下非接触爆炸时舰载设备的防护能力,设计并制造了预紧式碟簧隔振装置,系统展开了其动力学特性研究;通过准静态加载试验获得碟簧隔振装置负载-位移关系的三次函数表达式,并据此构建双阻尼、非线性刚度系统动力学模型。运用Fourier级数对振动方程进行近似化简,采用四阶Runge-Kutta法计算数值解;通过迟滞特性试验结合椭圆法对该隔振装置的等效动刚度、阻尼等参数进行测量求解,验证理论模型的预测精度。结果表明:当轴向平均运动速度低于0.04 m/s,轴向振幅大于10 mm时,隔振装置的阻尼主要由碟簧摩擦和变形提供,当平均运动速度高于0.04 m/s、轴向振幅小于6 mm时,隔振装置的阻尼成分由黏性阻尼占主导作用。且隔振装置的等效动刚度、阻尼与轴向位移、轴向运动速度、激振频率存在关系,该结果可为后续抗冲击验证工作提供数据基础。 展开更多
关键词 碟簧 非线性刚度 迟滞特性 阻尼
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考虑接头非线性刚度的铁路隧道装配式衬砌力学性能分析
5
作者 关振长 谢轶轲 +2 位作者 丘华生 丘玉进 施静康 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第8期3567-3577,共11页
装配式结构因节约资源、提高效率和减少污染等优点,近些年来开始应用到盾构隧道、地铁车站、综合管廊等地下工程中,但应用于不规则断面形式的公铁路隧道工程的案例较少。针对马蹄形断面铁路隧道装配式衬砌接头,在ABAQUS数值平台上建立... 装配式结构因节约资源、提高效率和减少污染等优点,近些年来开始应用到盾构隧道、地铁车站、综合管廊等地下工程中,但应用于不规则断面形式的公铁路隧道工程的案例较少。针对马蹄形断面铁路隧道装配式衬砌接头,在ABAQUS数值平台上建立精细化数值模型,详细分析接头抗弯/抗剪刚度非线性变化规律。为便于实际工程的应用,对不同工况下的轴力−弯矩−抗弯刚度曲面进行拟合,得到抗弯刚度经验公式,给出不同轴力作用顺/逆剪工况下各阶段抗剪刚度取值表。采用梁−弹簧模型和刚度迭代法,考虑接头抗弯/抗剪刚度的动态变化,求解铁路隧道装配式衬砌结构内力和变形,并与三维实体模型计算结果相验证。研究结果表明:轴弯作用下接头抗弯刚度变化可分3个阶段。第1阶段,抗弯刚度值保持相对稳定;第2阶段,抗弯刚度均随弯矩增大而显著减小;第3阶段混凝土受压侧大部分已被压坏,螺栓作用逐渐增强,抗弯刚度继续缓慢减小。轴剪作用下接头抗剪性能可分为摩擦、滑动、咬合和破坏4个阶段,轴力对抗剪刚度的影响主要体现在各阶段的阈值不同。与三维实体模型计算结果相比,隧道衬砌结构内力和变形的相对误差少于15%,认为基于非线性接头刚度的梁−弹簧模型,在简化计算量的同时也具有较高的计算精度。以上研究成果可为类似工程的设计与施工提供参考借鉴。 展开更多
关键词 铁路隧道 装配式衬砌 接头非线性刚度 梁−弹簧模型 三维实体模型
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石油储罐铝合金网壳顶盖非线性支承模型研究
6
作者 郭小农 李兴明 +2 位作者 阿布 孟浩 肖伟芳 《石油化工设备》 2025年第3期17-27,共11页
铝合金网壳顶盖广泛应用于大型石油储罐中,现有的线性弹簧支承计算模型不能有效模拟下部罐体对网壳顶盖的支承刚度,无法准确计算网壳顶盖的整体稳定承载力。研究了协同工作效应对网壳顶盖整体稳定承载力的影响。采用ANSYS软件建立某5万m... 铝合金网壳顶盖广泛应用于大型石油储罐中,现有的线性弹簧支承计算模型不能有效模拟下部罐体对网壳顶盖的支承刚度,无法准确计算网壳顶盖的整体稳定承载力。研究了协同工作效应对网壳顶盖整体稳定承载力的影响。采用ANSYS软件建立某5万m^(3)和10万m^(3)石油储罐的整体耦合模型、线性弹簧支承单独网壳模型及刚接支座单独网壳模型,探究了考虑下部罐体非线性效应对于网壳顶盖整体稳定性的影响。对下部罐体的非线性整体稳定性进行分析,将下部罐体与网壳顶盖的协同工作效应简化为下部罐体对网壳顶盖的非线性弹簧支承,并通过参数分析总结了圈梁截面面积、储罐内半径、罐体顶层壁厚对非线性弹簧支承刚度的影响规律。将该非线性弹簧支承刚度简化为三折线模型,得到了非线性弹簧支承刚度计算式。提出了一种非线性弹簧支承单独网壳模型来计算储罐网壳顶盖的整体稳定承载力。算例分析结果表明,该方法兼具较高的效率和精度,可用于储罐铝合金网壳顶盖的整体稳定性分析。 展开更多
