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冲击载荷下压电双稳态层合板瞬态响应

北京信息科技大学学报（自然科学版） 2024年第3期39卷 25-33页

作者：宋海峰郝育新北京信息科技大学机电工程学院北京100192

从理论上研究了中心固支边界下含压电材料层双稳态碳纤维复合材料层合板在受到冲击载荷后的机电响应。以含17个未知参数的假设位移场为基础,利用一阶剪切变形理论得到应变位移关系。根据能量原理,通过拉格朗日方程得到系统的机电运动方... 详细信息

从理论上研究了中心固支边界下含压电材料层双稳态碳纤维复合材料层合板在受到冲击载荷后的机电响应。以含17个未知参数的假设位移场为基础,利用一阶剪切变形理论得到应变位移关系。根据能量原理,通过拉格朗日方程得到系统的机电运动方程,分别研究了系统在受到突加载荷、递增载荷、正弦载荷、空气爆炸载荷等瞬态冲击下的机电响应。研究结果显示,跳变现象的产生与外力功输入大小密切相关,跳变产生的瞬时电压幅值约为未跳变的10倍。

关键词：双稳态能量采集冲击载荷压电宏纤维

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微分求积法求解悬臂L梁固有振动特性研究

应用数学和力学 2023年第5期44卷 525-534页

作者：李智超郝育新北京信息科技大学机电工程学院北京100192

悬臂L梁结构由于具有柔性大、可设计性强、空间利用充分,振动过程中变形方式多样等独特优势而受到了广泛的关注与研究.该文提出了一种基于微分求积法求解末端附加质量块的矩形等截面均质悬臂细长L梁的各阶固有频率和模态的方法.在双坐... 详细信息

悬臂L梁结构由于具有柔性大、可设计性强、空间利用充分,振动过程中变形方式多样等独特优势而受到了广泛的关注与研究.该文提出了一种基于微分求积法求解末端附加质量块的矩形等截面均质悬臂细长L梁的各阶固有频率和模态的方法.在双坐标系下,基于Euler-Bernoulli梁理论建立了悬臂L梁的动力学方程,然后通过选取Chebyshev多项式的根作为节点坐标、选取Lagrange插值基函数、求解各阶权系数、处理边界条件等步骤,最终利用求解矩阵广义特征值问题的方法求得结构各阶固有频率及模态.在边界条件的处理上,直接将边界条件施加于边界点上,通过对比研究验证了该文固有频率理论解的正确性.最后分析了末端质量、内外梁的长度比、宽度、厚度对各阶固有振动特性的影响.该方法可以进一步应用推广到相关结构振动的研究中.

关键词：微分求积法悬臂L梁固有振动特性

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永磁同步直驱风力发电机结构改进研究

机械科学与技术 2023年

作者：黄正军刘泉郝育新北京信息科技大学机电工程学院

针对直驱型风力发电机组结构载荷分布不合理，塔筒因强度不足而折断的问题，本文从直驱型风力发电机组载荷分布问题出发，对直驱型风力发电机组结构改进。对改进前后的结构进行力学分析，并计算载荷。利用有限元软件对改进前后的结构进... 详细信息

针对直驱型风力发电机组结构载荷分布不合理，塔筒因强度不足而折断的问题，本文从直驱型风力发电机组载荷分布问题出发，对直驱型风力发电机组结构改进。对改进前后的结构进行力学分析，并计算载荷。利用有限元软件对改进前后的结构进行静力分析、预应力模态分析，对比分析结果发现，改进后相比改进前最大位移减少了532.74 mm，减少幅度约为37.68%，相对塔筒高度位移减少了0.33%。改进后最大应力为141.74 MPa，相对改进前减少了81.43 MPa，减少幅度约为36.48%，占许用应力部分减少了14.81%；改进前后塔筒结构振型相差较小，振型规律相同；改进后塔筒结构自振频率比改进前有所增加，但最大变化仅为0.00008 Hz 。

关键词：直驱型风力发电机结构改进静力分析预应力模态分析

用渐进摄动法对具有二次非线性项的多自由度系统摄动分析

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机械工程学报 2011年第1期47卷 62-67页

作者：杨莉郝育新北京信息科技大学机电学院北京100192

考虑大挠度几何非线性和剪切变形的影响,工程中机械柔性板壳结构的非线性动力学运动控制方程经常被转化为二阶模态的、包含有二次和三次非线性项和外激励的非线性常微分方程,由于二次非线性项的存在,常用的多尺度法进行摄动分析时,需要... 详细信息

