裂纹智能梁的三维有限元动力谐响应分析

采用面向结构健康监测应用的压电阻抗模型,对粘贴有压电片的含裂纹梁结构采用三维有限元技术进行了高频压电阻抗谐响应分析.利用通用有限元软件 ANSYS,建立由压电片-粘结层-含裂纹主体梁结构组成的耦合系统的三维有限元模型.并通过算例与振型叠加法和实验得到的结果进行了对比研究,验证了该模型的有效性和准确性.此外,还考察了有限元单元尺寸、振动模态、裂纹深度以及粘结层厚度对压电阻抗信号的影响.     

冲击载荷下薄壁组合矩形梁响应特性研究

在落锤冲击下对薄壁组合矩形梁进行了实验及有限元分析,对薄壁组合矩形梁及薄壁单层矩形梁在落锤冲击下的力-位移、能量吸收特性进行了比较分析,并对薄壁组合矩形梁的变形屈曲特征、过程及不同冲击速度下的吸能情况进行了分析.结果表明：在相同横截面积及质量情况下,薄壁组合矩形梁较薄壁单层矩形梁具有更好的刚度及抗冲击能量吸收能力.     

RC框架结构梁板柱空间协同工作效应非线性仿真分析

针对RC框架结构梁板柱空间协同工作效应的非线性仿真分析问题,提出了建立在三维实体退化虚拟层合单元理论基础上同时考虑结构双重非线性的空间分析计算方法;先利用该方法及其程序对一RC空间框架单柱失效倒塌试验含其梁板柱空间协同工作效应进行了全过程分析,所得结果与试验实测吻合良好。据此,再以一典型的两层钢筋混凝土框架结构为例,给出了考虑梁板柱协同工作的结构空间效应和空间破坏形态的计算分析结果。分析研究表明,为考虑梁板柱空间协同工作效应的RC框架结构非线性仿真分析提供了一种合理有效的途径,计算方法具有很好的适用性。更多还原     

非疲劳动态运动中女性股四头肌的sEMG信号特征

采集9名女性受试者在不同负荷功率踏车运动中股四头肌的表面肌电（surface electromyography,sEMG）信号,观察其线性时频指标AEMG、MPF与非线性分析指标C（n）、%DET的变化规律,探讨女性股四头肌在非疲劳动态负荷下肌肉活动水平与sEMG信号特征指标之间的相互关系.结果发现,AEMG值随功率的上升而逐渐增加,与负荷功率呈线性相关;频域指标MPF与负荷的递增无明显关联;除%DET在股外肌的100 W和175 W阶段出现区分度外,非线性指标C（n）和%DET在不同负荷功率下均见明显的区分度.由此可得,线性时域指标AEMG以及非线性指标C（n）和%DET在动态力-电关系的区分上具有一定的敏感性.     

移动荷载作用下离散支承曲线轨道振动特性分析

针对地铁隧道中曲线轨道的振动问题, 将整体式轨道视为单层离散支承Euler梁, 利用振型叠加法和Runger-Kutta法得到了移动荷载作用下曲线梁径向、竖向和轴向挠度以及扭转位移的时程响应解答, 通过参数敏感性分析, 揭示了不同工况下曲线轨道的空间振动特性. 计算结果表明: 在目前列车速度下, 列车移动荷载近似于准静态荷载作用, 轨道梁的位移曲线呈对称分 布; 钢轨扣件间距对位移影响较小, 扣件支承刚度是影响钢轨位移的主要因素; 随着速度的增 加, 横向荷载作用方向发生改变, 径向位移和扭转变形先减小后增大, 存在一个理想车速; 曲线半径对径向位移和扭转变形影响较大, 对竖向位移影响不明显, 在曲线半径增加情况下, 可以适当增加超高角以减小径向位移和扭转变形.     

