非概率区间模型可靠性指标的梯度投影算法

考虑不确定参数为区间变量,研究求解非概率可靠性指标的有效搜索算法.基于函数梯度法的基本思想,构造搜索方向,建立迭代算法格式,将传统的用于概率可靠性分析的梯度投影法用于非概率可靠性指标的求解.当收敛点为非最可能失效点时,提出了空间降维算法,并给出了整个搜索算法的计算步骤.通过数值算例,验证了本文提出的搜索迭代算法的有效性和正确性.     

八脚机器爬虫运动仿真分析

采用叠层IPMC为片状脚,设计左右非对称分布的八脚机器爬虫模型,通过输入电压波形实现动力驱动。运用刚-柔混合技术,确定柔性体片状脚与刚性体地面接触模式,设计合理的行走步态,获得向前不间断的动力驱动。整个分析过程借助于ANSYS和ADAMS有限元分析软件完成,在ANSYS中建模,并获取32阶模态,通过ADAMS分析完成八脚机器爬虫的运动分析。经参数研究发现,较小的动力驱动和较高的驱动频率既能让机器爬虫保持一定速度,又能使其载重得到一定程度增加,且整体稳定性良好。     

离子交换膜金属复合材料力－电耦合变形数值模拟

本文基于电场-化学场-机械场耦合作用机理,采用数值模拟方法,研究离子交换膜金属复合材料(Ionic Polymer Metal Composites 简称IPMCs)宏观变形的细观机理。借用大型商业有限元软件ANSYS开发平台,结合MATLAB编制用户子程序,制定了数值分析流程,给出了典型IPMC悬臂梁宏观挠曲变形结果。文章重点研究了IPMC板迭层结构的输出力效率、金属电极层的厚度最佳值和非均匀挠曲变形细观机理的宏观分析方法,计算结果与实验比较以显示数值方法的正确性。文章的研究结果对材料工作者合理的制作IPMC致动器产品,具有理论指导意义。     

模型参数对 IPMC 变形性能影响分析

基于电场-化学场-机械场耦合作用机理,采用数值模拟方法,建立了 RC 模拟电路,分析了IPMC 在外加电压场作用下模拟参数对电流和电流积分的影响;采用标准三参数模型模拟 Nafion膜线黏弹性力学行为,得到了随时间衰减的杨氏模量表达式。分析结果表明：膜内电流积分是一个决定性因素,它直接控制着膜内钠离子的迁移运动;电容增大时,膜内电流积分增大,从而加速了膜内钠离子的迁移运动,同时宏观位移也随之增大;电阻增大时,膜内电流积分与宏观位移均随之减小。引入静电应力作为初始应力,对悬臂梁挠曲变形进行了细观分析,结果表明其最大挠曲变形的旋转角可达到24°。