关键词 石油储罐 铝合金网壳顶盖 协同工作效应 整体稳定性 非线性弹簧支承刚度
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基于非线性弹簧的变桨轴承性能分析方法研究
7
作者 申会鹏 李行雨 +2 位作者 张天宇 邱俊 范家爽 《机械传动》 北大核心 2025年第5期18-23,31,共7页
【目的】工程应用中,变桨轴承包含数百对滚动体和滚道的非线性接触,受力状况复杂,完整实体模型分析困难。为了更精确地描述变桨轴承运动、受力特点及滚动体载荷应力分布规律,对滚动体和滚道之间的等效方式进行了研究。【方法】以5 MW级... 【目的】工程应用中,变桨轴承包含数百对滚动体和滚道的非线性接触,受力状况复杂,完整实体模型分析困难。为了更精确地描述变桨轴承运动、受力特点及滚动体载荷应力分布规律,对滚动体和滚道之间的等效方式进行了研究。【方法】以5 MW级风力发电机组三排圆柱滚子轴承为研究对象,首先,建立考虑螺栓连接的叶根-轴承-轮毂整体物理计算模型,采用赫兹接触理论计算非线性弹簧单元刚度进而模拟滚动体变形情况,建立滚动体-滚道之间的接触力学关系;其次,将螺栓等效、接合面摩擦接触纳入实际计算,对轴承结构性能进行分析研究;最后,采用所建立的物理计算模型对变桨轴承进行了承载能力分析。【结果】结果表明,通过轴承最大接触载荷值与NREL的经验公式理论值的对比,发现误差小于5%。该方法具有一定的工程实用价值,可为风力发电机组变桨轴承的合理设计和制造提供参考和依据。 展开更多
关键词 风电机组 变桨轴承 接触载荷 非线性弹簧单元
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基于非线性弹簧接触力模型的盾构机主轴承载荷分布优化研究
8
作者 马才兵 陈观慈 《机械传动》 北大核心 2025年第11期49-56,共8页
【目的】盾构机主轴承承受复杂集中载荷(含巨大轴向力与倾覆力矩)。为提升转盘轴承有限元仿真效率并降低其最大接触载荷,提出一种轴承内圈滚道非平面结构设计方法。【方法】以三排圆柱滚子轴承为研究对象,采用非线性弹簧等效圆柱滚子的... 【目的】盾构机主轴承承受复杂集中载荷(含巨大轴向力与倾覆力矩)。为提升转盘轴承有限元仿真效率并降低其最大接触载荷,提出一种轴承内圈滚道非平面结构设计方法。【方法】以三排圆柱滚子轴承为研究对象,采用非线性弹簧等效圆柱滚子的建模方法开展有限元分析,获取其在典型工况联合载荷作用下的内部接触载荷分布及整体变形特性。【结果】结果表明,该等效建模方法可有效缩小计算规模、缩短计算时间;上排与下排滚子接触载荷呈近似对称分布;非平面滚道轴承较圆形滚道轴承的最大接触载荷降低约9%,且滚子载荷分布更均匀、数值均有下降,对延长轴承使用寿命具有参考价值。 展开更多
关键词 三排圆柱滚子轴承 非线性弹簧 载荷分布 非平面滚道 有限元
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基于非厄米趋肤效应的离散系统非线性振动控制
9
作者 毛佳伟 刘帅 +3 位作者 瞿叶高 王国旭 王宗瑞 高鹏林 《力学学报》 北大核心 2025年第7期1703-1717,共15页
非线性动力系统低频宽带振动控制是动力学与控制领域的难题.本文针对多自由度非线性弹簧振子系统,通过引入独立可控的单向作用力构建了含趋肤效应的离散非厄米系统,基于摄动法研究了系统的非线性复数域色散关系,揭示了系统传输波非互易... 非线性动力系统低频宽带振动控制是动力学与控制领域的难题.本文针对多自由度非线性弹簧振子系统,通过引入独立可控的单向作用力构建了含趋肤效应的离散非厄米系统,基于摄动法研究了系统的非线性复数域色散关系,揭示了系统传输波非互易特性、非线性振动能量束缚模式以及趋肤效应对非线性振动响应的调控规律.结果表明,单向作用力引入了对称性破缺的色散关系,使得非线性弹簧振子系统存在非互易波传输行为,其振动能量沿特定方向被束缚,系统振动呈现出趋肤效应特征;非厄米系统设计不仅能实现弱/强非线性弹簧振子系统的低频宽带振动控制,还可以实现系统周期极限环振动、准周期振动和混沌振动等模式的调控和切换.本文提出的非厄米系统设计方法为非线性动力学系统低频宽带振动控制及振动模式调控提供了参考. 展开更多
