含热传导效应粘弹性板耦合非线性动力分析模型

基于薄板大挠度Karman理论和用Bollzmann叠加原理描述的粘弹性材料本构方程、动力学平衡方程和热粘弹能量原理建立了横向周期荷载、面内均布荷载和温度场作用下,考虑热传导效应的粘弹性矩形板的热机耦合非线性动力学模型,并用Galerkin方法将该热机耦合非线性动力学模型转化为非线性微分-积分动力系统.且该热机耦合非线性动力学模型可以退化为粘弹性板动力学模型、仅含热膨胀效应粘弹性板动力学模型和热机耦合弹性板动力学模型.     

向心透平叶轮振动频率的有限元分析

应用ANSYS有限元软件对一个小型燃气轮机向心涡轮的叶轮固有频率进行了数值分析．基于有限元方法建立了叶轮的振动方程，对方程中非线性的初应力刚度矩阵与离心刚度矩阵采用了线性简化，应用Block—Lanzos法求解振动方程的特征值．结果表明，当叶轮转速上升时，旋转柔化效应使叶轮的低阶振动频率，尤其是第1阶弯振频率不断下降，到某个转速时出现“零频”现象，原高阶静频依次成为低阶频率；第1阶振型发生变化，但是基频大小基本没有变化；整体式叶轮主要振动形式是叶轮的弯扭振动．     

粘弹性流体驱替残余油微观力计算

为进一步探索聚合物的弹性对残余油的驱替机理， 选取上随体 Maxwell 本构方程， 建立粘弹性流体在微孔道中的流动方程。在应力张量理论基础上， 计算作用在残余油膜上的水平偏应力差。分析、 对比不同流变性流体、 油膜宽度及压力梯度对作用在残余油膜上的水平偏应力差的影响。结果表明： 在油田生产实际平均压力梯度为 0.02 MPa/m 的情况下， 水、 幂律流体 （ n = 0.6 ） 、 粘弹性流体 （ We= 0.3） 三者作用于残余油膜上的水平偏应力差的比值约为 1：10：25， 即粘弹性流体 （ We= 0.3） 驱油时对油膜的驱动力大约是水驱的25 倍。进一步从理论上证明了粘弹性流体能够提高微观驱油效率这一结论。     

黄土粘弹性性质的试验分析

结合交通部西部科技项目，通过室内试验模拟黄土在不同静力荷载作用下的沉降规律，采用粘弹性力学中的材料蠕变性质和曲线模拟等方式对采集的数据进行分析，得到黄土在不同荷载作用下的非线性粘弹性蠕变特性，为分析新老路基的不协调变形提供了帮助。同时，通过曲线拟合还可以预测新老路基最终沉降值，为预测新老路基的不协调变形以及建立黄土路基沉降的本构方程提供参考。     

开口薄壁杆件振动的弯扭耦合效应

本文建立了开口薄壁杆件弯扭耦合振动方程及方程的解法，通过算例说明，弯扭耦合效应是，扭振为主的频率低于杆扭振频率，弯曲为主的频率高于纯弯曲振动的频率，随着杆截面形心与杆扭转中心距离的增大，弯曲为主的频率与比这一阶频率略高的扭转为主的频率有接受直至重合的趋势。     

臂式掘进机振动截割机构带载时的动力学分析

建立了臂式掘进机新型振动截割机构带载时的力学模型，利用Lagrange方程建立了该机构带载时的运动微分方程组，并根据实际工况对运动微分方程组进行了简化。通过对该机构的动力学分析，得出了截割头带载时的转速及其输出扭矩的运动关系式，比较了截割头带载和空载时运动规律的异同，为进一步分析振动截割机构的运动特性及设计振动截割机构提供了理论依据。     

粘弹性聚合物材料力学模型的研究

聚合物熔体既不同于弹性固体，又不同于粘性流体，它是一种典型的粘弹性材料。根据聚合物熔体的特征流变现象，选用不同的粘弹性本构模型加以描述，分析不同本构模型方程在揭示材料粘弹性方面的优缺点，并指出通过流变实验确定材料的粘弹性变化规律，从而确定本构方程的模型参数。     

臂式掘进机新型振动截割机构的系统动力学分析

提出了臂式掘进机的一种新型振动截割机构，介绍了该机构的工作原理，利用Lagrange方程建立了该机构的系统动力学数学模型，并采用四阶龙格-库塔法进行数值求解。通过对该机构的动力学分析，得出了截割头的转速及其中心轮输入扭矩的运动关系式，为分析振动截割机构的运动特性及设计振动截割机构提供了理论依据。     

一阶非线性中立型微分方程解的振动定理

研究了一类具有变系数和变偏差的一阶非线性中立型方程，建立了方程的所有解振动的Ｓｈａｒｐ条件，并给出了方程的线性化极限振动准则。     

桥面平整度对大跨度斜拉桥车桥耦合振动的影响

将随机桥面平整度描述为零均值的平稳高斯随机过程,建立了大跨度斜拉桥空间有限元模型,考虑结构的初始应力效应和几何非线性因素,利用逐步积分法解车-桥耦合振动方程,进而对斜拉桥动力特性进行分析.     

