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1.
范舒铜  申永军 《力学学报》2022,54(2):495-502
黏弹性材料在航空、机械、土木等领域具有广阔的应用前景, 而具有1.5自由度的非线性Zener模型能更好地描述其特性. 因此, 研究多尺度法的推广和应用具有重要意义. 在传统多尺度法的基础上, 推广并利用多尺度法对非线性奇数阶微分方程进行研究, 解决非线性奇数阶系统的动力学求解问题. 以非线性Zener模型为例, 首先通过推广的多尺度法对该模型进行近似解析求解, 并通过数值方法对解析解进行数值验证, 结果吻合良好, 证明该推广方法求解过程的正确性. 然后, 从解析解中推导出稳态响应的幅频方程和相频方程, 从幅频曲线中发现对于弱阻尼系统, 在一定的频率范围内存在多值解的现象. 基于Lyapunov第一方法得到稳态周期解的稳定性条件, 利用该条件分析系统的稳定性. 最后分析非线性项、外激励以及Maxwell元件的刚度系数和阻尼系数对系统动力学行为与稳定性的影响. 研究发现: 不管非线性刚度硬化还是刚度软化, 都可使共振幅值逐渐降低, 多解区域扩大; 外激励幅值对幅频特性的骨架线影响很小, 对幅频曲线的形态影响较大; Maxwell元件刚度系数的增大使共振幅值小量增加; Maxwell元件阻尼系数的增大会使共振幅值降低, 多解区域减小, 最终多解现象消失. 这些结果对以后非线性黏弹性系统动力学特性的研究具有重要意义.   相似文献   
2.
针对考虑几何和材料非线性的石英晶体板厚度剪切振动和弯曲振动的方程组,利用扩展伽辽金法对该方程组进行转化和求解,分别获得了强烈耦合的厚度剪切振动模态和弯曲振动模态的频率响应关系,绘制了不同振幅比和不同驱动电压影响下的频率响应曲线图。数值计算结果表明可以选取石英晶片的最佳长厚比尺寸来避免两种模态的强烈耦合。驱动电压的变化将引起石英晶体谐振器厚度剪切振动频率的明显改变,必须将振动频率的漂移值控制在常用压电声波器件的允许值之内。扩展伽辽金法对石英晶体板非线性振动方程组的求解为非线性有限元分析和偏场效应分析奠定了基础。  相似文献   
3.
结合无网格局部彼得洛夫-伽辽金(MLPG)方法和径向基函数有限差分(RBF-FD)无网格方法求解非线性热传导问题。MLPG方法属于弱式无网格方法,具有处理边界条件方便的优点,然而因其要做大量的插值、积分运算而计算效率偏低;RBF-FD无网格方法属于强式无网格方法,直接对微分算子进行数值离散,计算效率高,然而其边界条件的处理较复杂。将二者相结合,在求解域边界附近采用MLPG方法,其它区域采用RBF-FD无网格方法,则能扬长避短。介绍了MLPG方法和RBF-FD无网格方法的基本原理,将该混合方法用来求解非线性热传导方程,数值算例显示了方法的正确性和高效性。  相似文献   
4.
5.
暴露于硫酸盐环境中的混凝土输水管易遭受硫酸盐化学侵蚀,导致其耐久性退化、提前失效;而环境中硫酸根离子传输进入混凝土是其化学侵蚀的前提.为获得混凝土内硫酸根离子的扩散进程,首先基于Fick定律及质量守恒定律,建立饱和混凝土管内硫酸根离子的扩散-反应模型.其次,将扩散-反应模型的边界条件齐次化,建立其有限元控制方程.然后,开展硫酸钠溶液中水泥砂浆圆柱试件的腐蚀试验,测定试件不同深度处的硫酸根离子浓度,与模型计算结果对比,以验证模型.最后,开展数值模拟研究,分析混凝土输水管外表面、内外表面暴露于浓度恒定或振荡的硫酸盐溶液情况下管内硫酸根离子浓度的时空分布.  相似文献   
6.
矩阵平方根在数学的许多应用中起着重要的作用.本文研究M-矩阵平方根的计算问题,提出一种计算正则M-矩阵平方根的迭代方法.首先将这个问题转化为M-矩阵代数Riccati方程,进而提出一种有效的方法来求解这个特殊的MARE.理论分析表明,该方法在一定条件下是收敛的.数值实验表明该方法是可行的,且优于二项式迭代法.  相似文献   
7.
本文以有机朗肯循环(ORC)跨临界与亚临界工质换热特性最新研究成果为基础,采用热力学指标热源回收效率,以及经济学中的净现值(NPV)概念,结合换热面积分析,建立了考虑实际换热情况的热力学及经济性模型,更合理、更全面地对亚临界循环与跨临界循环的热力学性能和经济性进行了统一分析,为工程实际中亚临界和跨临界的选择提供了参考。本文结果表明,当综合考虑换热器面积、NPV等经济性指标时,跨临界循环在单纯的热力学分析中所展现的高于亚临界的优势减少。针对工业余热,系统的优化区间覆盖跨临界与亚临界,为P/Pc=0.82~1.30,T3=103~147℃,其热源回收效率可达61%,经济效益较高,且对透平入口温度、压力的变化不敏感,能容纳一定的参数波动。对比使用不同换热关联式,使用专门针对有机工质发展的换热关联式计算得到的循环优化区间发生了改变,由此可见,开展对ORC工质的换热特性研究,发展更加准确的换热关联式是完善系统优化的重要途径。  相似文献   
8.
从课堂教学层面而言,“共生理念”下的课堂教学应与现实生活紧密联系,让学生体会到数学源于生活、用于生活;应围绕学生的最近发展区,确定学生合理的生长点,让学生在学习过程中不断积累生长的经验;应培养学生的科学精神和创新意识,让学生的精神在课堂中升华.本文以“探索直线平行的条件(第1课时)”为例,说明这种理念的实践应用与思考.  相似文献   
9.
该文运用解析的方式推导了考虑声波衰减时兰姆波二次谐波的累积和传播规律,并用半解析方式将该理论推广到缓慢变厚度板的情况。由于色散特性,兰姆波二次谐波和基频波相速度不匹配,传播通常会产生拍频效应,使得二次谐波的振幅沿着传播距离周期性的归零。当考虑声波衰减或板的厚度缓慢变化的情况时,拍频效应将不再严格地被满足。二次谐波的振幅依然会沿着传播距离而振荡,但不会归零。该研究可以用于分析如何高效地激发和接收兰姆波的二次谐波,表征和评估不同厚度变化的结构中的微观结构损伤。  相似文献   
10.
以2-肟基丙烷酰肼缩2-羟基萘甲醛席夫碱(H2L)为主配体,乙酰丙酮(Hacac)为辅配体,构筑了一例双核稀土镝配合物[Dy2(L)2(acac)2(CH3CH2OH)2](1)。通过单晶X射线衍射、元素分析以及磁性测试对其结构和磁行为进行了表征。结构分析表明,配合物1是一个结构呈中心对称的双核镝(Ⅲ)配合物,其结构的最小不对称单元包含1个Dy(Ⅲ)离子,1个L2-配体,1个acac-配体和1个乙醇分子;中心Dy(Ⅲ)离子为八配位,其配位构型为扭曲的双帽三棱柱。磁性研究结果表明,配合物1中Dy(Ⅲ)离子间存在弱的反铁磁相互作用,且该配合物表现出了慢磁弛豫行为,其磁弛豫有效能垒为14.52 K,指前因子τ0为7.58×10-6 s。  相似文献   
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