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浅谈飞行器与桥梁的颤振问题

力学与实践 2023年第4期45卷 721-727页

作者：余秋阳尹亚鹏清华大学航天航空学院北京100084 中南大学土木工程学院长沙410075

颤振属于气动弹性动不稳定现象,常见于飞行器机翼和尾翼、桥梁等弹性结构,一旦发生,可能会引发结构的毁灭性破坏。本文首先介绍颤振的基本概念和特征,以及工程领域中常用的颤振研究方法,以展弦比为16的NACA0012弹性平直机翼为例介绍颤... 详细信息

颤振属于气动弹性动不稳定现象,常见于飞行器机翼和尾翼、桥梁等弹性结构,一旦发生,可能会引发结构的毁灭性破坏。本文首先介绍颤振的基本概念和特征,以及工程领域中常用的颤振研究方法,以展弦比为16的NACA0012弹性平直机翼为例介绍颤振速度和颤振频率;然后对结构发生颤振的原因进行讨论,并详细阐述基于流动降阶模型的稳定性分析方法在层流分离颤振诱发机理研究中的应用;最后对防止和规避颤振的控制措施进行介绍。

关键词：颤振飞行器桥梁

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利用顶部脉冲吸气控制三维方形棱柱气动力

中南大学学报（自然科学版） 2023年第4期54卷 1407-1415页

作者：邓国浩王汉封赵崇宇尹亚鹏中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学高速铁路建造技术国家工程实验室湖南长沙410075

通过风洞实验研究三维柱体顶部前沿狭缝脉冲吸气对其气动力与尾流的控制效果。实验模型为高宽比H/d=5的方柱,均匀来流速度U∞=10 m/s,雷诺数Re=27000,狭缝入口吸气速度与来流风速相同。研究结果表明:相对于无控制工况,脉冲吸气对柱体气... 详细信息

通过风洞实验研究三维柱体顶部前沿狭缝脉冲吸气对其气动力与尾流的控制效果。实验模型为高宽比H/d=5的方柱,均匀来流速度U∞=10 m/s,雷诺数Re=27000,狭缝入口吸气速度与来流风速相同。研究结果表明:相对于无控制工况,脉冲吸气对柱体气动力有明显抑制作用;当脉冲吸气系数f*=0.2时,脉冲吸气与定常吸气对柱体气动力的抑制效果相当;随f*增大,柱体阻力与脉动升力仍有所减小,但减小幅度有限;顶部脉冲吸气不仅能明显削弱柱体顶部附近气动力,而且对柱体中下部气动力抑制效果比定常吸气对柱体气动力抑制效果好;顶部脉冲吸气在自由端剪切流中形成周期性大尺度涡结构,增强了自由流与尾流动量交换。

关键词：风洞实验三维柱体脉冲吸气剪切流主动控制

柔性附属结构对5:1矩形柱体气动特性的影响

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中南大学学报（自然科学版） 2023年第4期54卷 1603-1612页

作者：尹亚鹏王汉封李欢邓国浩谢祖育肖海珠中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学高速铁路建造技术国家工程实验室湖南长沙410075 中铁大桥勘测设计院集团有限公司湖北武汉430056

为了研究柔性附属结构对5:1矩形柱体气动特性的影响,采用烟线法对矩形柱体的分离再附流动进行可视化研究。通过改变雷诺数Re、风攻角α等参数,对矩形柱体进行测压试验。研究结果表明:柔性附属结构对矩形柱体绕流产生气动干扰作用,且随... 详细信息

为了研究柔性附属结构对5:1矩形柱体气动特性的影响,采用烟线法对矩形柱体的分离再附流动进行可视化研究。通过改变雷诺数Re、风攻角α等参数,对矩形柱体进行测压试验。研究结果表明:柔性附属结构对矩形柱体绕流产生气动干扰作用,且随着Re增加,干扰作用更加明显;随着Re增加和α发生改变,柔性附属结构拍动形态主要包括稳定变形、尖部轻微摆动、中上部大幅度摆动、整体剧烈拍动、拍动并撞壁共5种;柔性附属结构可降低阻力系数,最大降幅为13.6%;柔性附属结构可降低升力系数,降低幅度与Re有关;矩形柱体受到的扭矩绝对值与单柱体时相比显著减小,最大降幅为98.5%。

关键词：柔性附属结构矩形柱体气动特性

开缝式柔性膜结构对5∶1矩形柱体气动力的影响

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铁道科学与工程学报 2022年第11期19卷 3326-3334页

作者：尹亚鹏王汉封李欢何旭辉黄致睿中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学高速铁路建造技术国家工程研究中心湖南长沙410075

