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冰与柔性结构作用挤压破坏形成的动荷载

工程力学 2004年第1期21卷 202-208页

作者：岳前进杜小振毕祥军张希大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116024

基于现场原型结构测量,研究了冰与柔性直立结构作用产生挤压破坏过程形成的交变冰力。结果发现:随着冰速的增加,可以出现三种不同冰力形式并分别引起结构准静态振动、稳态振动和随机振动响应。进一步对形成不同冰力模式的机理进行了分析... 详细信息

基于现场原型结构测量,研究了冰与柔性直立结构作用产生挤压破坏过程形成的交变冰力。结果发现:随着冰速的增加,可以出现三种不同冰力形式并分别引起结构准静态振动、稳态振动和随机振动响应。进一步对形成不同冰力模式的机理进行了分析,提出了随着冰速变化,冰与结构相对速率变化导致结构近场冰可以出现塑性破坏、裂纹损伤破坏与纯脆性破坏三种破坏模式,并解释形成交变荷载过程。

关键词：冰荷载冰激结构振动冰的破坏行为动冰力

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平面闭链五杆机构的动力学分析

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2004年第4期23卷 529-531页

作者：琚贻宏杜小振韩明岚青岛理工大学数理信息系山东青岛266033

用复矢量法[1]结合拉格朗日第二类方程对平面闭链的两自由度五杆机构进行了动态分析,给出其等效转动惯量,由导出的动力学方程指出影响平面五杆机构运动特性的关键因素、产生耦合的原因及解耦需满足的条件。提出了两自由度五杆机构实现... 详细信息

用复矢量法[1]结合拉格朗日第二类方程对平面闭链的两自由度五杆机构进行了动态分析,给出其等效转动惯量,由导出的动力学方程指出影响平面五杆机构运动特性的关键因素、产生耦合的原因及解耦需满足的条件。提出了两自由度五杆机构实现完全解耦的可能方法,为平面闭链五杆机构的合理设计提供了必要的理论依据和简单可行的研究方法。

关键词：复数矢量平面五杆机构等效转动惯量解耦

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磁力调频压电电磁复合发电设计与实验

光学精密工程 2016年第11期24卷 2753-2760页

作者：杜小振张龙波于红山东科技大学机械电子工程学院山东青岛266590 中国石油大学(华东)理学院山东青岛266580

开展了基于环境振动发电作为微电源弥补传统化学电池供能缺陷的研究。基于非线性磁力调频开发了低宽频振动能采集压电电磁复合发电系统。介绍了发电装置工作原理;利用ANSYS和Ansoft Maxwell有限元分析软件仿真分析了压电和电磁发电的输... 详细信息

开展了基于环境振动发电作为微电源弥补传统化学电池供能缺陷的研究。基于非线性磁力调频开发了低宽频振动能采集压电电磁复合发电系统。介绍了发电装置工作原理;利用ANSYS和Ansoft Maxwell有限元分析软件仿真分析了压电和电磁发电的输出特性;最后,搭建了压电电磁复合宽频发电装置实验测试系统,测试了发电系统在磁力自调过程中的输出特性。实验结果显示：复合发电系统在谐振频率60Hz时输出开路电压峰值为5.8V,高于压电系统（5.5V）和电磁系统（410mV）独立发电的开路电压峰值。施加磁力拓宽装置后,当压电悬臂梁沿竖直方向上下移动0~15mm时,系统适应谐振频带拓宽为45~76Hz;悬臂梁沿水平方向平移0~30mm时,谐振频带拓宽为51~70 Hz。结果表明仿真分析与实验测试结果吻合很好。该宽频带能量采集技术可用于低频振动环境的能量采集,可在频变环境中为微型低功耗系统提供低电能。

关键词：压电发电电磁发电宽频发电装置磁力调节微电源有限元分析

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冰致柔性直立结构振动的动冰力研究

冰致柔性直立结构振动的动冰力研究

作者：杜小振大连理工大学

学位级别：硕士

冰与柔性直立结构的相互作用对海上建筑结构产生不同程度的影响，甚至造成危害。随着海上油气资源的开发，冰引起的问题越来越多。早在上个世纪60年代就开始进行冰与结构相互作用的研究，到现在关于海冰的研究已经形成一门独立的学科—... 详细信息

