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硬磁软材料的三维无网格模型

中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第6期54卷 59-69页

作者：刘俊廷杨易凡李茂源徐凡复旦大学航空航天系力学与工程仿真研究所上海200433

硬磁软材料由填充了高剩磁颗粒的弹性体基质组成,具有灵活的可编程性和快速变形等优势,在软体机器人、生物医学设备和柔性电子领域具有广阔的应用前景.对硬磁软材料大变形的精确预测是相关应用的关键.由于硬磁柔性结构的可编程形貌变形... 详细信息

硬磁软材料由填充了高剩磁颗粒的弹性体基质组成,具有灵活的可编程性和快速变形等优势,在软体机器人、生物医学设备和柔性电子领域具有广阔的应用前景.对硬磁软材料大变形的精确预测是相关应用的关键.由于硬磁柔性结构的可编程形貌变形预测及设计对精度要求较高,本文提出了一种基于径向基点插值法的三维无网格模型来定量预测硬磁软材料的大变形行为.通过采用直接节点积分并结合中心差分法进行求解,研究了硬磁软梁和硬磁悬臂板的弯曲变形,硬磁软杆的扭转变形,以及硬磁软梁在三维非均匀磁化情况下的空间大变形响应.我们的模型不仅可用于定量分析硬磁软材料大变形行为,也可用于指导铁磁软体机器人和柔性结构的理性设计.

关键词：硬磁软材料磁驱动器无网格法径向基点插值法大变形

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基于共旋坐标的三维硬磁杆模型

Acta Mechanica Sinica 2022年第9期38卷 130-139页

作者：杨易凡李茂源徐凡 Institute of Mechanics and Computational Engineering Department of Aeronautics and AstronauticsFudan UniversityShanghai200433China Zhangjiang Fudan International Innovation Center Fudan UniversityShanghai200433China

硬磁软材料因其灵活的可编程性、非接触驱动和快速响应等优点,近年来在软体机器人、生物医疗器件和柔性电子等领域引起了广泛关注.这种多功能复合材料通常是由硬磁性粒子嵌入柔性基质构成,能够在外部磁场激励下产生较大的变形.本文提出... 详细信息

硬磁软材料因其灵活的可编程性、非接触驱动和快速响应等优点,近年来在软体机器人、生物医疗器件和柔性电子等领域引起了广泛关注.这种多功能复合材料通常是由硬磁性粒子嵌入柔性基质构成,能够在外部磁场激励下产生较大的变形.本文提出一种三维柔性杆模型来定量预测细长形硬磁弹性体的空间大变形行为.模型采用基于中心线的基尔霍夫描述,将三维磁-弹性能量函数简化为一维形式.通过使用共旋坐标公式描述刚体运动,并用显式时间积分进行非线性求解,研究了在不同方向和大小的外加磁场作用下,硬磁弹性体的大变形弯曲、后屈曲和扭转行为.代表性算例分析表明该模型与传统的实体单元相比具有更高的效率和精度(只需要少量单元即可保证1%以内误差).研究结果可用于指导硬磁细长柔性结构可编程形貌的理性设计与调控.

关键词： Hard-magnetic soft material Slender structure Magnetic actuator Co-rotational formulation Large deformation

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硬磁软曲梁大变形力学模型

科学通报 2022年第34期67卷 4080-4091页

作者：李茂源杨易凡程柘徐凡复旦大学航空航天系力学与工程仿真研究所上海200433

硬磁软材料因其灵活的可编程性、非接触驱动和快速响应等特点,在软体机器人、生物医学工程和柔性电子等领域引起了广泛关注.这种多功能复合材料通常是由硬磁颗粒嵌入软基质构成,能够在外加磁场激励下产生较大的变形.本文提出了一种基于... 详细信息

硬磁软材料因其灵活的可编程性、非接触驱动和快速响应等特点,在软体机器人、生物医学工程和柔性电子等领域引起了广泛关注.这种多功能复合材料通常是由硬磁颗粒嵌入软基质构成,能够在外加磁场激励下产生较大的变形.本文提出了一种基于铁木辛柯剪切变形理论的新型可伸长变曲率硬磁软梁模型,并结合打靶法实现快速求解硬磁弹性体非线性大变形问题;探究了不同长厚比下的硬磁软梁在不同外部磁场方向激励下的大挠度弯曲特性,发现了减小梁的长厚比和减弱外加磁场可增强剪切效应的影响机制,揭示了剪切变形在深梁大变形弯曲中的重要性,模型预测结果与实验吻合.研究结果可用于硬磁软机器和功能柔性结构的理性设计与可编程变形调控.

