梁板结构埋入压电片的深度和厚度优化研究

根据梁的弯曲变形理论，以及压电材料的压电效应，对压电复合材料梁结构的应变和应力状态进行了分析。推导了压电材料埋入梁结构时其埋入深度和压电材料本身厚度的优化目标函数。根据优化目标函数，绘制出了在给定的基体材料和压电材料弹性模量比之下，压电材料的驱动力矩随埋入深度和压电材料厚度变化的三维曲面和等高线图，直观地表示出了埋入型压电材料智能结构获得最佳驱动力矩的配置方案。同时也分析了结构和压电材料两者的弹性模量之比对其结果的影响。结果表明，压电材料对于结构的作动力矩与其埋入基体材料的深度、本身厚度以及基体材料和压电材料的弹性模量之比都有着密切的联系。同时将结果也推广到了压电板结构，此时压电材料和基体材料的泊松比时其结果也有一定的影响。     

中国力学学会理事陈百屏简介

陈百屏教授,1913年4月生,安徽庐江县人,1935年毕业于上海交通大学电机系,后又在前中央大学机械系特别研究班学习一年半,毕业后,即在前中央大学航空系历任助教、讲师及副教授等职。1945年考取了前教育部留美公费生。1947年起赴美留学,曾在斯坦福大学机械系学习半年,又在布朗大学应用教学系学习三年,取得了应用数学系硕士和博士学位。1950年9月回国,尔后即在大连工学院任应用数学系教授及系主任。1952至1970年在哈尔滨军事工程学院任数学、理论力学及飞机设计等教研室主任。1970年至今,任西北工业大学飞机系教授,曾任该系副主任。陈教授长期担任过数学、力学等方面的课程教学。目前是 ...     

改进的小损伤结构动力学有限元建模方法

在遗传算法或神经网络方法识别结构损伤位置和程度时,都是基于少量的在线测量的损伤结构振动响应数据和大量的模型仿真数据来实现的,因而建立高效和精确的损伤结构动力学有限元模型,以便仿真获得损伤结构的大量动力学响应数据是十分重要的基础前提工作。本文针对ANSYS结构分析软件在建立结构小损伤有限元动力学模型存在两个关键问题,结构损伤处直接网格划分的计算结果误差和网格节省问题,以结构损伤振动检测的实际需要为出发点,提出了建立含小损伤结构的ANSYS动力学建模技术,研究了结构局部小损伤及其位置与所在处单元刚度矩阵变化的数量关系。     

一种结构故障的振动诊断法

文章分析了振动参数对结构故障的敏感度，选取对故障比较敏感、又能反映结构动力特性的频响函数，作为诊断故障的参数，采用了最小二乘辨识、卡尔曼滤波、自适应滤波等方法，进行故障诊断、仿真试验的结果表明，本文提出的方法可行，且有一定精度，实物试验结果表明，当局部刚度下降5%时，运用本文方法可诊断出故障。     

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.     

结构模态参数的子空间辨识方法

子空间状态空间系统辨识(4SID)方法是近年来出现的一种用于辨识线性振动系统动态特性的时域技术.它直接由输入/输出数据矩阵序列,通过基本的代数运算求取系统模型.本文概要地介绍了子空间系统辨识方法及其运算步骤,并应用该方法对一已知模态参数的桁架结构进行了仿真计算,得到了准确的辨识结果.     

失衡转子的动力响应分析

转子失衡是现场机组转子的常见故障之一.究其故障起因可将转子失衡从理论上划分为力不平衡和力偶不平衡两种类型,而在转子的实际运行过程中,这两种失衡状态往往是相互耦合在一起共同对转子的不平衡响应发挥作用的,此特性无疑给现场转子不平衡响应的识别和诊断工作,以及转子的现场动平衡工作带来了极大的困难.本文基于全息谱技术,通过对失衡转子的工频振动进行再分解,从而在理论上得到了两种失衡状态的动力响应特征.试验结果表明,应用本文提出的识别指标得到的理论计算结果与试验结果完全吻合,识别指标可对两类失衡转子在不同运行工况下的动力响应特征做出准确、可靠的描述.这一研究结果将对现场转子主导失衡故障类型的诊断、故障严重程度的评估及现场转子的动平衡工作产生重要影响.     

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。     

一种诊断复合材料层合板损伤的频响方法

本文首先选取对故障比较敏感,又能反映结构动力学特性的频响函数作为诊断故障的参数。通过计算无损板在给定模态下各单元的模态能量,求得每个单元对该阶模态下全板能量的贡献,并由模态实验得到损伤前后频响函数在各阶共振峰处的变化。分析发现两者之间存在内在联系,从而得到一种分析小损伤位置和范围的新方法。     

结构非线性动力方程的精细积分算法

基于线性方程精细积分的思路,对具有惯性、阻尼、刚度非线性的动力方程及参变非线性动力方程提出了一种较高精度线性化精细积分迭代计算算法,算例表明该算法可用较大的步长取得满意的计算精度,并可在较大的线性化区间获得较高的计算精度。