带附加质量块的压电圆板能量采集器振动分析

基于圆板的压电能量采集技术在取代化学电池为低功耗电子器件提供能源方面具有巨大的潜能. 本文通过理论建模和数值仿真研究了考虑附加质量接触面积的压电圆板能量采集器的采集性能. 首先, 基于基尔霍夫薄板理论, 用广义哈密顿原理推导了带附加质量块的压电圆板能量采集器的机电耦合方程, 并用伽辽金法对方程近似离散, 通过离散方程得到电压、功率输出和最优负载阻抗的闭合解. 用有限元仿真对所提出的理论模型进行了验证, 结果表明该理论模型可以成功地预测压电圆板能量采集器输出电压和功率. 最后, 基于闭合解探讨了负载阻抗、附加质量块、压电圆板的内外半径等相关参数对压电圆板能量采集器固有频率、输出电压和功率的影响. 结果表明, 当质量块与复合板的接触半径足够小(本文中接触半径小于板半径的1/14)时, 质量块与复合圆板的接触面积可以忽略; 相较于无孔的压电片, 内径位于2.5 ~ 4 mm范围内的压电片可以提高能量采集器的采集性能; 附加质量、压电片外径和负载阻抗的合理选择既可以降低压电圆板的固有频率, 还可以提高其采集性能.      

基于压电纤维复合材料的旋转叶片主动控制

旋转叶片结构的振动失效占据了航空发动机整机故障的相当比重. 发展针对旋转叶片结构的减振技术对于减轻叶片重量, 提升叶片性能, 延长叶片寿命具有重要意义. 通过引入压电纤维复合材料(macro fiber composite, MFC)传感器和作动器, 研究预变形旋转叶片2:1内共振的主动控制. 建立考虑时滞效应的旋转叶片比例微分闭环控制系统运动方程. 通过摄动分析推导出受控叶片的演化方程, 并结合延拓法揭示速度增益、位移增益、时滞量等系统参数对受控系统稳态响应及稳定性的影响规律. 理论研究结果与数值结果得到相互验证. 研究发现时滞量对系统稳定性影响显著, 当时滞超过某临界值时, 演化方程原有的平衡点失稳, 闭环受控系统将缓慢进入一个大振幅的周期运动, 从而丧失控制效果. 位移增益存在一个范围使得系统出现多值稳态响应, 进而破坏了增益平面内系统稳定区和非稳定区域的直线边界. 不恰当的速度增益和位移增益会给受控系统引入新的共振. 研究结果为叶片结构的减振提供了理论基础.      

轴向变速运动黏弹性梁稳定性渐近分析和数值验证

研究了轴向变速运动黏弹性梁参数振动的稳定性.对黏弹性本构关系采用物质时间导数,轴向速度用关于恒定平均速度的简单谐波变化来描述.发展浙近摄动法确定稳定性条件.应用微分求积法数值求解简支边界条件下的轴向变速运动黏弹性梁方程,并进而确定次谐波参数共振的稳定性边界.数值结果显示了梁的黏性阻尼和轴向平均速度的影响并验证了次谐波共振的解析结果.     

轴向运动弦线的纵向振动及其控制

综述轴向运动弦线纵向振动及其控制问题的研究进展.多种工程 系统如动力传送带、磁带、纸带、纺织纤维、带锯、空中缆车索道等均 涉及轴向运动弦线的纵向振动.对线性模型而言,除早期结果外,总结了 运动弦线的模态分析、具有复杂约束和耦合的运动弦线振动和运动弦线 参数振动的近期研究.对非线性模型而言,提出了轴向运动弦线大幅纵向 振动的运动微分方程,概述了离散化和直接近似解析分析、用黏弹性材 料模型化阻尼机制和动力传输系统的耦合振动研究的新进展.讨论了轴 向运动弦线振动主动控制的研究现状,包括能控性和能观性,控制分析的 频域方法和能量方法,振动的自适应控制和非线性振动的控制.最后指出 该研究方向今后需要研究的若干重要问题,包括运动弦线的非线性动力学 行为、黏弹性运动弦线的振动、含运动弦线的混杂系统的控制和轴向运 动弦线非线性振动的控制.     

基础力学课程教材及教学体系分析(一)——国内基础力学教材基本情况简述

对力学基础教材,着重在理论力学与材料力学教材与教学体系等进行了分析研究。对国内力学课程与教材建设历史概况、国内力学课程教材建设的成绩与问题、国内力学教材使用情况、引进的国外基础力学原版教材情况、国外理论力学教材体系、国外材料力学教材体系、国外力学相关课程网络资源及教学技术应用与质量评价等多方面进行了阐述。最后,通过对国外教材的研究,发现其所具有的诸多特点与特色,可为国内力学基础课程教材和课程改革提供思路和方向。本文为之一,主要阐述国内基础力学教材基本情况等内容。     

Lie symmetries and conserved quantities for a two-dimentional nonlinear diffusion equation of concentration

The Lie symmetries and conserved quantities of a two-dimensional nonlinear diffusion equation of concentration are considered. Based on the invariance of the two-dimensional nonlinear diffusion equation of concentration under the infinitesimal transformation with respect to the generalized coordinates and time, the determining equations of Lie symmetries are presented. The Lie groups of transformation and infinitesimal generators of this equation are obtained. The conserved quantities associated with the nonlinear diffusion equation of concentration are derived by integrating the characteristic equations. Also, the solutions of the two-dimensional nonlinear diffusion equation of concentration can be obtained.     

汽车电磁悬架系统的Noether对称性及其应用

研究了含有电磁悬架汽车振动系统的Noether对称性,给出了系统的守恒量,并通过守恒量求得系统的对称性解.以能量形式,建立汽车不同振动形式下的Lagrange(拉格朗日)方程.选取位移坐标为广义坐标,研究了各种振动形式下系统的Noether对称性,并给出相应的Noether恒等式、Killing方程和广义Noether定理.研究系统守恒量,运用存在的守恒量,给出一种新的求解汽车振动系统响应的方法;并应用到具体的车体振动系统计算中,给出了系统在转弯、制动或加速等情况下的位移响应和速度响应曲线.     

Localized excitations with and without propagating properties in （2＋1）-dimensions obtained by a mapping approach

By means of an extended mapping approach, a new type of variable-separation excitation is derived with two arbitrary functions in a (2 1)-dimensional modified dispersive water-wave system. Based on the derived variable-separation excitation, abundant nonpropagating and propagating solitons such as dromions, rings, peakons and compactons are revealed by selecting appropriate functions in this paper.     

Hamilton形式的离散变分原理和第一积分

本文的研究表明：离散Hamilton系统的运动方程的第一积分可以通过研究其相空间离散拉格朗日函数的不变性来确定，提出一个类似连续情况的Hamilton形式的离散诺特定理。     

控制混沌

 有些确定性动力学系统,由于对初值的变化极为敏感,失之毫厘,差之千里,因而出现类似随机运动的动力学行为,这类现象一般称之为混沌。在80年代初期,混沌的研究受到学术界广泛重视,其影响已超出数理学科而旁及化学、生物学甚至社会科学。这段历史在《纽约时报》科技部主任J.Gleick所写的长篇科学报告文学《混沌:开创新科学》中已有生动的描述,虽然该书在一些技术性细节和优先权之类问题上不可尽信。长期以来被人们忽