关键词：硬磁软材料磁驱结构铁木辛柯梁剪应变大变形

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各向异性超弹性薄膜的有限应变模型

各向异性超弹性薄膜的有限应变模型

中国力学大会-2021+1

作者：杨易凡徐凡复旦大学航空航天系力学与工程仿真研究所

介绍/亮点Introduction/Highlight单轴拉伸的各向同性弹性薄膜通常会产生横向褶皱,即起皱方向与拉伸方向垂直。我们发现拉伸正交各向异性弹性薄膜时,通过改变材料主方向与拉伸方向的夹角,可实现可定向调控的斜向褶皱。为描述各向异性薄...

介绍/亮点Introduction/Highlight单轴拉伸的各向同性弹性薄膜通常会产生横向褶皱,即起皱方向与拉伸方向垂直。我们发现拉伸正交各向异性弹性薄膜时,通过改变材料主方向与拉伸方向的夹角,可实现可定向调控的斜向褶皱。为描述各向异性薄膜大变形起皱行为,我们将经典冯卡门板理论扩展到适用于正交各向异性材料的面内大应变板模型,并通过数值渐近法和谱配点法来定量求解并预测追踪非线性失稳形貌演化全景。我们发现纤维与基质间的剪切模量比对屈曲的临界应变、再稳定点和褶皱幅值有显著影响,例如剪切模量比高于临界值可抑制褶皱发生发展。研究结果为纤维增强和仿生薄膜的褶皱形貌调控与平整化提供了新思路。

关键词：

来源： cnki会议评论

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曲面薄膜结构褶皱失稳力学

力学进展 2021年第2期51卷 342-363页

作者：徐凡杨易凡汪婷复旦大学航空航天系力学与工程仿真研究所上海200433

薄膜结构褶皱失稳在微观和宏观尺度会出现相似的形貌,在过去二十年里引发了学者们极大的研究兴趣.而几何曲率对薄膜结构的失稳临界、形貌选择和后屈曲演化起着至关重要的作用.本文回顾近二十年来平面和曲面薄膜结构褶皱失稳力学研究进展... 详细信息

薄膜结构褶皱失稳在微观和宏观尺度会出现相似的形貌,在过去二十年里引发了学者们极大的研究兴趣.而几何曲率对薄膜结构的失稳临界、形貌选择和后屈曲演化起着至关重要的作用.本文回顾近二十年来平面和曲面薄膜结构褶皱失稳力学研究进展,聚焦曲率影响下的薄膜拉伸和膜基结构在各种激励下的稳定性问题.有限应变板壳理论模型和数值计算方法的发展推动了对曲率影响下薄膜结构表面形貌多重分岔转变的定量理解、预测和追踪,不仅推进了对薄膜结构失稳机理的深入理解,也为抑制褶皱或利用失稳实现多功能表面制造提供了理论基础,可促进拓扑形貌相关的功能性膜结构的设计及优化.

关键词：薄膜曲率褶皱分岔大变形

半潜平台浮托安装水动力响应特性数值模拟与模型试验研究

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舰船科学技术 2023年第22期45卷 97-104页

作者：杨易凡彭涛王磊王一听上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 三亚崖州湾深海科技研究院海南三亚572000

半潜式平台(Semi-Submersible Platform, SEMI)是海洋石油天然气开发中钻井和生产中常见的浮式平台,随着海洋资源的不断开发,浮托安装作为一种省时省力的新型模块安装法逐渐成为主流。本文以半潜平台上部组块浮托安装过程为研究对象,以... 详细信息

半潜式平台(Semi-Submersible Platform, SEMI)是海洋石油天然气开发中钻井和生产中常见的浮式平台,随着海洋资源的不断开发,浮托安装作为一种省时省力的新型模块安装法逐渐成为主流。本文以半潜平台上部组块浮托安装过程为研究对象,以数值模拟和模型试验为研究手段,针对不同海况条件,探究半潜平台在浮托安装船进船过程中的水动力响应特性,并对平台是否会发生触底进行评估。结果表明,Newman近似法得到的垂荡运动结果与全QTF法误差较大,后者与模型试验吻合更好;本文平台不会发生触底现象,可以安全进行浮托安装作业,研究结果为实际工程安装提供数据支持与有力支撑。

