椭圆形平面预应力索网大变形非线性自由振动研究

对椭圆形边界的平面索网结构自由振动的主频率进行了研究,考虑索网结构大变形产生的几何非线性项的影响,用最小势能原理推导了非线性振动的微分方程,研究了线性振动频率、大振幅振动频率和大变形后小振幅的振动频率计算方法,并对3个频率进行了比较分析.     

压电层合圆杆中的几何非线性波

利用有限变形理论,导出了描述压电层合杆中几何非线性波的传播方程.在端部作用有限振幅位移函数的边界条件下,用逐步近似法对位移函数进行了假设,推导出了一维压电杆中位移函数与电势函数之间的关系式,并应用变动参数法求解了变换得到的非齐次波动方程,得到了位移和电势的响应.数值分析表明:初始频率的改变对位移和电势的非线性特性影响不大;而初始振幅的增加会使非线性波形畸变特性明显增强.     

剪切流作用下层合梁非线性振动特性研究

针对剪切流中层合梁的大变形非线性振动问题, 采用高阶剪切变形锯齿理论和冯·卡门应变描述层合梁的变形模式和几何非线性效应, 构建了大变形层合梁非线性振动有限元数值模型; 采用基于任意拉格朗日?欧拉方法的有限体积法求解不可压缩黏性流体纳维-斯托克斯方程, 结合层合梁和流体的耦合界面条件建立了剪切流作用下层合梁流固耦合非线性动力学数值模型, 采用分区并行强耦合方法对层合梁的流致非线性振动响应进行了迭代计算. 研究了不同速度分布的剪切流作用下单层梁和多层复合材料梁的振动响应特性, 并验证了本文数值建模方法的有效性. 结果表明: 剪切流作用下单层梁的振动特性与均匀流作用下的情况不同, 梁的运动轨迹受剪切流影响向下偏斜, 随着速度分布系数增加, 尾部流场中的涡结构发生改变; 刚度比对剪切流作用下层合梁的振动特性有显著影响, 随着刚度比的增加, 层合梁振动的振幅增大, 主导频率下降, 运动轨迹由‘8’字形逐渐变得不对称; 发现了不同厚度比和铺层角度情况下, 层合梁存在定点稳定模式、周期极限环振动模式和非周期振动模式三种不同的振动模式, 改变层合梁铺层角度可实现层合梁周期极限环振动模式向非周期振动模式转变.      

磁头/硬盘超薄膜气体润滑动态性能分析

考虑速度滑移效应,利用雷诺方程和动力学方程组建立磁头/硬盘薄膜气体润滑动力学分析模型,采用摄动法对纳米飞行高度以下的磁头动态特性进行了数值分析.结果表明,外界扰动频率靠近或超过磁头特征振动频率时,外界振动对磁头飞行姿态有明显影响,使得飞行高度振幅和气膜刚度明显增加,磁头的顺从性变差;当外界扰动频率远低于磁头特征振动频率时,随着磁头飞行高度的降低,气膜刚度和飞行高度的调制量迅速增加.通过磁头/磁盘系统的合理设计,使得磁头特征频率远大于主要的扰动频率,增加磁头对磁盘振动的顺从性,可以控制磁头的飞行高度振幅.     

约束阻尼层合板的稳态响应

基于Reddy分层理论推导出约束阻尼层合板的稳态振动方程,得到了约束阻尼层合板的振动频率和损耗因子;分别分析了约束阻尼层合板的粘弹性夹层厚度、模量对固有频率和损耗因子的影响;得到了稳态振动时振幅和频率曲线以及横向应力与面内应力。数值计算结果表明所采用的算法是可靠的。     

流体饱和标准线性粘弹性多孔介质中的平面波

研究了流体饱和不可压标准线性粘弹性多孔介质中平面波的传播和反射问题．在固相骨架小变形的假定下,得到了粘弹性多孔介质中波动方程的一般解,讨论了弥散关系和波的衰减特性．结果表明：在流体饱和不可压粘弹性多孔介质中,仅存在一个耦合纵波和一个耦合横波,纵波和横波的波速、衰减率等取决于孔隙流体与固相骨架间的相互作用以及固相骨架本身的粘性．同时,研究了半空间自由边界上入射波(纵波、横波)的反射问题。得到了非均匀反射波的波速、反射系数、衰减率等的表达式及其相关的数值结果．     

基于多孔弹性模型的脊椎关节生物力学特性和体液流动特性研究

建立了L4/L5段人体腰椎关节的非线性多孔弹性有限元模型,并对其施加1000N振动载荷1h,考察在不同的振动频率(1Hz、4Hz、8Hz、11.5Hz、15Hz)下腰椎关节的变形、应力分布和体液流动情况;并对不同频率作用下脊椎组织的生物力学特性进行了对比分析。结果表明,在不同频率振动载荷下,脊椎模型的应力分配、体液流量都呈现与振动载荷不同的周期性波动变化。振动载荷频率等于腰椎关节的固有频率11.5Hz时,椎间盘应力分配和体液流量波动的幅值最短;而振动频率为4Hz、8Hz、15Hz时各项指标波动的幅值比11.5Hz时小。振动过程中,椎间盘内外压力梯度的变化引起体液的流动,振动时间越长,总流失量越大。     

表面活性剂流体弹性应力对颗粒沉降的影响

颗粒在粘弹性表面活性剂流体中的沉降问题是复杂固液两相流研究的基础问题。采用实验和数值模拟的方法研究了单颗粒在粘弹性表面活性剂流体中的沉降过程。实验结果表明,粘弹性表面活性剂流体的粘弹性会引起颗粒的终端速度随时间产生波动。Giesekus本构方程可以描述颗粒在表面活性剂流体中沉降的非线性剪切变稀行为和弹性导致的拉伸变形。颗粒在粘弹性表面活性剂流体中沉降时其尾部会出现负尾迹现象,负尾迹区随着松弛时间的增大向下游延伸,表征流体弹性的松弛时间越大,负尾迹区越长。颗粒表面剪切速率大于临界剪切速率时,负尾迹的出现使颗粒在粘弹性表面活性剂流体中沉降所受曳力减小,沉降速度增加;颗粒表面剪切速率小于临界剪切速率时,粘弹性表面活性剂流体负尾迹区的拉伸效应与颗粒表面的弹性应力的共同作用,导致颗粒终端速度随着松弛时间的增加先增大后减小。     

轴对称弹性圆锥扁壳非线性自由振动直接摄动解法

本文采用弹性圆锥扁壳中心无量纲振幅和壳体母线的倾角为参数，将挠度、应力函数的导数以及自由振动频率展开为双参量的幂级数形式．用直接摄动法获得各级递推线性偏微分方程．应用变分法求得各级递推方程的近似解答．从而给出弹性圆锥扁壳非线性自由振动频率的基本公式。     

变厚度圆板的非线性强迫振动

本文研究了厚度呈幂指数规律变化的变厚度圆饭的非线性强迫振动问题。文中首先用半解析法求解了动态Von Ka＇rma＇n大变形方程,导出了周期均布荷载作用下轴对称变厚度薄圆板的非线性强迫振动微分方程。然后用小参数摄动法求解了振动方程,得到了非线性的非共振周期解和共振周期解。绘制了振幅——频率关系图。