关键词 非厄米系统 趋肤效应 非线性弹簧振子系统 低频宽带振动 振动控制
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考虑接头非线性转动效应的盾构隧道纵向变形简化解
10
作者 张志伟 郑刚 +4 位作者 程雪松 梁荣柱 杨海滨 赵静 仲志武 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第8期1583-1594,共12页
纵向轴力和接头螺栓屈服会引起外荷载作用下盾构隧道环间接头转动刚度的显著非线性变化,现有盾构隧道纵向变形计算方法多是将隧道简化为具有恒定抗弯刚度的等效连续长梁,难以反映环间接头的非线性转动效应。首先,考虑盾构隧道横向性能... 纵向轴力和接头螺栓屈服会引起外荷载作用下盾构隧道环间接头转动刚度的显著非线性变化,现有盾构隧道纵向变形计算方法多是将隧道简化为具有恒定抗弯刚度的等效连续长梁,难以反映环间接头的非线性转动效应。首先,考虑盾构隧道横向性能和环间螺栓弹塑性行为,基于严格的隧道横断面椭圆参数方程推导其环缝分别处于弱拉弯、纯弯和压弯状态下的环间接头转动刚度计算公式;其次将盾构隧道沿纵向简化为一系列由非线性转动弹簧和线性剪切弹簧连接而成的Timoshenko短梁,同时采用沿隧道外壁均匀分布的法向和切向Winkler地基弹簧模拟土-隧道相互作用;然后借助状态空间法推导外荷载作用下盾构隧道纵向不连续位移解答,并提出轴向压力作用下隧道纵向变形迭代求解流程;最后通过对比已有理论方法和某基坑开挖引发下方盾构隧道纵向变形工程的实测结果验证所提方法的合理性,并基于某地表堆载诱发盾构隧道纵向变形的工程案例研究纵向轴力和横向刚度对隧道纵向变形的影响。研究结果表明:盾构隧道环间螺栓屈服会显著增大接头张开量和环缝的受拉面积;轴向压力的施加能够显著降低隧道因基坑卸荷引发的纵向位移、接头张开和环间错台变形。参数分析表明:随着纵向轴力由拉力增加为压力,既有隧道最大纵向位移和最大截面转角均逐渐减小,且减小速率先增大后减小,而最大接头张开量近似线性减小;既有隧道横向刚度的降低会导致其纵向位移和接头张开量的显著增加以及环间错台量的略微减小。 展开更多
关键词 盾构隧道 环间接头 非线性转动效应 纵向梁-弹簧模型 状态空间法
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基于有限元的变刚度螺旋弹簧力学性能分析
11
作者 王姣扬 吴震宇 +2 位作者 张桂生 赵春萍 朱明勇 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第1期105-110,共6页
针对变刚度弹簧的力学性能问题,以铃铛型变刚度螺旋弹簧为研究对象,探究了几何参数对变刚度弹簧力学性能的影响。基于弹簧串联理论,提出铃铛型变刚度螺旋弹簧设计方法,通过参数化建模建立变刚度螺旋弹簧的三维模型,通过静态压缩试验验... 针对变刚度弹簧的力学性能问题,以铃铛型变刚度螺旋弹簧为研究对象,探究了几何参数对变刚度弹簧力学性能的影响。基于弹簧串联理论,提出铃铛型变刚度螺旋弹簧设计方法,通过参数化建模建立变刚度螺旋弹簧的三维模型,通过静态压缩试验验证了理论计算和有限元模型的正确性且仿真与实际测量值最大误差不超过10%。利用有限元软件Ansys分析了变刚度螺旋弹簧关键几何参数线径、节距和有效圈数对变刚度螺旋弹簧力学性能的影响规律,分析结果为变刚度螺旋弹簧设计和优化提供参考。 展开更多
关键词 非线性 变刚度螺旋弹簧 力学性能 有限元分析
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摇摆效应下传统木结构平摆浮搁式柱脚节点力学模型研究
12
作者 余汉谋 陈波 +2 位作者 黄勇 梁弢 周理 《建筑结构》 北大核心 2025年第23期153-160,共8页