无铅压电KNNST-BKZ/Metglas层状复合材料的制备及其磁电耦合性能

利用固态反应法合成了压电性能优异的KNNST-BKZ无铅压电陶瓷.将该陶瓷与高磁导率材料Metglas复合,制备了L-T模式的KNNST-BKZ/Metglas磁电复合材料.研究结果表明,该材料的磁电耦合系数随偏置直流磁场增加呈现先增加后减小的趋势,最优的偏置直流磁场仅为16.37Oe,为实际应用提供了极大的便利;输出电压随交变磁场大小呈线性变化的趋势;在最优的偏置磁场下,磁电耦合系数显示出很好的频率响应特性,谐振频率下的磁电耦合系数达到7.85V/cm·Oe.本研究表明无铅KNNST-BKZ/Metglas层状复合材料不仅环境友好且具有很高的磁电耦合性能,在磁电传感器及能量转换器等领域具有良好的应用前景.     

一种基于级联长周期光纤光栅的力传感装置

利用光纤布拉格光栅(FBG)具有谱线窄、反射率高的特性和级联长周期光纤光栅(级联LPFG)的边沿滤波特性, 设计了一种基于级联LPFG的力传感装置, 将拉力变化转变为FBG反射谱功率的变化. 在理论上分析了实验的可行性, 用光纤光栅刻写系统制作了符合要求的级联LPFG和FBG, 用光谱分析仪对FBG的反射谱进行了监测. 用光纤功率计对FBG的反射功率进行了测量, 并对测得的数据进行了线性拟合, 其线性相关系数为0.9924, 装置的灵敏度为1.074μW?N-1. 在拉力为0~0.6N的范围内功率与拉力有较好的线性关系. 测量范围和灵敏度取决于级联LPFG透射谱边沿的斜率. 该装置结构简单, 操作方便.     

六边形结构桥墩柔性防撞装置等效弹性系数研究

针对我国自主研发的桥梁柔性防撞装置,引入等效弹性系数研究其结构响应,并构建物理模型：2个六边形结构的钢围环绕在桥墩上,钢围之间由均布弹簧圈支撑连接.利用弹性地基梁理论分析该模型在小变形情况下的力学响应,通过解微分方程确定平动情况下该模型的等效弹性系数.研究表明：等效弹性系数是关于六边形结构几何参数、弹簧弹性系数、钢围抗弯刚度、撞击力的作用点位置的函数;在外钢围没有塌陷的情况下,结构的几何参数对于等效弹性系数的影响最大;装置的等效抗弯刚度超过0.25时,外钢围近似认为刚性;而在远远小于0.25时,在撞击点附近外钢围发生塌陷.     

MJAX038及函数信号发生器

在介绍MAX038芯片特性的基础上,论述了采用MAX038芯片设计数字函数信号发生器的原理以及整机的结构设计.对其振荡频率控制、信号输出幅度控制以及频率和幅度数显的实现作了较详细的论述.该函数信号发生器可输出三角波,方波和正弦波.输出频率范围为0.1Hz至10MHz.输出幅度的峰峰值为Vp-p=5V,正弦波非线性失真小于1%.     

基于阈值优化迟滞模型的压电微定位平台前馈控制

为减小压电微定位平台的迟滞误差, 设计前馈控制器对其进行控制. 首先, 在所建平台迟滞模型精度达到要求并使各阈值点精度相同的情况下, 对平台迟滞模型的阈值进行优化, 得到满足模型精度要求的最小算子数, 进而建立平台的PI (Prandtl-Ishilinskii)迟滞模型. 接着, 通过对所建迟滞模型求逆, 设计出平台的前馈控制器. 最后, 在所设计的前馈控制作用下, 平台达到5 μm理想阶跃值的响应时间为0.01 s, 稳态误差中线的变化范围为0.40~0.50 μm; 当期望平台输出最大值为17 μm的变幅值三角波位移时, 实测位移相对于理想位移的误差中线变动范围为－1.15~ －0.05 μm, 所设计前馈控制器可有效减小压电微定位平台的迟滞误差.     

