Nonlinear Frequency Analysis of FGM Pipes Based on the Homotopy Method北大核心CSCD

Based on the homotopy analysis method, the nonlinear vibration of porous functionally graded material (FGM) conveying pipes under generalized boundary conditions was studied. Based on the power-law distribution of the FGM and the Voigt model, the physical properties of the porous pipe material were described. Under the Euler-Bernoulli beam theory and the von Kármán nonlinear theory, and by means of Hamilton’s variational principle, the dynamic control equations and generalized boundary conditions for porous FGM conveying pipes were established. The homotopy analysis method was used to solve the nonlinear vibration characteristics of the porous FGM conveying pipe under generalized boundary conditions. The numerical results show that, the translation spring has little effect on the critical velocity of instability, while the rotation spring increases the critical velocity of instability, making the system more stable; in the nonlinear system, the viscoelastic coefficient does not change the critical velocity; the pipe length, the power-law exponent and the porosity all influence the nonlinear free vibration of the porous FGM conveying pipe. © 2023 Editorial Office of Applied Mathematics and Mechanics. All rights reserved.     

1.82-μm distributed feedback lasers with InGaAs/InGaAsP multiple-quantum wells for a H2 O sensing system

High-strained InGaAs/InGaAsP multiple quantum wells （MQWs） distributed feedback （DFB） lasers, fabricated using metal organic chemical vapor deposition, are presented at 1.82 μm with a high side-mode-suppression ratio of 49.53 dB. The current- and temperature-tuning rates of the DFB mode wavelength are 0.01 nm/mA and 0.13 nm/℃, respectively. A characteristic temperature of 51 K is also confirmed. The DFB laser demonstrates good performance and can be applied to H₂ O concentration sensing.     

海洋平台K型管节点的疲劳裂纹扩展分析Ⅰ:试验测试

对承受疲劳载荷的海洋平台K型管节点首先进行了静力测试,确定了沿着焊缝的热应力区的应力分布及热应力区最大应力点的位置,从而判断裂纹产生的位置;然后通过专用测试设备提供循环疲劳载荷,用ACPD(Alternating Current Potential Drop,即交流电流势能落差法)技术检测裂纹的产生和增长过程,得到裂纹最深点,用S-N曲线估算其疲劳寿命。对已有裂纹的K型管节点,用应力强度因子估计其剩余寿命。同时用测试的结果验证了S-N的准确性和可靠性。     

海洋平台K型管节点的疲劳裂纹扩展分析 II:数值分析

对于已含初始裂纹平台管节点的寿命预测很大程度上依靠应力强度因子的精确值,而复杂载荷条件下的节点应力强度因子的计算尚无参数方程直接确定。本文提出了一种含表面裂纹的K节点的有限元网格产生方法,即把整个K节点划分为几个子区域,每个子区域的网格具有不同类型的单元和不同的密度。这种方法在控制网格密度,尤其是控制沿着裂纹边缘单元的边长比方面有其独特的优越性,当所有子区域的网格自动产生后,容易得到整个结构的有限元模型。同时用J积分和位移外推插值法分别计算了一个K型节点沿着裂纹前缘的应力强度因子值,发现:试验得到的应力强度因子值和提出的模型计算结果非常吻合,证明了所提有限元模型的准确性。     

钢丝绳断丝声发射定量检测方法研究

采用声发射(ＡＥ)技术对钢丝绳断丝进行定量检测研究·通过波形分析确定合适的定时参数,从而将断丝事件表征为单个ＡＥ撞击信号,实现了断丝的定量化表示·通过二维图示方法选择特征参量,并根据断丝与非断丝类别的分布特点,采用多段线性分类器,以机器智能方式实现断丝的自动检测与识别·     

主管管壁加厚的T型圆钢管节点抗火性能有限元研究

分别对未加固T型圆钢管节点和主管管壁加厚的T型圆钢管节点在高温恒载作用下的抗火性能进行了有限元分析.通过试验结果验证了有限元模型的有效性,并在此基础上建立了瞬态分析模型.分析时,升温曲线及热力学参数均按照欧洲规范(Eurocode 3)的规定选用;采用间接热力耦合的方法;忽略高温蠕变的影响.考虑了荷载比及主管管壁加厚程度对主管变形、主管端部轴向反力的影响;对比了不同荷载比下临界时间和临界温度;得到了不同情况下模型的失效模式.分析发现管壁加厚能有效提高T型圆钢管节点的耐火性能,并且在加固节点中,当管壁厚度和荷载比均较大时,失效模式由节点失效变为构件失效.     

旋转Rayleigh梁的自由振动及失稳特性

基于Hamilton原理,采用模态坐标得到了旋转梁在固定参考系及旋转参考系下的时域常微分方程,详细分析了两端简支边界条件下旋转Rayleigh梁自由振动的行波特性及临界转速。讨论了长细比等因素对旋转Rayleigh梁的行波振动频率和临界转速的影响,并给出了不同转速下系统自由振动的典型模态坐标时间曲线。研究发现:旋转Rayleigh梁系统存在一次和二次临界转速,固定参考系中一次临界转速对应于旋转参考系中零特征值失稳点,转速在一次临界转速(低速)附近时系统只发生共振失稳,系统真正的失稳发生在转速超过二次临界转速之后。     

圆钢管混凝土T型节点在轴向作用力下静力性能研究

T型圆管节点在支管轴向力作用下,破坏位置一般出现在主管表面的焊趾处.主要是因为主管的径向刚度远小于支管的轴向刚度,并且节点部位存在较大的应力集中.为提高T型管节点的静力强度,可通过在主管中填充混凝土以提高其径向刚度来实现.为了研究主管填充混凝土对T型管节点静力强度的影响,用有限元分析软件(ABAQUS)首先对6个模型分...     

矩形钢管混凝土翼缘及波形腹板的工字型梁承载力研究

提出一种新型工字梁——翼缘为矩形钢管混凝土的波形腹板工字梁（CFTFGs—cw）．采用有限元软件ANSYS对CFrFGs．CW及翼缘填充混凝土的普通平腹板工字梁（CFTFGs）的静力承载力进行分析．通过与试验结果的对比,验证了有限元模型的可靠性．在此基础上,运用所提出的有限元模型研究了CPTFGs．CW随着几何参数波深hr和波宽b的不同,梁的极限承载力的变化规律．结果表明,与CFTFGs相比,cFTFGs—cw具有更高的承载力和更好的稳定性,是一种静力性能优异的构件．     

钢管混凝土T型节点在平面内弯曲荷载作用下的静力强度研究

利用有限元软件ABAQUS分别对空心截面T型管节点和主管中填充混凝土T型管节点在支管端部平面内弯曲荷载作用下的静力强度进行了研究.有限元模型的可靠性通过已有文献中的圆钢管混凝土N型管节点的试验结果进行了验证.利用有限元模型分别对3个主管中未填混凝土和3个主管中填充混凝土的T型管节点的静力强度进行分析.结果表明,主管中填充混凝土能显著的提高管节点的抗弯承载力.在此基础上,对钢管混凝土T型节点进行参数分析,参数包括支主管直径比β,主管直径与2倍主管壁厚比γ,支主管壁厚比τ,钢材屈服强度fy和混凝土的抗压强度fc.分析表明,参数β,γ,τ和fy对T型节点抗弯承载力有显著影响,而混凝土的抗压强度fc对节点的承载力影响不大.