在传统木结构中,平摆浮搁式柱脚节点被广泛应用于木柱与础石之间的连接。为研究柱在摇摆效应下柱脚节点的M-θ力学模型,首先,用ABAQUS有限元软件建立三维实体柱脚节点数值模型,采用已有的试验数据验证数值模型的正确性;其次,用理论分析... 在传统木结构中,平摆浮搁式柱脚节点被广泛应用于木柱与础石之间的连接。为研究柱在摇摆效应下柱脚节点的M-θ力学模型,首先,用ABAQUS有限元软件建立三维实体柱脚节点数值模型,采用已有的试验数据验证数值模型的正确性;其次,用理论分析方法,根据柱脚节点在受压状态下的几何、物理和平衡关系,建立柱脚节点的M-θ理论模型,通过与已有的试验数据对比验证,表明两者吻合度较高,节点的抗弯极限承载力相对误差值在12%以内;最后,应用上述理论模型所得的数据,建立基于非线性弹簧单元的二维杆系柱脚节点数值模型,分析表明,该理论模型的适用性较好。 展开更多
关键词 传统木结构 柱脚节点 力学模型 非线性弹簧单元
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弹性连接串列双管涡激振动响应特性研究
13
作者 何毅翔 赵伟叶 +1 位作者 贾程 代胡亮 《振动工程学报》 北大核心 2025年第12期2922-2929,共8页
为研究弹性连接串列双管的涡激振动特性,采用ANSYS Fluent与MATLAB双向流固耦合计算方法,考虑横流向和顺流向两个自由度以及非线性弹性力,建立了弹性连接双管系统的动力学理论模型。将建立的动力学模型的计算结果与风洞试验测得的结果... 为研究弹性连接串列双管的涡激振动特性,采用ANSYS Fluent与MATLAB双向流固耦合计算方法,考虑横流向和顺流向两个自由度以及非线性弹性力,建立了弹性连接双管系统的动力学理论模型。将建立的动力学模型的计算结果与风洞试验测得的结果进行对比,验证计算方法与动力学模型的准确性。对雷诺数为150、管心距为2D(D为圆管直径)、质量比为2、折合流速范围为3~10的串列双管系统进行数值计算。探究了不同连接弹簧刚度下双管系统振动响应特性的变化规律。研究结果表明,弹性连接可以增加串列双管涡激振动的起振流速;双管结构在顺流向的振动幅值随着流速的增大而增大至一个稳定值,增大连接弹簧刚度会增大振动幅值。对于横流向振动,随着流速的增大,双管结构振动幅值表现出先增大后减小的趋势;且随着连接弹簧刚度的增大,双管涡激振动锁频流速区域逐渐增宽,响应幅值也逐渐增大。研究发现连接弹簧刚度影响双管振动相位差,从而导致振动幅值发生变化。 展开更多
关键词 涡激振动 弹性连接 非线性弹簧力 串列双管 振动相位差
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基于空气弹簧的火箭橇减振系统建模及效能分析
14
作者 赵项伟 周学文 +3 位作者 郝芬芬 杨洋 淮荣华 谢林清 《振动与冲击》 北大核心 2025年第17期290-294,共5页
为显著改善被试品在轨力学环境,基于空气弹簧设计了适用于火箭橇的减振系统。通过建立空气弹簧理论模型联立减振系统运动方程非线性求解,获得了减振系统动态响应,并采用全尺寸原理样机振动台试验验证了预示的准确性。理论分析表明,在实... 为显著改善被试品在轨力学环境,基于空气弹簧设计了适用于火箭橇的减振系统。通过建立空气弹簧理论模型联立减振系统运动方程非线性求解,获得了减振系统动态响应,并采用全尺寸原理样机振动台试验验证了预示的准确性。理论分析表明,在实测时域信号激励下,以设计指标及安全性为边界,空气弹簧的许用充气压力范围为0.20~0.47 MPa;在0.4 MPa充气压力下,减振系统可将冲击峰值由1900 g衰减至18g,对频域高于50 Hz的激励信号具备极好的减振效能。 展开更多
关键词 火箭橇 空气弹簧 减振 非线性 振动
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力电耦合激励下卷绕式介电弹性体致动器非线性动力学分析
15
作者 李博炀 杨洋 +1 位作者 路宽 傅大鹏 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期1789-1797,共9页
