Rational design of thermoelastic damping in microresonators with phase-lagging heat conduction law

The design of thermoelastic damping (TED) affected by the phase-lagging non-Fourier heat conduction effects becomes significant but challenging for enlarging the quality factor of widely-used microresonators operating in extreme situations, including ultra-high excitation frequency and ultra-low working temperature. However, there does not exist a rational method for designing the TED in the framework of non-Fourier heat conduction law. This work, therefore, proposes a design framework to achieve low thermoelastic dissipation of microresonators governed by the phase-lagging heat conduction law. The equation of motion and the heat conduction equation for phase-lagging TED microresonators are derived first, and then the non-Fourier TED design problem is proposed. A topology optimization-based rational design method is used to resolve the design problem. What is more, a two-dimensional (2D) plain-strain-based finite element method (FEM) is developed as a solver for the topology optimization process. Based on the suggested rational design technique, numerical instances with various phase lags are investigated. The results show that the proposed design method can remarkably reduce the dissipation of microresonators by tailoring their substructures.     

Maxwell粘弹性球体的湿应力

谷物烘干时,谷粒内部的热－湿应力太大,可能使谷粒出现裂纹．基于这一实际问题,本文研究了当初始湿度和平衡湿度给定时,Ｍａｘｗｅｌ粘弹性圆球内的湿应力分布,及其随时间的变化情况．     

时一空守恒元解元（CE／SE）方法综述

时一空守恒元解元方法是近年来兴起的一种全新的高分辨率守恒型方程计算方法．它具有物理概念清晰、计算精度高和格式构造简单等优点,是一种具有广阔发展前景的计算方法．本文详细地介绍了cE／ss方法的基本原理、发展历史、应用情况和最新进展、并指出了当前研究的不足和发展方向．     

碳纤维增强纸基摩擦材料磨损机理研究

以碳纤维为主要增强纤维,采用湿法工艺制备出1种纸基摩擦材料.研究了不同制动次数条件下样品的摩擦磨损行为,通过分析不同制动次数后样品磨损表面的粗糙度特征、三维轮廓形貌、微观形貌和热失重过程,探讨了碳纤维增强纸基摩擦材料的磨损机理.结果表明：随着制动次数的增加,磨损表面粗糙度大幅度降低,材料磨损过程经历了从＂跑合磨损＂到＂稳定磨损＂的转变;材料在磨损过程中微凸体逐渐被磨平,孔隙逐渐被填充,表现出疲劳磨损的特征;磨损后样品表层的热重曲线在320～450℃之间出现了新的剧烈失重峰,表明产生了热磨损;但是磨粒磨损的特征并不明显.     

一种可考虑弯曲效应的多步法及其在矩形管拉弯成形中的应用

多步法可以考虑变形历史,也顺应了多工步成形的需要,在板料成形的数值模拟中有着良好的应用前景。但传统的多步法主要是基于膜单元的,没有能够准确地考虑成形中的弯曲效应,不适合模拟弯曲变形占主导的成形过程,如型材的拉弯成形。为此,本文将无转动自由度的BST壳单元引入,通过单元片内四个相邻单元,方便地计算出相邻构型的曲率,并通过...     

k-ε双方程湍流模型对制退机内流场计算的适用性分析

为研究不同双方程湍流模型对制退机内复杂流场计算的适用性,以某火炮制退机为研究对象,建立了实际结构下的三维计算模型,利用动网格与滑移网格技术,实现了火炮实际后坐速度下的制退机内部三维运动流场的数值计算。分别采用标准k-ε模型、RNGk-ε模型和Realizable k-ε模型计算制退机内部各腔室压力,与实验曲线对比,结果表明,应用标准k-ε模型对后坐冲击过程的制退机内部压力计算的误差最小,与实验结果吻合最好。     

基于对偶四元数的双星编队相对位姿测量

为了描述编队卫星中主从星的相对位置和姿态信息,提出了基于对偶四元数的编队卫星相对位姿测量算法。以双星编队飞行的位姿运动为主线,运用对偶四元数工具,充分发挥其能以最简洁的形式表示一般性刚体运动的优点,对卫星轨道和姿态进行分析并建立了对偶四元数位姿模型。同时设计类GPS测量技术来测量编队卫星的相对位置和姿态,该技术载波相位波长和伪码码元比GPS的更短,可获得更高精度的相对测量信号。由于状态方程和观测方程的非线性特征,使用UKF滤波来消除随机噪声对量测过程的干扰。实验结果表明,所设计的算法能够有效估计系统误差,卫星的位置误差和四元数误差收敛于零,验证了该算法的有效性。     

植物细胞力学模型研究进展

植物细胞在结构上具有特殊性, 即细胞壁和胞内物质在力学性质上差异很大. 因此其力学模型的研究具有特殊意义. 植物细胞力学模型是植物组织力学行为的研究基础, 是连接宏观与微观生物力学发展的桥梁, 在农业和食品加工等领域中有重要的潜在应用价值. 本文就目前国际上在细胞力学模型研究中所采用的模型形式和理论分析与数值模拟等方法做较全面而简要的介绍, 并对本领域中存在的现实问题加以论述, 希望能够对我国在细胞力学领域的研究有所帮助.      

双机头电脑刺绣机横梁的模态分析

以GY902A型电脑刺绣机的主横梁作为研究对象,分别运用实验测试和有限元模拟方法分析了电脑刺绣机横梁弯曲振动的固有频率,并利用经过验证的有限元模型,在计算机上作了结构改进仿真设计,实现了在不改变电脑刺绣机重量的前提下,电脑刺绣机横梁的固有频率提高22％,使电脑刺绣机更不易发生共振．     

地震检波器的参数受温度影响的研究

研究温度对动圈式地震检波器的参数的影响．在对精密测量的地震检波器的参数进行数据分析的基础上，揭示了地震检波器输出电阻、自然频率、阻尼和灵敏度等4个参数的温度响应，分析讨论了有关参数对温度的变化规律．提出了控制这种变化的对策，初步实验结果证实了其可行性．最后，指出地震检波器参数的变化是可控的，同时认为如无原理上的重大改进，高精度的超级检波器最可能实现在10-20Hz频率范围中．