冰与柔性直立结构的相互作用对海上建筑结构产生不同程度的影响，甚至造成危害。随着海上油气资源的开发，冰引起的问题越来越多。早在上个世纪60年代就开始进行冰与结构相互作用的研究，到现在关于海冰的研究已经形成一门独立的学科——冰力学。其中动冰力的研究尤为重要，因为动冰力对结构产生一种交变荷载，引起结构的振动、疲劳失效等问题。同时由于海冰是一种相对高温材料，力学性质上存在韧—脆转变特点，海冰内部含有各种成分等所有这些确定了海冰的特殊性质。本文首先回顾了国内外海冰与结构相互作用的研究情况，总结了前人的研究结果，并深入分析了现有的冰与直立结构相互作用动冰力模式，在此基础上介绍了我们在渤海辽东湾JZ9-3平台和JZ20-2MSW平台上的现场原型动冰力测量系统和在各种压缩速率下的海冰压缩破坏实验。根据海冰的压缩破坏特性和现场冰与柔性海洋平台直立桩腿挤压破坏观测结果，本文系统的分析了动冰力时程曲线，发现冰与结构挤压作用时随冰速的增加，可以出现三种不同冰力形式并分别引起结构准静态振动、稳态振动和随机振动响应。本文进一步分析了各种冰力模式形成机理，提出了随着冰速变化，冰与结构相对速率变化导致结构近场冰出现塑性破坏、裂纹损伤破坏与纯脆性破坏三种破坏模式，并解释形成交变荷载过程。继而在本文的第四章针对渤海海冰快速漂移特点，重点分析了冰快速挤压时的海冰破坏模型以及由此引起的随机动冰力，运用断裂力学说明海冰的脆性劈裂破坏机理。最后，在第五章提出了海冰应变速率敏感性的数值演化模式。由于海冰对应变速率变化的敏感性强烈，在不同应变速率范围内，表现出不同的力学行为和强度特性。在不同应变速率段，具有不同的本构模型，因此，海冰的演化模式可分段表征。并且用本论文给出的演化模式对辽东湾海冰进行了数值计算，结果与实验值十分吻合，说明本文提出的演化模式是有效的。

关键词：动冰力冰与结构相互作用脆性劈裂破坏断裂力学应变速率敏感性演化模式

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冰体材料损伤与断裂破坏的本构理论

冰川冻土 2003年第S2期25卷 304-307页

作者：李洪升杜小振大连理工大学工程力学系辽宁大连116023

冰体材料对应变速率很敏感,存在一个韧脆转变区和转变速率 εR,当 ε εR时,冰体为脆性性质.因此可按冰体的不同性态分段描写本构模型,对冰体的韧性性质给出了损伤模型,对冰体的脆性性质给出了断裂模型.分别用损伤模型预测韧-脆转变区... 详细信息

冰体材料对应变速率很敏感,存在一个韧脆转变区和转变速率 εR,当 ε εR时,冰体为脆性性质.因此可按冰体的不同性态分段描写本构模型,对冰体的韧性性质给出了损伤模型,对冰体的脆性性质给出了断裂模型.分别用损伤模型预测韧-脆转变区的起始速率,用断裂模型预测韧-脆转变的终点速率及相应的破坏应力.

关键词：冰体材料损伤模型断裂模型韧-脆转变速率

基于介电弹性体的振荡水柱波浪能发电模拟分析

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振动与冲击 2020年第10期39卷 256-260,268页

作者：杜小振朱尚郭悦赵岩康辉山东科技大学机械电子工程学院山东青岛266590

振荡水柱式(OWC)波浪能采集装置结构简单、成本低;介电弹性体作为发电机可以收集人体能、海洋能、风能等,能量密度高、耐冲击、环境适应性强,利用OWC驱动介电弹性体形变发电应用前景好。在FLUENT中建立二维数值水槽OWC模型分析气室内波... 详细信息