介电弹性体作为一种新型电活性聚合物智能材料,在外加电场作用下能够产生显著的可逆形变,实现电能向机械能的高效转换,在多个工程领域展现出广阔的应用前景。本研究以工程应用中广泛采用的卷绕式介电弹性体致动器为研究对象,基于Helmho... 介电弹性体作为一种新型电活性聚合物智能材料,在外加电场作用下能够产生显著的可逆形变,实现电能向机械能的高效转换,在多个工程领域展现出广阔的应用前景。本研究以工程应用中广泛采用的卷绕式介电弹性体致动器为研究对象,基于Helmholtz自由能理论和Gent超弹性本构模型,建立了介电弹性体系统的势能表达式。通过拉格朗日方程推导出系统的非线性动力学控制方程,并采用数值方法对其动力学响应进行求解分析。基于上述研究,剖析了结构在力电耦合双频激励作用下的稳态响应分岔图,探明其非线性动态特征演变规律。为进一步揭示系统的非线性动力学行为,选取若干特征频率,结合相平面法和Poincaré截面法,对系统的频域响应及时域演化特性进行分析。研究工作可以为介电弹性体致动器设计提供一定的理论支撑,有助于提升致动器工作的可靠性。 展开更多
关键词 介电弹性体 弹簧卷绕式致动器 多频激励 非线性动力学 倍周期分岔
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高静低动刚度浮筏隔振系统优化设计与隔振性能分析
16
作者 王真 卢国盛 赵志高 《振动与冲击》 北大核心 2025年第23期124-129,共6页
浮筏隔振系统在重载条件下的低频隔振性能对于船舶的安全性和声隐身性能至关重要。提出一种具有高静低动刚度特性的浮筏隔振系统的设计方法,该方法采用有限元法建立浮筏系统的数值模型,模型中的筏架和基础模拟为柔性体,模型中的非线性... 浮筏隔振系统在重载条件下的低频隔振性能对于船舶的安全性和声隐身性能至关重要。提出一种具有高静低动刚度特性的浮筏隔振系统的设计方法,该方法采用有限元法建立浮筏系统的数值模型,模型中的筏架和基础模拟为柔性体,模型中的非线性隔振器采用三弹簧模型,利用优化方法设计三弹簧模型的非线性刚度;通过有限元软件计算浮筏系统响应,采用加速度振级落差评价隔振性能,并对浮筏隔振性能的稳定性进行了研究。研究结果表明,与线性浮筏系统相比,高静低动非线性浮筏具有更低的起始隔振频率和更好的隔振性能,并且当隔振器额定承载发生变化时,非线性浮筏仍具有较好的隔振稳定性。 展开更多
关键词 浮筏隔振 非线性 高静低动 三弹簧 优化设计 有限元 稳定性
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基于HT的节段模型非线性响应高保真时域转换方法
17
作者 周金煜 孟晓亮 《振动与冲击》 北大核心 2025年第9期119-126,共8页
在利用弹簧悬挂节段模型试验开展非线性气动自激力的研究中,时常需要同步获得模型的位移、速度和加速度响应,然而由于不同传感器及采集系统具有不同的相频响应,利用多种传感器测量较难满足各响应信号之间严格同步的要求。基于此,提出了... 在利用弹簧悬挂节段模型试验开展非线性气动自激力的研究中,时常需要同步获得模型的位移、速度和加速度响应,然而由于不同传感器及采集系统具有不同的相频响应,利用多种传感器测量较难满足各响应信号之间严格同步的要求。基于此,提出了一种基于HT(Hilbert transform)和短时Chebyshev拟合的弹簧悬挂节段模型非线性响应信号转换方法。首先,通过HT求得位移信号的瞬时幅值和瞬时相位;然后,利用Chebyshev多项式对瞬时幅值和相位进行短时滑动拟合;最后,对拟合函数求导获得模型的振动速度和加速度。通过数值算例和节段模型试验数据对该方法的验证结果表明,其抗噪性能优于传统差分方法,且在常规噪声水平下可以实现由位移信号向速度、加速度信号的高保真转换。 展开更多
关键词 HT CHEBYSHEV多项式 时域微分方法 弹簧悬挂节段模型 非线性响应
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基于P-Y曲线法的水平受荷桩非线性有限元分析 被引量：56
18
作者 苏静波 邵国建 刘宁 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1781-1785,共5页