关键词：浮托安装半潜平台运动响应全QTF法

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薄膜拉伸褶皱失稳力学进展

力学季刊 2020年第2期41卷 207-220页

作者：徐凡汪婷杨易凡复旦大学航空航天系力学与工程仿真研究所上海200433

薄膜拉伸起皱现象在自然界和现代工业中普遍存在,在过去二十年里,引发了学者们极大的研究兴趣.这种起皱失稳行为源自薄膜能与弯曲能之间的非线性竞争.我们回顾从本世纪初至今薄膜拉伸褶皱失稳力学研究进展,将其分为两个阶段:前十年的研... 详细信息

薄膜拉伸起皱现象在自然界和现代工业中普遍存在,在过去二十年里,引发了学者们极大的研究兴趣.这种起皱失稳行为源自薄膜能与弯曲能之间的非线性竞争.我们回顾从本世纪初至今薄膜拉伸褶皱失稳力学研究进展,将其分为两个阶段:前十年的研究主要局限于薄膜小应变(~1%)起皱现象,而后十年的兴趣主要集中在有限应变起皱-再稳定(孤立中心分岔)行为,在过度拉伸(~30%)时褶皱最终消失.定量理解、预测和追踪这种强非线性力学行为的需求推进了有限应变板壳理论和数值计算方法的发展,不仅促进了对薄膜起皱-消皱机理的深入理解,也为无褶皱膜结构设计和薄膜表面形貌调控提供了新的思路.

关键词：薄膜失稳分岔再稳定有限应变

“四员”促“四全” 驻守干部显担当 001

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“四员”促“四全” 驻守干部显担当

兰州日报

作者：颜娜杨易凡王梓墨

连日来，雁园街道提高驻守干部常态化驻守社区工作实效，充分发挥党员干部先锋模范作用，启动“街道党工委+社区党组织+社工委+驻守干部”四级联动机制，闻令而动，全力开展疫情防控工作，不缺位，做到位，有作为，切实参与社区防疫第... 详细信息

连日来，雁园街道提高驻守干部常态化驻守社区工作实效，充分发挥党员干部先锋模范作用，启动“街道党工委+社区党组织+社工委+驻守干部”四级联动机制，闻令而动，全力开展疫情防控工作，不缺位，做到位，有作为，切实参与社区防疫第一线。当好守门员全过程保障 “您好!请

关键词：居民小区疫情防控民生保障

来源： cnki报纸评论

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大容量压缩空气储能关键技术

南方能源建设 2023年第6期10卷 26-33页

作者：万明忠杨易凡袁照威侯佑松邢泰高陶刚中能建数字科技集团有限公司北京100022 中国能源建设股份有限公司北京100022 西安陕鼓动力股份有限公司陕西西安710075 湖北楚韵储能科技有限责任公司湖北应城432400

[目的]压缩空气储能作为一种长时储能方式,在削峰填谷、电网调峰、新能源消纳、辅助服务等方面具有广阔的应用空间,对于推动“碳中和、碳达峰”背景下加快推进构建以新能源为主体的新型电力系统具有重要意义。[方法]文章首先从压缩空气... 详细信息

[目的]压缩空气储能作为一种长时储能方式,在削峰填谷、电网调峰、新能源消纳、辅助服务等方面具有广阔的应用空间,对于推动“碳中和、碳达峰”背景下加快推进构建以新能源为主体的新型电力系统具有重要意义。[方法]文章首先从压缩空气储能技术原理、技术分类对压缩空气储能的技术现状进行分析总结;根据已有技术,创造性地提出了中国能建压缩空气储能系统解决方案,即高压热水储热的“中温绝热压缩”技术路线以及低熔点熔盐+高压热水联合储热的“高温绝热压缩”技术路线,并介绍了系统集成及优化、主设备选型、储热介质、储气库、数字化网储协调等技术关键点。最后,围绕2条技术路线,分别介绍了相应的工程案例。[结果]研究表明,需要综合考虑压缩机系统、膨胀机系统、储热系统、储气系统等各系统的物质流、能量流耦合特点,开发适用于压缩空气储能用的压缩机、膨胀机、换热器等关键设备及地下储气库、网储协调等关键技术,进而提升电站转换效率。[结论]通过研究以期为后续开展压缩空气储能电站工程化提供科学参考。

关键词：大规模长时储能压缩空气储能低熔点熔盐压缩机膨胀机