针对刚性风屏障会增加桥梁结构阻力和扭矩的问题,基于仿生学原理,设计一种开缝式柔性膜结构。采用测压试验,通过改变攻角等参数,系统地研究开缝式柔性膜结构对5∶1矩形柱体风压分布和气动力的影响,为推广开缝式柔性膜结构在扁平箱梁的... 详细信息

针对刚性风屏障会增加桥梁结构阻力和扭矩的问题,基于仿生学原理,设计一种开缝式柔性膜结构。采用测压试验,通过改变攻角等参数,系统地研究开缝式柔性膜结构对5∶1矩形柱体风压分布和气动力的影响,为推广开缝式柔性膜结构在扁平箱梁的应用提供依据。研究结果表明:试验模型的水平对称性和流动二维性比较好,测压试验结果与已有试验结果吻合良好,可以用来分析柔性膜结构对矩形柱体气动力的影响。开缝式柔性膜结构不同位置处的风压系数有区别,其拍动引起的旋涡,加剧了外部气流同柱体表面气流的动量交换。无柔性膜结构时,矩形柱体各截面有较强的展向相关性,在攻角0°~10°范围,柱体表面具有大尺度展向旋涡脱落。柔性膜结构削弱了大尺度展向旋涡,降低了升力系数的展向相关性,是三分力系数减小的重要原因。单独一片柔性膜结构的影响区域有限,沿流向脉动风压迅速衰减,对两片膜结构之间的缝隙处影响较弱。开缝式柔性膜结构对矩形柱体的气动力有较强的影响,在4°攻角下,平均阻力系数最大下降11.8%,平均升力系数最大下降34.5%,平均扭矩系数最大下降60.7%;脉动阻力系数最大下降66.4%,脉动升力系数最大下降68.2%,脉动扭矩系数最大下降55.0%。

关键词：开缝式柔性膜结构矩形柱体气动力

《道德经》水文化在新时代思想政治工作中的应用研究

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湖南水利水电 2023年第5期 111-113页

作者：尹亚鹏湖南省水利水电勘测设计规划研究总院有限公司湖南长沙410007

思想政治工作是一切工作的根本保证和生命线,中国特色社会主义进入新时代,做好新时代思想政治工作尤为重要。《道德经》作为我国传统文化中的重要经典,其“上善若水”“天下莫柔弱于水”的水文化观,对新时代思想政治工作提供了有益启示... 详细信息

思想政治工作是一切工作的根本保证和生命线,中国特色社会主义进入新时代,做好新时代思想政治工作尤为重要。《道德经》作为我国传统文化中的重要经典,其“上善若水”“天下莫柔弱于水”的水文化观,对新时代思想政治工作提供了有益启示:在新时代思想政治工作中,既要有“上善若水”的追求,又要重视“柔弱胜刚强”的具体运用,以科学文明的方法,减少各种不利因素影响,将各方面思想与行动更好地统一协调起来,和谐有效地推进各项工作,促进新时代思想政治工作的高质量开展。

关键词：水文化上善观柔弱观思想政治工作

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关于加强机关党组织先进性建设的思考

中央社会主义学院学报 2007年第4期 89-91页

作者：尹亚鹏湖南省水利水电勘测设计研究总院湖南长沙410007

加强机关党组织先进性建设,一要坚持服务大局,努力促进各项工作;二要强化各项功能,切实增强凝聚力、战斗力;三要发展党内民主,不断增强党组织的生机和活力;四要建立健全制度,形成保持先进性的长效机制;五要积极创造条件,为开展工作提供... 详细信息

加强机关党组织先进性建设,一要坚持服务大局,努力促进各项工作;二要强化各项功能,切实增强凝聚力、战斗力;三要发展党内民主,不断增强党组织的生机和活力;四要建立健全制度,形成保持先进性的长效机制;五要积极创造条件,为开展工作提供有力保障。

关键词：机关党组织先进性建设有效途径

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形状记忆合金驱动的人工逼尿肌系统

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 73-80页

作者：李笑李亚鹏广东工业大学机电工程学院广东广州510006

针对神经源性、肌源性膀胱缺乏有效治疗手段的现状,从工程学角度提出了一种新的解决方案——人工逼尿肌系统。基于形状记忆合金(SMA)弹簧的形状记忆效应,设计了由无线能量传输模块、控制模块、反馈模块和执行模块组成的系统结构,旨在实... 详细信息