P-Y曲线法是一种非线性地基反力法,它考虑了土的非线性特性、分层特性、不同土类及荷载类型等因素,适用于分析横向荷载作用下有较大变位的桩结构物。从Newmark方法弹簧支座的概念出发,建立了桩土相互作用体系的接触非线性有限元分析模型... P-Y曲线法是一种非线性地基反力法,它考虑了土的非线性特性、分层特性、不同土类及荷载类型等因素,适用于分析横向荷载作用下有较大变位的桩结构物。从Newmark方法弹簧支座的概念出发,建立了桩土相互作用体系的接触非线性有限元分析模型,采用复合地基反力法的P-Y曲线公式,推导了作用于桩上的非线性弹簧弹性系数的计算公式,基于marc有限元软件编制了相应的计算程序,基于一阶Taylor随机有限元的思想,给出了土性参数对泥面位移的敏感性计算公式,结合试桩资料的计算结果验证提出方法是合理可行的。 展开更多
关键词 Newmark方法 P—Y曲线 非线性弹簧 敏感性 有限元
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斜尖针穿刺软组织建模及针尖轨迹预测 被引量：15
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作者 杜海艳 张永德 +2 位作者 赵燕江 姜金刚 贾小红 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1744-1751,共8页
在经皮穿刺过程中,当带斜尖的针穿刺软组织时,针与其周围组织相互作用,导致针体产生弯曲变形,针尖偏离预定方向,进而直接影响穿刺手术的定位精度。将针穿刺软组织的过程视为准静态过程,并进行离散化,建立针-组织相互作用模型。在该模型... 在经皮穿刺过程中,当带斜尖的针穿刺软组织时,针与其周围组织相互作用,导致针体产生弯曲变形,针尖偏离预定方向,进而直接影响穿刺手术的定位精度。将针穿刺软组织的过程视为准静态过程,并进行离散化,建立针-组织相互作用模型。在该模型中,考虑到软组织的非线性与各向异性,将针视为由一系列非线性弹簧支撑的悬臂梁,且各点的弹簧刚度彼此不同。建立针-组织相互作用中的摩擦力及切割力模型,借助于穿刺实验,将穿刺力分解为摩擦力和切割力,进而获得力模型中的各个参数。基于虚拟非线性弹簧模型和穿刺力模型,根据最小势能原理,采用瑞利-里兹法预测针的偏转,进而获得进针过程中针尖的轨迹。仿真及实验结果表明,该模型能够精确地预测针尖位置,为穿刺路径规划提供理论依据。 展开更多
关键词 针穿刺 针-组织相互作用 针偏转 悬臂梁 非线性弹簧
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Z-pin参数对复合材料T型接头拉脱承载能力的影响 被引量：11
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作者 李梦佳 陈普会 +3 位作者 孔斌 彭涛 姚正兰 邱学仕 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期571-578,共8页
利用二维平面应变模型对Z-pin增强T型接头试样进行失效分析,采用内聚力模型模拟界面的破坏情况,通过在分层的上下界面加入非线性弹簧元模拟Z-pin的增强作用,非线性弹簧元的力学性能(桥联律)由细观力学方法获得,数值结果与试验值吻合较... 利用二维平面应变模型对Z-pin增强T型接头试样进行失效分析,采用内聚力模型模拟界面的破坏情况,通过在分层的上下界面加入非线性弹簧元模拟Z-pin的增强作用,非线性弹簧元的力学性能(桥联律)由细观力学方法获得,数值结果与试验值吻合较好。在已验证有限元方法的基础上,研究了Z-pin直径、密度及植入角度等对T型接头拉脱承载能力的影响。结果表明:Z-pin增强可显著提高T型接头的拉脱承载能力,与未Z-pin增强的T型接头相比,Z-pin增强明显延缓了掉载;T型接头的拉脱承载能力随Z-pin直径和密度的增加而增大,随植入角度的增大而减小;在所研究的角度范围内,当植入角度为60°时,T型接头的拉脱承载能力最好;Z-pin直径和密度对拉脱承载能力的影响远比植入角度的影响显著。 展开更多
关键词 复合材料 T型接头 Z-PIN 非线性弹簧 桥联律
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