夹层材料对软硬介质组合岩体动态力学特性的影响

为研究不同夹层材料下软硬介质组合岩体的动态力学性能及变形破坏特征,以砂岩和花岗岩为软硬岩基质,利用分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)装置,并通过离散格子弹簧法(discrete lattice spring method,DLSM)数值模拟,探究了不同夹层材料下岩体裂纹扩展、夹层界面处的反、透射特性及岩体中能量分配特性。结果表明：不同夹层材料岩体的动态强度增长因子随着岩体动态抗压强度增大而增大,表现出明显的动态抗压强度依赖性。不同夹层材料岩体在加载初始阶段存在明显的非线性段,无夹层岩体砂岩内部闭合的孔隙及裂隙在应力开始作用阶段最久且非线性段最长。随着夹层材料强度的增大,夹层对岩体的裂纹扩展和发育的阻碍能力逐渐较弱,岩体产生裂纹和破坏需要消耗的能量逐渐降低。夹层岩体的破坏开始于夹层胶结面处,随着夹层材料强度的增大,软岩靠近胶结面一侧破坏逐渐加剧,硬岩无明显破坏。含夹层岩体具有很好的削波作用,随着夹层材料强度的降低,两端面应力峰值在逐渐降低,夹层岩体短时间内获得的能量吸收密度增大,稳定性降低,容易被破坏。     

考虑弹簧阻尼作动器解析雅可比矩阵的多刚体动力学分析

弹簧-阻尼-作动器(spring-damper-actuator,SDA)是多体系统中常见的力元,在工程领域中有着广泛的应用.采用绝对坐标方法建立的多体系统动力学控制方程通常是复杂的非线性微分-代数方程组.为了保证数值解的精度和稳定性,通常需要采用隐式算法求解动力学方程,而雅可比矩阵的计算在隐式数值求解过程中至关重要.对于含有SDA的多体系统,SDA造成的附加雅可比矩阵是与广义坐标和广义速度相关的高度非线性函数.目前的很多研究工作专注于广义力向量的计算,然而对附加雅克比矩阵的计算则少有关注.针对含SDA的多刚体系统进行动力学分析,首先基于Newmark算法研究其在动力学方程求解中的雅可比矩阵的构成形式;然后推导SDA的广义力向量对应的附加雅可比矩阵,其中包括广义力向量对广义坐标和对广义速度的偏导数矩阵.最后通过两个数值算例研究附加雅可比矩阵对动力学分析收敛性的影响;数值分析表明:当SDA的刚度、阻尼和作动力数值较大时,SDA导致的附加雅可比矩阵对数值解的收敛性有重要影响;当考虑SDA对应的附加雅可比矩阵时,动力学分析可以以较少的迭代步实现收敛,从而减少分析时间.     

基于背景网格变形的动态网格移动方法

基于Delaunay背景网格插值技术的动态网格生成方法无需迭代计算,效率较高。但对复杂构形大幅运动的动边界问题,尤其当边界大幅转动时,背景网格极易交叉重叠。重新生成背景网格和重新定位网格节点信息不仅费时而且会导致网格质量的严重下降。本文提出改进的基于背景网格的动态网格变形方法,通过在初始Delaunay背景网格中添加辅助点,生成一层新的背景网格和新的映射关系;采用ball-vertex弹簧法驱动新背景网格的变形,进而牵动目标网格的变形。算例表明,本文提出的动态网格变形方法对所关心区域的网格具有良好保形性,边界可转动更大角度而不会出现网格交叉重叠问题,总体上提高了动态网格更新的效率和质量。     

分置式斯特林制冷机弹簧断裂原因分析

对某型斯特林制冷机的膨胀机弹簧断裂原因进行分析,发现导致某型分置式斯特林制冷机膨胀机弹簧断裂的原因主要是所采用的弹簧材料内部存在较多的I元素和Cl元素夹杂,根据故障分析结论提出了相关预防措施,可以有效控制该类现象的再次发生。     

低温制冷机微振动输出检测中背景噪声抑制

微振动输出是低温制冷机的一项重要指标,检测中安装方式、检测环境等外部条件会造成复杂的背景噪声,背景噪声对检测结果造成影响。采用弹簧悬吊的方法进行背景噪声的抑制,根据弹簧悬吊减振原理和制冷机微振动原理,设计了最优检测,使其能更客观真实地测试低温制冷机的微振动输出值。     

分体型COIL谐振腔支撑致稳系统设计与仿真分析北大核心CSCD

采用工字型光学平台、调平支腿与钢丝绳弹簧进行有机组合,设计了一种分体型COIL光学谐振腔支撑致稳系统。首先建立了工字型光学平台的有限元分析模型,以提高系统的第一阶固有频率、最大化材料利用率为目标,开展结构优化分析与设计,并对光学平台优化设计结果进行了验证,结果表明,优化设计是有效的,提高了光学平台的第一阶固有频率,优化了材料的分布情况。进一步,建立了支撑减振致稳系统的动力学模型,对平台系统的减振致稳性能进行了评估,分析了钢丝绳弹簧大阻尼比特性对平台系统减振致稳性能的影响,结果表明,钢丝绳弹簧较大程度上提高了平台系统的减振致稳性能。     

对有质量弹簧的振子基频作近似的若干算法之比较

对有质量弹簧的振子基频作近似这个命题,诸多作者提出了各自算式.我们选择近期给出的4个算式,用数值方法对它们进行了比较.给出了两个新构造的算式,它们具有较小的误差界.     

基于脉冲耦合神经网络的弹簧卡箍缺陷检测

传统的弹簧卡箍缺陷多为产后人工全检,存在漏检与缺陷率上升等现象,这不但会使成本上升、也对人力资源提出了考验。为此实现自动实时在线全检就成为急需解决的课题,设计了基于机器视觉的弹簧卡箍在线自动检测系统,该系统安装在弹簧卡箍流水线两侧,搭建特定光源,通过激光传感器外部触发工业相机对其表面进行图像捕获,送上位机进行缺陷判定与定位,最后通过RS485将判定结果送下位机来控制剔除机制。实验结果显示：该系统采用改进的脉冲神经网络(PCNN)能准确提取目标缺陷区域并对缺陷进行判定,可在0.348 s每个零件的速度下,检测出弹簧卡箍表面大于10像素的缺陷。通过对不同弹簧卡箍进行检测验证实验,证明了PCNN算法对缺陷分割的准确性和有效性。     

从一道高考模拟题谈阻尼振动的等效处理

讨论了在大小恒定的阻力作用下弹簧振子的阻尼振动问题,通过等效的方法,将此类阻尼振动分解为若干简谐运动的子过程,回避了建立和求解微分方程的复杂数理方法,完成了此类阻尼振动问题的初等解．     

基于Mathematica的弹簧摆内共振现象研究

利用Mathematica软件模拟弹簧摆的内共振现象,得出了弹簧摆的运动轨迹、振动曲线和能量曲线,计算机模拟的结果与实验结果相吻合.