三足离心机振动模型的建立

三足离心机被广泛用来分离固体和液体的混合物,其工作转速一般在2 000 r/min,但是对于颗粒更细的混合液 的离心效果不是很好。文章分析离心机组成结构,对分部件分类描述,并推导出相应的动能描述形式。进而在分析悬挂 力的基础上,应用第二类Lagrange方程,建立了离心机的动力学模型。在此基础上,采用四阶Runge-Kutta求解整机的 运动轨迹,并验证了该动力学模型的正确性。从而为三足离心机减振抑噪的进一步研究提供了理论依据。     

尾矿库动力响应分析中的边界效应

散射问题中外行波远域能量逸散效应是影响尾矿库坝体动力响应的重要因素。基于ABAQUS二次开发,实现了尾矿砂材料等效线性粘性本构,并且将粘弹性人工边界应用于某平地型尾矿库的动力反应,计算了地震作用下该尾矿坝水平向加速度、水平向位移、大动主应力、动剪应力和整体应变能随时间变化的规律。并与固定边界下尾矿库动力响应进行比较。结果表明：边界类型对地震作用下尾矿库动力响应计算结果有较大的影响,相对固定边界,考虑粘弹性人工边界时,尾矿库坝体动力响应最大值减小了15%～25%,表明地震过程中粘弹性人工边界起到了吸收能量的作用,建议在尾矿库动力反应分析中,应考虑粘弹性人工边界对尾矿库动力响应的影响。     

列车编组对桥梁振动和乘坐舒适性的影响

利用三角级数法模拟了轨道的不平顺，采用列车编组和桥梁组合的模型，建立了车桥耦合振动方程。对不同列车编组作用下桥梁的竖向振动和车体加速度进行了研究，结果发现列车编组对桥梁的振动和乘坐舒适性影响很大。通过改善列车编组的方法可以提高车桥耦合振动中车辆的动态性能。     

基于坐标变换法的3关节机械臂运动学研究

针对当前在串联机器人运动学分析中使用的D H参数法存在观察抽象、坐标系转换不灵活、参数容易混乱、理论模型与实体模型出入大等缺点，课题组采用坐标变换法对3关节机械臂进行运动学研究。依据关节之间的相对位置关系建立坐标系，采用齐次变换矩阵对坐标系之间的关系进行描述，并建立运动学方程；采用D H参数法建立机械臂的运动学模型，在MATLAB的Robotics Toolbox中验证了坐标变换法的正确性；编写上位机软件实现了机械臂样机的实时控制。结果表明：坐标变换法具有灵活方便、形象直观、便于计算的优点。该方法弥补了传统D H法在分析平行关节时的缺陷。     

圆盘与圆筒复合温控式磁流变传动性能研究

介绍了温控形状记忆合金开关控制的圆盘与圆筒复合式磁流变传动装置的工作原理;基于形状记忆合金的电热驱动特性,建立了温控形状记忆合金开关输出行程与外加电流的关系式;基于Bingham模型描述了磁流变液剪切应力随外加磁场变化的流变特性;考虑到磁流变液在离心力下挤压强化效应的影响,建立了圆盘与圆筒复合温控式磁流变传动装置的传递转矩方程,分析了磁场强度对传动性能的影响。研究结果表明:温控形状记忆合金开关的输出电流随温度的增加而增大;传递转矩随外加磁场增大而增加;在磁饱和时,考虑离心挤压效应情况下的磁流变传动装置的传递转矩性能提升了11.702%。     

直线感应电动机端部效应研究

建立了直线感应电动机理想的一维数学模型，根据电磁场理论导出气隙方程的解。分析了直线感应电动机高速运动时端部效应产生的原因，由解的特征分析电机参数变化趋势对端部效应的影响，以及采取有效的措施来减轻端部效应的影响。     

电子在电环轴上的非线性振动

研究电子在电环轴上的非线性振动，在建立电子的运动方程后利用椭圆积分求得自由振动的准确解及周期，讨论和图示其非线性振动特征。截断级数展式导致杜芬方程，解和周期近似表达式由杜芬振动和简谐振动给出，且与准确表达式比较。指出了非线性振动解在工程上的实用意义     

薄膜二维振动数理方程的推导与求解

偏微分方程经常出现在物理学、工程技术和其它科学的许多分支中。在现行的数学物理方法教材中，数理方程只涉及到一雏的弦振动方程、杆振动方程和热传导方程等，对二维薄膜的振动只作了扼要的介绍。试图对薄膜振动方程加以推导和求解。     

具正负系数的二阶中立型微分方程解的振动性

本文研究具有正负系数和变偏差的二阶中立型微分方程，建立了方程的所有有界解振动的一个充要条件和一些充分判据．     

机械臂非线性定位方程计算新方法

针对机械臂定位算法中,数值算法计算量大,仿真过程存在累积误差,几何算法通用性不强等问题,以手术机器 人六自由度机械臂为研究对象,建立了一组多关节机械臂非线性定位方程组,提出了其基于非线性大范围渐近稳定的 求解方法。结果表明该方法既简化运算,又有利于物理实现,为机械臂高速、准确运动提供了基础,实验表明该算法适用 多关节的移动机械臂的非线性定位方程的求解,有较高的求解精度和收敛速度。