含压电层的复合梁的多场耦合分析

压电智能控制结构的应用环境往往不是单一的,而是处在复杂的多物理场环境中,为了保证压电材料的真实行为,必须考虑多物理场耦合的影响.在压电层的基本耦合方程基础上,利用消元法将由虚功方程推导的热、机、电耦合的高阶有限元矩阵方程对应的五元二阶齐次微分方程组变换为四元二阶齐次方程组,由控制理论以及变量替换构建了求解该耦合矩阵通解的状态方程,给出了通解的表达式以及求解方法.     

膜自由振动方程的多辛Runge-Kutta-Nystr(o)m方法

考虑膜自由振动方程的多辛Runge-Kutta-Nystr(o)m(MSRKN)方法,在空间方向和时间方向上,应用RKN方法得到一个多辛格式.为了数值求解膜自由振动方程,建立了显式的多辛格式.数值结果表明:MSRKN方法不但在保持多辛的几何结构方面,而且在某些物理学保持守恒律方面都具有更大的优越性.     

基于大涡模拟的串列柔性多圆柱流致振动研究

串列布置的多柔性圆柱广泛存在于海洋工程、土木工程、核工业等工程领域。然而,当前关于两个以上串列柔性圆柱的流致振动(FIV)的研究成果有限,尤其是对串联多柔性柱间的流动干扰机制、流体-结构互作机制尚不清楚。因此,基于大涡模拟数值方法精确捕捉流场流动特性,并结合两端固支梁模型,研究了串列布置的五柔性圆柱体的FIV机制,其质量比为2,两个相邻的圆柱中心间距为3D(D表示圆柱直径),雷诺数为9 000。数值模拟结果表明：在第1圆柱和第2圆柱之间发生了剪切层的分离,但并未附着到下游圆柱表面上,导致漩涡完全脱落;根据频率特性分析,第1圆柱和第2圆柱的振动是由其本身漩涡脱落引起的,且主导频率也是单一的,而下游圆柱的振动呈现多个主导频率形式,并且涡脱频率不再显著。     

压电智能悬臂梁的主动振动控制

以悬臂梁振动系统为研究对象，利用压电材料的正、逆压电效应，分析了压电片和悬臂梁之间的相互耦合关系，建立了压电悬臂梁的动力学模型和基于闭环控制系统的状态方程．在此基础上，研究了反馈控制增益、压电片位置及压电片长度对柔性梁振动控制性能的影响．根据计算获得了反馈控制增益、压电片位置、压电片长度与振动能量、控制能量的关系曲线．为压电智能悬臂梁的振动控制设计提供了依据．     

非均匀传输线的宽带3分贝耦合器设计

利用非均匀耦合传输线的奇、偶模S-参数特性,提出了一种宽带3 dB耦合器的设计方法.用级连ABCD矩阵对所设计出的耦合器的分布参数特性进行仿真,结果表明非均匀耦合传输线可以有效适用于宽带方向性耦合器设计.     

小半径曲线隧道盾构施工始发技术

盾构进出洞施工为盾构隧道施工的关键,也是盾构施工的重难点。小半径、大纵坡、浅覆土盾构始发的情况更加大了盾构始发的技术难度,如何采取安全可靠的技术措施以保证盾构始发的施工质量,是需要研究的关键课题。本文以工程实例作为研究对象,通过端头加固、割线始发、堆载反压和洞门密封等技术,有效解决了盾构始发存在的管片上浮、隧道渗漏水、地表沉降隆起大、管片姿态偏移超限和隧道成型效果难以控制等问题,既保证了施工过程的顺利进行,也保证了隧道的成型质量,对今后类似工程施工具有重要的借鉴意义。     

正交等跨悬臂梁扭矩简化计算

实际工程设计中,对于正交悬臂梁设计,往往忽略了彼此之间产生的扭矩,从而使得十字相交悬臂梁安全可靠度降低.该文基于约束力矩理论,提出了正交悬臂梁间产生的约束力矩的简化计算公式(4).有限元分析结果表明,该简化公式对正交等跨悬臂梁的扭矩计算具有较好的计算精度,可用于实际工程设计.通过对正交不等跨悬臂梁的扭矩分析,本文建议约束力矩简化公式的跨度比适用范围为1≤L1/L2≤1.3.     

多通道串联式压电传感器快速检测病原细菌

以串联式压电传感器为基础构建了一台自动化微生物检测仪，并开发了一种适合该仪器使用的低电导，高营养的YC肉汤培养基，以数学方法对检出时间FDT进行了定义，使FDT的确定更加方便准确，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌和绿脓杆菌进行了检测，发现检测时间和样品中细菌浓度呈线性关系，求出其关系式并用于细菌数量的测定，测定范围从cell 10 mL^-1到cell 10^6 mL^-1，检测时间4-20h，结果表明，该方法准确度与常规的平板计数法相当(r≥0．98)，但是更为灵敏，快速。     

压电式主动隔振器的研究

讨论由压电陶瓷作为作动器，激振器作为干扰源，双层隔振系统作为受控对象组成的机电系统和由传感器将振动信号通过控制器作用于作动器构成的闭环主动隔振系统。提出采用前馈和反馈共同控制的方法对受控对象进行隔振控制。最后给出仿真结果，证明了这种隔振器的隔振效果比单纯采用反馈的控制方法更为有效。     

钢筋混凝土矩形贮液结构的液固耦合振动

基于剪切悬臂梁理论建立了矩形贮液结构的液固耦合振动方程．通过数值算例,求得满液时结构的耦合振动特性,并与无液时的振动特性进行了对比．结果表明：液动压力对频率的影响不可忽视,对振型的影响不大．为矩形贮液结构的设计计算提供了理论依据．     

非圆形截面直梁的自由振动

本文以空间曲梁理论为基础,推导出具有非圆形横截面的直梁的运动微分方程,对其自由振动特性进行研究。方程中不仅考虑了转动惯量、轴向变形和横向剪切变形的效应,而且考虑了与扭转有关的翘曲变形对梁固有频率的影响。结果表明:在考虑了翘曲效应后,用本文方法得到的解和有限元结果吻合得很好,翘曲变形对梁的第5—8阶固有频率有较大影响。     

部分剪力连接新型外包钢-砼组合梁的滑移性能

针对典型的钢-砼组合梁的不足,提出一种新型外包钢-砼组合梁.为研究其钢-砼交界面相对滑移及变形性能,通过4根足尺简支梁的试验研究,得到组合梁的荷载-滑移、荷载-挠度关系曲线.根据试验结果分析了新型外包钢-砼组合梁交界面相对滑移发展的过程和分布规律.利用有限元分析软件ANSYS,对组合梁的交界面相对滑移性能进行了非线性有限元分析,提出剪力连接系数的合理范围.在基于现行规范的基础上提出了组合梁跨中挠度的建议计算公式.把有限元模型和建议公式的计算结果与试验结果进行比较,三者吻合良好.