石墨结构层包嵌铜纳米薄片及其前驱体的Raman光谱

石墨结构层包嵌铜纳米薄片是一种纳米尺度的复合材料,结构为铜纳米片被机械包嵌在石墨碳网之间.在其Raman光谱中,E2g2模的振动频率出现了红移,表明铜纳米薄片外部原子将部分电荷转移给了碳网,这与X射线光电子能谱分析结果一致.由1阶和3阶石墨层间化合物前驱体还原的样品,其Raman光谱具有弯曲碳网的特征,这可能来自薄片边缘的卷曲.前驱体的Raman光谱与其他受主型石墨层间化合物的Raman光谱一致.     

带线性指数Kirchhoff问题的无穷多解及其性态

通过构造函数的方法获得一类带线性指数非局部Kirchhoff型问题的无穷多解,直观表明它们有的是正解,有的是负解,有的是变号解;另外,本文还获得一般条件下存在无穷多个收敛到零的古典解,以此表明非平凡解的不稳定性.与采用变分方法和山路引理得到的结论比较,其对应的能量泛函收敛到同一个非零常数,近共振解对应的能量泛函收敛到零.在现有文献的基础上扩宽了研究范围并获得了更好的结论。     

分形Kerr非线性光子晶体光传输特性

基于光传输和光与Kerr介质相互作用理论,利用分割子层的方法和逆向递推的传输矩阵法计算和分析了康托分形Kerr非线性光子晶体的光传输特性.研究结果表明,这种结构的光子晶体的频谱具有自相似的特点,而且随着生成器G值减小或代数N值增大,其频谱会变得更稀疏,禁带宽度会变得更宽.当光强增强时,该结构的频谱会形成更多的窄带.     

采用改进PI迟滞模型的压电微夹钳前馈控制

为减小压电微定位平台的迟滞误差, 设计前馈控制器对其进行控制. 首先在使所建平台迟滞模型精度达到要求并使各阈值点精度相同的情况下, 对平台迟滞模型的阈值进行优化, 得到满足模型精度要求的最小算子数, 进而建立了平台的PI(Prandtl-Ishilinskii)迟滞模型通过对所建迟滞模型求逆, 设计出平台的前馈控制器; 最后在所设计的前馈控制作用下, 使平台达到5μm理想阶跃值的响应时间为0.01s稳态误差中线的变化范围为0.40~0.50μm 当期望平台输出最大值为17μm变幅值三角波位移时, 实测位移相对于理想位移的误差中线变动范围为1.15~ -0.05μm. 所设计前馈控制器可有效减小压电微定位平台的迟滞误差.     

三相光伏并网逆变器状态空间模型与矢量控制

随着分布式发电的发展,分布式发电系统成为旋转设备发电机和逆变器接口发电机构成的混合电力系统.系统稳定性分析需要研究状态空间模型,以及合适的逆变器模型,从而对已经成熟的旋转电机模型进行必要的补充.电机模型包括自动电压控制器AVR(automatic voltage regulator)和功率补偿功能,逆变器模型包括锁相环功能和内部控制功能等.基于三相光伏并网电压源型逆变器模型,进一步分析内部电流控制环,外部功率控制环,平均功率测量以及PLL技术.所有模型采用状态向量技术进行详细推导,类似于旋转电机的数学模型分析.模型包含非线性项,但能在运行点上线性化,基于MATLAB SIMULINK/PLECS仿真平台,对状态空间模型的并网系统进行数字仿真,仿真结果表明基于状态空间的数学模型和空间矢量控制,能有效改善并网电流的电能质量,实现并网要求.     

