振动控制作动器的数目和位置优化设计

提出一种确定作动器的数目和优化设计作动器位置的方法。以独立模态最优控制方法为基础，将模态控制力和作动器作动力处理为随机变量，建立了模态控制力能量的自相关矩阵和作动器作动力能量的自相关矩阵。进一步通过作动力能量的自相关阵包含的能量确定了作动器的数目，在此基础上，建立了基于控制系统作动力消耗能量最小，优化设计控制系统的作动器最优位置。通过数值算例证明了该方法的有效性。     

阶梯压电层合梁的波动动力学特性

采用行波理论系统地研究了压电阶梯梁的自由振动分析以及强迫响应的分析方法. 基于分布 参数理论研究了压电阶梯梁的波传播特性，忽略柔性梁横向剪切和转动惯量的影响，给出了 梁的轴向和横向的简谐波解. 将压电阶梯梁离散化为单元，考虑压电片的刚度和质量的影响， 建立了节点散射模型. 应用位移连续和力平衡条件，推导了节点的波反射和波传递矩阵，在 此基础上，引入波循环矩阵的概念，给出波循环矩阵、波传递系数矩阵的确定方法. 应用波 循环矩阵可以有效地计算结构的固有频率. 另外，应用波传递系数研究了压电陶瓷作动器位 置对其驱动能力的影响. 得出两个主要结论：1)作动器靠近悬臂梁固定端将有较强的驱动 能力，悬臂梁边界反射行波产生弯曲消失波有利于增大压电波的模态传递系数；2)模态传 递系数与固有频率的灵敏度密切相关，波传递系数越大, 对应该处固有频率变化灵敏度越大. 另外，数值算例表明了行波方法比有限元方法具有更高的计算精度.     

管道联接件参数识别的行波法

基于结构振动的行波理论,提出了一种管道联接件物理参数识别的新方法.以未充液直管在平面内的弯曲振动为例,建立了入射波和出射波在联接件处的散射关系,并结合波模式幅值系数的识别,得到一组包含待识别参数的非线性方程组.在每一个频率下求解该方程组得到联接件的动刚度,最后采用最小二乘法一次识别得到联接件的物理参数.数值仿真结果表明,行波法在管道联接件参数辨识中,识别精度高,而且采用矩阵条件数小的传感器阵列,可以提高参数辨识的精度.     

管道流固耦合振动的行波方法研究

应用波动方法分析载流管道流固耦合振动问题。采用直梁模型，推导了管道流固耦合系统的轴向、横向波导方程及平面管系的坐标转换矩阵，通过节点位移连续和力平衡条件建立了耦合系统的散射模型。最终分析了两种耦合对载流管道振动的影响机理及流速变化对管道振动稳定性的影响。数值算例表明本文方法的正确性及有效性。     

电流变阻尼器的抗冲击性能研究

从理论和试验两个方面研究了所设计的电流变阻尼器在大冲击下的抗冲击性能，分析了电流变液性能与阻尼器结构参数对抗冲击性能的影响。认为采用高性能的电流变液体及改变结构参数，都可以使电流变阻尼器的高速缓冲性能提高。电流变液流速对电流变液的屈服应力影响显著，其值随流速的增加按指数规律减小。从定性、定量两个方面分析了电流变阻尼器作为阻尼器效果不明显的原因为：由电流变效应引起的阻尼力在整个液压阻力所占比例太小，不能通过改变电压来使液压阻力具有很大的调节可控范围。     

输液管道附加支承刚度优化设计

研究液固耦合效应作用下,两端铰支输液管道系统附加支承的刚度和位置优化设计。应用有限元分析方法,建立了输液管道液固耦合振动方程。为有效控制管道结构的振动,利用在管道结构上附(增)加支承的方法,提高输液管道系统的固有频率,预防系统可能发生强烈的耦合振动导致不稳定状态。提出了附加支承最小(临界)刚度的快速计算策略和途径,分别探讨分析了输液管道内液体的流速、附加支承的位置以及第一阶固有频率的目标值对最优支承刚度值的影响。     

简单周期结构波传播主动控制研究

研究了在梁结构插入压电材料的周期结构波传播的一般规律。以梁的弯曲波传播方程的解析解为基础，进一步分析了简单周期结构的波传播的一些固有特性。并在此基础上，以压电材料作为作动器，采用主动控制方法研究了调整结构传播波的带通、带阻的频率范围可行性和有效性。     

一种逆优化设计振动控制作动器的数目和位置的方法

在建立了悬臂梁上粘贴压电陶瓷片实现振动控制的动力学方程的基础上，研究了一种逆优化设计作动器／传感器的数目和位置的方法；用压电陶瓷作为自传感器作动器，以悬臂梁的振动控制为研究对象，要求振动控制系统具有一定的模态阻尼比，并以作动器控制力最小为目标函数，优化设计作动器／传感器的数目和位置。最后通过数值算例证明了该方法的有效性。     

SMA本构模型及其应用的研究进展

形状记忆合金(SMA)是一类应用前景广阔的智能材料系统, 其最基本的宏观响应特性是在不同温度 和应力条件下的相变超弹性和形状记忆特性.近年来, 形状记忆合金本构模型发展迅速, 其在 工程结构振动控制领域中的研究和应用也得到了广泛地关注.与此同时, 许多学者将SMA用于 当前迅速发展的智能材料结构,发展了一系列SMA复合材料本构模型, 成为目前SMA的应用研究的热点. 本文针对形状记忆合金本构模型的发展状况, 首先回顾了近年来常用的和新发展的SMA本构模型, 并根据其包含的力学特点和基 本理论将其进行了比较归类, 分析了各类模型特点和适用范围;其次从微/宏观角度介绍了有广阔应用前景的SMA智能复合材料的本构模型的发展状况；接着 简要的综述了几类较为实用的SMA本构模型在实现结构的主/被控制、变形控制及结构裂纹诊 断与控制等方面的应用现状.最后对目前本构模型的发展趋势、工程应用问题提出了一些看法和展望.     

电流变阻尼器的抗冲击性能研究

从理论和试验两个方面研究了所设计的电流变阻尼器在大冲击下的抗冲击性能,分析了电流变液性能与阻尼器结构参数对抗冲击性能的影响.认为采用高性能的电流变液体及改变结构参数,都可以使电流变阻尼器的高速缓冲性能提高.电流变液流速对电流变液的屈服应力影响显著,其值随流速的增加按指数规律减小.从定性、定量两个方面分析了电流变阻尼器作为阻尼器效果不明显的原因为:由电流变效应引起的阻尼力在整个液压阻力中所占比例太小,不能通过改变电压来使液压阻力具有很大的调节可控范围.