振动抑制与能量俘获专刊序

工程系统中梁结构经常处于各种激励的作用下,因而梁结构在这种环境下不可避免地发生着各种各样的强迫振动.在梁结构发生振动的过程中,其自身会受到的温度、湿度、电磁场、裂纹等众多内外部因素的影响,而众多内外部因素就构成梁的多物理场耦合环境.在多场耦合环境下,Green函数法作为一种解析方法在研究梁的多场耦合振动问题方面具有优势,有利于讨论力、电、热、裂纹等因素作用下梁的振动特性和多场耦合特性.Green函数法相比于模态叠加法,优点在于能够得到完整且精度较高的解析解,具有收敛性好,运算快的特点.本文主要阐述Green函数在梁的强迫振动、热力耦合振动、力电耦合振动、裂纹梁振动等研究问题上取得了大量的理论和工程研究成果.本文以裂纹为内因,热、力、电为外因进行分类,阐述了在内外因影响下梁的强迫振动问题Green函数解的研究现状,从而让读者进一步系统性的了解Green函数法在振动领域中的广泛应用,以及了解该方法本身的特色和优势奠定基础.     

基于汽热法风力机叶片除冰传热分析

基于气热法对风力机叶片除冰的传热计算进行分析,主要为给定空气加热器输出热量后,对除冰时间的传热分析进行计算。首先介绍了风力机叶片结冰的机理和气热法除冰的原理,然后进行传热过程中的对流换热以及导热的理论计算,从而得到了各个传热过程中的传热量,并且估算出最佳除冰温度下空气加热器的最小输出热量,最后通过仿真实例计算出理论上达到除冰要求时所需要的时间。对叶片进行传热分析可以评估除冰系统运行时的效率,提高除冰系统的经济性,同时也为工程传热计算提供依据。     

兆瓦级风力机翼型多目标优化设计和研究

随着风电发电技术的不断发展,对风力机的各项性能要求越来越高,气动噪声问题已成为风电行业研究的关键方向。以提高叶片的气动性能和降低噪声为设计目标,基于改进的Hicks-Henne型函数优化翼型结构方程,并结合多目标粒子群优化算法,对S8035翼型进行优化设计;利用Xfoil软件对优化后的翼型进行评估计算,并对其气动噪声和流动特性进行模拟仿真。分析结果表明优化后的叶片具有更好的气动特性和更低的噪声特性,验证了该设计方法的可行性。     

引线键合机高速定位平台系统的模态特性有限元分析

高加速度高精度定位平台是引线键合机的核心部件,决定键合的速度和质量,进而影响芯片的成本与可靠性.采用ABAQUS有限元分析软件对高加速度高精度定位平台系统的模态特性进行了仿真分析,发现在不同的共振模态下,具有不同的振动特性,同时还存在模态密集、振型复杂等特点.     

电流变夹层梁的动力稳定性分析

将电流变液等效为线性粘弹性材料，并假定在小变形情况下其储能模量和损耗因子与加在它上面的电场成正比，利用Hamilton原理和有限元方法建立电流变夹层梁的动力学方程。分析不同外加电场和厚度比情况下，电流变夹层梁的振动特性及动力稳定性。通过对单频轴向激励作用下电流变夹层悬臂梁的仿真计算显示，外加电场的增大能提高电流变夹层梁的刚度和阻尼损耗，减少不稳定区域的大小，而电流变层厚度的增加将使梁的固有频率降低，但提高了梁的稳定范围。表明合理设计电流变夹层梁可以有效抑制振动，提高系统的稳定性。     

电流变材料及其工程应用

简述电流变材料的组成、特性及其工程应用的研究进展情况,并对电流变技术今后的发展提出了建议。     

电流变流体控制元件的动态仿真

介绍了一种电流变流体控制元件的组成和工作原理，应用仿真技术对其特性进行了动态分析。由分析结果可知该流体控制元件具有较高的响应速度和系统稳定性，其性能优于传统流体控制元件。     

大型风力机塔架固有频率分析

以2 MW水平轴风力发电机组为研究对象,基于有限元分析对风机整体结构进行数值仿真。主要研究地基土刚度、塔顶质量、混凝土基础、塔筒门洞、塔筒休息平台对风机整体结构固有频率的影响规律。仿真结果显示:风机整体结构固有频率随塔顶质量的增大而呈现减小趋势,风机叶片、轮毂和机舱设计可适当选择轻质量的材料;整体结构固有频率随地基土刚度的增加而快速增加,但增加到一定数值时这种趋势逐渐减小;塔筒底部简化为刚性约束将导致分析结果误差较大。     

横向可压缩电流变夹层梁的振动特性

讨论了电流变夹层梁在考虑电流变材料层横向可压缩时的动力学特性。在建模过程中将电流变材料视为可压缩的粘弹性材料, 假设电流变材料层的横向位移随厚度变化。基于一阶剪切变形理论和能量方法建立了电流变夹层梁的挤压-剪切动力学模型, 并采用有限元方法进行了离散求解。通过对悬臂梁的仿真和实验分析得出:在电流变夹层梁的振动过程中, 上、下约束层的横向位移并不完全相等, 在低频阶段相差不大, 但在高频阶段较为明显; 加大外加电场的强度, 可以减小横向位移的差值; 而电流变层厚度的增加, 将使横向位移的差值加大。      

抗冲击车路能量收集减速带设计与自供能交通管控

车辆滚压道路会产生大量机械能,将这些能量收集为交通环境中小型机电系统供电,实现自供能交通状况监测和交通管控等,使交通系统更加安全、有序、高效地运行;并且绿色环保,有益于我国“双碳”目标的实现。提出一种用于单向车道的抗冲击车路能量收集减速带(Anti-impact vehicle-road energy harvesting bump,AVEHB)。通过“顺势运动”吸纳车辆滚压能量,可以减少对器件和路基的冲击损伤,使更多滚压激励用于做功。抗冲击对比试验验证了该设计的优点。基于AVEHB工作原理,建立机电耦合动力学模型并进行试验验证。试验结果还显示,在车速50 km/h时,AVEHB最大输出电压和功率分别为146.7 V和143.47 W。探索了自供能车速监测及行人主动安全警示等应用,验证了AVEHB具有为交通环境中机电系统供电的潜力。根据供电需求合理设置AVEHB阵列,可以为智慧交通系统提供便捷、可持续、绿色环保的零碳电力。