基于保形迭代深度问题的公钥密码体制

提出了一种新的公钥密码体制,其安全性主要在于多变元非线性保形迭代函数A(x)的迭代深度问题,可进行密钥分配、加密和数字签名.第一类A(x)为有限域上的有理分式组,其分子和分母均为线性多项式;第二类A(x)为有限域上的有理分式组,其分子或分母有非线性多项式;第三类A(x)为有限环上的非线性多项式组.构造第二、三类A(x)的方法是:先运用二层迭代建立关于系数变量的不定方程组T,再用T的一组特解建立A(x).其独特的编码风格表现为代数意义上的分形(fractal):每个未知元的局部都具有与函数整体相似的结构,而把函数展开、化简后,其函数爆炸方式的规律性就会消失.     

竹鸡鸣声特征分析

本文用计算机鸣声分析技术，从时域、频域和短时能量等方面对杭州地区竹鸡早春的鸣声特征进行了分析.竹鸡鸣叫一般有5-11声，每声均为3个音节，各声的时域波形和功率谱特性均不相同.开始鸣声短促，往后持续时间逐渐延长，末声是第1声的1. 82倍，主要是各音节之间的间隔时间和第，音节的持续时间逐次延长，而第I和第1音节的持续时间逐渐缩短.同时，相同音节的BS的MPF渐次降低，第I、I音节分别降低了33%和40%.随着声序的增加，各音节的Bw渐次变窄.从各音节的前48ms声段分析可知，三个音节的RA变化各不相同，SS。的RA渐趋升高，SS:的RA在第4,5声最高，}3的RA在第7,8声最高.每声的短时能量分布也不同，前几声各音节都有较高的能量，后来第，音节能量逐渐降低，第，音节能量渐渐后移.整个鸣叫过程中，纯音平均约占7100,频率变化范围约在1500-3120H:之间     

电磁轴向冲击加载装置管状线圈的有限元分析

电磁冲击粉末压制工艺中,电磁线圈是重要的能量载体,如何提高其转换效率是一个关键问题.为了探索最佳电磁线圈几何尺寸与形状的关系,通过ANSYS多物理场对管状线圈轴向电磁力进行了有限元分析,建立了最佳电磁线圈截面的几何形状最佳尺寸计算公式,发现在有效截面积相同的条件下该梯形线圈比传统矩形线圈的有效电磁力大,且有效行程长.当管状线圈横截面积为360 mm~2时,其效率可提高5.57%,有效行程可增加23.07%.为电磁线圈及电磁轴向冲击加载装置的设计提供了参考.     

基于拓扑与尺寸优化的风力机叶片轻量化设计

为有效减轻风力机叶片质量, 进一步实现降本增效, 对叶片内部结构进行拓扑优化与尺寸优化设计. 首先以叶片内部单元密度为设计变量, 将叶片柔顺度最小作为目标, 并以结构体积为约束条件, 考虑3种极限荷载工况, 利用ANSYS软件对叶片内部实体结构进行拓扑优化; 然后根据拓扑优化结果结合实际叶片内部材料铺层情况建立叶片壳体模型, 以关键结构参数为设计变量, 以叶片质量最轻为目标, 叶片强度、刚度、振动性能及稳定性等为约束, 采用MATLAB和ANSYS软件对叶片内部结构进行尺寸优化. 拓扑优化结果表明, 对叶片传统结构形式进行适当改进, 可有效改善叶片结构性能; 尺寸优化结果表明, 基于拓扑优化结果的改进结构优化方案与初始方案相比质量减轻了12.4%, 与传统结构优化方案相比质量减轻了2.6%, 较好地实现了叶片轻量化.     

固定化酶反应柱联用流动注射化学发光法测定抗坏血酸

基于抗坏血酸对Luminol-HRP-H2O2体系化学发光反应的抑制作用,结合固定化酶技术,建立了一种简单、快速检测抗坏血酸的流动注射化学发光分析新方法.该方法线性范围为4.0×10-8～4.0×10-4 mol·L-1,检测限为1.6×10-8 mol·L-1,进样频率为50样/h,对4.0×10-7 mol·mL-1抗坏血酸进行10次平行测定,其化学发光强度相对标准偏差为2.4%.该方法用于维生素C片剂中抗坏血酸含量的测定,结果令人满意.