振荡水柱式(OWC)波浪能采集装置结构简单、成本低;介电弹性体作为发电机可以收集人体能、海洋能、风能等,能量密度高、耐冲击、环境适应性强,利用OWC驱动介电弹性体形变发电应用前景好。在FLUENT中建立二维数值水槽OWC模型分析气室内波高和压强的变化规律;在Abaqus有限元分析系统中将波浪进入气室的模拟压强施加到介电弹性体薄膜模型产生形变,采用Simulink计算介电弹性体发电量。结果表明:介电弹性体发电量随着薄膜面积、气室压强增加而增大;随着薄膜厚度、预拉伸强度增大而减小,并且这两者对发电量影响较大。

关键词：波浪能振荡水柱(OWC) 介电弹性体(DE) 发电仿真分析

电磁发电微电源结构设计与输出电能的动态仿真分析

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传感技术学报 2013年第8期26卷 1088-1091页

作者：杜小振王刚卞丰山东科技大学机电工程学院山东青岛266590

首先研究了微型电磁发电微电源输出能量理论分析模型,通过理论分析得到感应线圈匝数及导线横截面半径的最优尺寸。然后利用Ansoft Maxwell软件建立了微电源结构仿真模型,通过仿真分析计算得到不同方向上电磁感应强度B的变化规律以及永... 详细信息

首先研究了微型电磁发电微电源输出能量理论分析模型,通过理论分析得到感应线圈匝数及导线横截面半径的最优尺寸。然后利用Ansoft Maxwell软件建立了微电源结构仿真模型,通过仿真分析计算得到不同方向上电磁感应强度B的变化规律以及永磁体振子与感应线圈在不同相对位置下所产生感应电动势的变化曲线。仿真分析结果同时表明:当永磁体振子与感应线圈相对距离为1.25 mm时,线圈产生最大感应电动势2.65 mV,最大输出功率为0.6626μW,本文的建模与仿真分析过程将为电磁发电微电源结构的整体结构设计和制作提供依据。

关键词：电磁发电微电源结构优化动态仿真输出特性

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振荡水柱驱动介电弹性体发电研究

太阳能学报 2020年第10期41卷 8-14页

作者：杜小振郭悦文傲孔庆帅于红山东科技大学机械电子工程学院青岛266590 中国石油大学(华东)理学院青岛266580

基于介电弹性体(dielectric elastomer,DE)材料振荡水柱式波浪能发电装置由波浪能采集和发电部分组成,利用介电弹性体发电机代替传统空气透平发电机,可简化装置并提高寿命。首先利用势流理论的流体速度势求解水下各点压强,然后建立振荡... 详细信息

基于介电弹性体(dielectric elastomer,DE)材料振荡水柱式波浪能发电装置由波浪能采集和发电部分组成,利用介电弹性体发电机代替传统空气透平发电机,可简化装置并提高寿命。首先利用势流理论的流体速度势求解水下各点压强,然后建立振荡水柱与气室内压强的动态模型计算装置气室内压强,该压强作用在介电弹性体薄膜上驱动其形变。为验证理论计算正确性,对气室顶部结构有限元分析,仿真结果与计算结果相吻合。基于此理论分析模型确定介电弹性体薄膜形变最大时的参数取值,分析系统输出能量特性。

关键词：振荡波浪能发电气室压强介电弹性体

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海冰强度对应变速率敏感性及其演化模式

大连理工大学学报 2003年第5期43卷 686-690页

作者：李洪升杜小振岳前进大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024

海冰对应变速率变化较敏感,在不同应变速率范围内可表现出不同的力学行为和强度特性.如辽东湾海冰在低应变速率下(ε.3.0×10-3s-1),表现为脆性体特征,强度特性可用断裂力学理论描述;在韧-脆转变的范围内(1.0×10-3s-1<ε.<3.0×10-3s-... 详细信息

海冰对应变速率变化较敏感,在不同应变速率范围内可表现出不同的力学行为和强度特性.如辽东湾海冰在低应变速率下(ε.3.0×10-3s-1),表现为脆性体特征,强度特性可用断裂力学理论描述;在韧-脆转变的范围内(1.0×10-3s-1<ε.<3.0×10-3s-1),海冰强度达到最大值.因此在不同应变速率段,海冰强度具有不同的本构模型.用海冰演化模式对辽东湾海冰(T=268K,d=7.0mm)进行了数值计算,结果与实验值十分吻合,说明该演化模式是有效的.

关键词：冰力学海冰强度应变速率敏感性演化模式韧-脆转变断裂力学本构模型