针对神经源性、肌源性膀胱缺乏有效治疗手段的现状,从工程学角度提出了一种新的解决方案——人工逼尿肌系统。基于形状记忆合金(SMA)弹簧的形状记忆效应,设计了由无线能量传输模块、控制模块、反馈模块和执行模块组成的系统结构,旨在实现符合人体尿动力学规律的辅助排尿。文中首先建立了人体膀胱的有限元模型,仿真分析了人体膀胱的储尿和辅助排尿过程,在仿真结果的基础上结合SMA弹簧的数学模型,对SMA弹簧致动器的结构参数进行了优化设计;其次,结合实验数据推导了SMA弹簧温度-自由高度方程;然后,结合热力学公式和弹簧数学模型推导了系统控制方程,并在此基础上提出了系统开环控制策略;最后,基于系统的反馈模块,设计了比例积分微分(PID)闭环控制策略,并搭建模拟实验平台研究了系统的尿流率特性。结果表明:系统原理可行,辅助排尿过程连续可控,在应对不同尿液容量时两种控制策略均能实现符合人体尿动力学规律的辅助排尿。文中结果可为设计适用于临床的人工逼尿肌系统提供指导,也可为其他以SMA弹簧作为致动器的植入装置的设计提供借鉴和参考。

关键词：人工逼尿肌形状记忆合金弹簧连续控制尿动力学

基于CFRP和SMA修复钢桥横隔板疲劳裂纹的方法研究与应用

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建筑结构学报 2024年第8期45卷 129-140页

作者：强旭红武亚鹏姜旭刘勇同济大学土木工程学院上海200092 江苏苏通大桥有限公司江苏南通226001

针对正交异性钢桥面板横隔板弧形切口处疲劳裂纹,在传统止裂孔法的基础上,提出粘贴碳纤维增强复合(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)布、形状记忆合金(shape memory alloys,SMA)/CFRP组合贴片和铁基形状记忆合金(Fe-SMA)板对其进... 详细信息

针对正交异性钢桥面板横隔板弧形切口处疲劳裂纹,在传统止裂孔法的基础上,提出粘贴碳纤维增强复合(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)布、形状记忆合金(shape memory alloys,SMA)/CFRP组合贴片和铁基形状记忆合金(Fe-SMA)板对其进行加固修复,并对采用不同修复方法的8个含裂纹的横隔板进行疲劳加载试验。结果表明:粘贴CFRP布、SMA/CFRP组合贴片和Fe-SMA板均可有效提高横隔板开裂局部的刚度,激活SMA可进一步引入预压应力,从而明显改善开裂区域的应力集中、延缓疲劳裂纹的萌生和扩展,显著提高横隔板的疲劳寿命;粘贴CFRP布和SMA/CFRP组合贴片修复横隔板的疲劳寿命分别为单纯止裂孔修复横隔板的2.59倍和5.10倍,粘贴Fe-SMA板修复横隔板的疲劳寿命显著提高,其疲劳寿命为单纯止裂孔修复横隔板的12.68倍。通过对苏通大桥与其他千米级大跨度钢桥横隔板疲劳裂纹的实桥修复应用,验证了采用Fe-SMA板粘贴止裂孔法的实操可行性和有效性。

关键词：结构加固横隔板裂纹铁基形状记忆合金疲劳试验修复效果

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钢结构涂层的单轴拉伸试验与本构模型研究

西南交通大学学报 2024年

作者：魏亚鹏中国铁路设计集团有限公司土建工程设计研究院

为研究钢结构桥梁涂装层的力学本构模型，以长效型涂装体系为试验对象对其分别进行单轴拉伸试验，得出面漆、中间漆、底漆和复合涂层的应力-应变曲线。通过无量纲化处理获得长效型涂装体系上升段本构方程的统一表达形式，并针对每种漆... 详细信息

为研究钢结构桥梁涂装层的力学本构模型，以长效型涂装体系为试验对象对其分别进行单轴拉伸试验，得出面漆、中间漆、底漆和复合涂层的应力-应变曲线。通过无量纲化处理获得长效型涂装体系上升段本构方程的统一表达形式，并针对每种漆膜具体的适用条件给出了相应的本构方程。将H06-X环氧富锌底漆（含锌量80%）和长效型复合涂层的应力-应变曲线分为弹塑型阶段、应变强化阶段和破坏阶段；H06-C2环氧厚浆云母氧化铁中间漆的应力-应变曲线分为应变强化阶段和破坏阶段；E01-JY氟碳面漆的应力-应变曲线分为近似线弹性阶段和破坏阶段。得出了底漆、中间漆、面漆和复合涂层的弹性模量、泊松比、剪切模量、单轴拉伸强度和拉伸断裂应变等力学性能特征参数；并且单轴拉伸强度底漆最强，中间漆次之，面漆最差；变形性能面漆最佳，中间漆次之，底漆最差。

关键词：钢结构涂层力学试验本构模型力学性能参数