考虑大挠度几何非线性和剪切变形的影响,工程中机械柔性板壳结构的非线性动力学运动控制方程经常被转化为二阶模态的、包含有二次和三次非线性项和外激励的非线性常微分方程,由于二次非线性项的存在,常用的多尺度法进行摄动分析时,需要复杂的运算才能将其包含进来。相比之下,基于傅里叶扩展和时间尺度的渐进摄动法可以较容易地将非线性动力学微分方程中的平方项考虑进来。通过引进适当的尺度变换,利用渐进摄动法对该系统在二阶模态之间发生1:2内共振、主参数共振、1/2亚谐共振时进行摄动分析,得到自治系统下的平均方程。数值结果发现4自由度自治系统存在复杂的周期运动、倍周期运动、概周期运动。该非线性系统为量纲一后的结果,对于与该系统类似的多自由度非线性机械系统可以直接用此平均方程进行全局分叉和混沌动力学研究。

关键词：渐近摄动法内共振平均方程概周期运动

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四边简支FGM矩形板非线性振动中的内共振

振动与冲击 2009年第6期28卷 153-154,187页

作者：郝育新张伟北京工业大学机电学院北京100022 北京信息科技大学机电工程学院北京100192

基于Reddy高阶剪切变形板理论、Galerkin法与Hamilton原理,在同时考虑几何非线性、材料物性参数随温度变化且材料组分沿厚度方向按幂律分布的情况下,通过理论推导建立起四边简支功能梯度材料矩形板受面内与横向简谐载荷共同作用下的非... 详细信息

基于Reddy高阶剪切变形板理论、Galerkin法与Hamilton原理,在同时考虑几何非线性、材料物性参数随温度变化且材料组分沿厚度方向按幂律分布的情况下,通过理论推导建立起四边简支功能梯度材料矩形板受面内与横向简谐载荷共同作用下的非线性运动控制微分方程;在此基础上建立了受热载荷作用下的具有二阶模态的非线性运动控制微分方程。分析了面内静态载荷对于给定参数下系统不同内共振的影响,发现随着面内静态载荷的不同系统会出现1∶1、1∶2与1∶3的内共振关系。计算结果发现由于不同内共振关系对应的面内静态载荷不同,不同内共振关系下所求得的一阶频率大小各不相同,所对应的瞬态响应也会不同。

关键词：内共振功能梯度材料非线性振动板

含MFC智能层的复合材料层合板自由振动研究

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振动．测试与诊断 2020年第1期40卷 79-88,204页

作者：赵宽飞郝育新陈静北京信息科技大学机电学院北京100192 北京信息科技大学机电系统测控北京市重点实验室北京100192

在一阶剪切变形板理论的基础上,提出一种考虑之子函数影响的位移场。根据给定的位移场,利用瑞利-里兹法和切比雪夫多项式,考虑机电耦合特性,分别求出含有智能压电宏观纤维复合材料层(macro fiber composite,简称MFC)的碳纤维增强复合材... 详细信息

在一阶剪切变形板理论的基础上,提出一种考虑之子函数影响的位移场。根据给定的位移场,利用瑞利-里兹法和切比雪夫多项式,考虑机电耦合特性,分别求出含有智能压电宏观纤维复合材料层(macro fiber composite,简称MFC)的碳纤维增强复合材料层合悬臂板在开路与通路两种电学边界条件下自由振动的固有频率,讨论不同铺层方式、宽厚比、长宽比以及不同的外电压状态下,MFC智能层对碳纤维增强复合材料层合板固有频率的影响。研究结果表明,MFC智能层对所研究系统的固有频率影响显著,可以通过控制MFC智能材料的通电电压来实现对复合材料层合板振动特性的控制。

关键词：之子函数瑞利-里兹法固有频率宏观纤维复合材料

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曲边固支双稳态层合壳结构的自由振动分析

北京信息科技大学学报（自然科学版） 2023年第2期38卷 1-8页

作者：方帆郝育新北京信息科技大学机电工程学院北京100192

以一条曲边固支、其余边自由的双稳态层合壳结构为研究对象,对具有非对称和反对称铺设的双稳态层合壳结构振动特性进行了研究。首先利用有限元方法得到其稳态构型;然后基于一阶剪切变形理论和瑞利-里兹(Rayleigh-Ritz)法获得系统的自由... 详细信息

以一条曲边固支、其余边自由的双稳态层合壳结构为研究对象,对具有非对称和反对称铺设的双稳态层合壳结构振动特性进行了研究。首先利用有限元方法得到其稳态构型;然后基于一阶剪切变形理论和瑞利-里兹(Rayleigh-Ritz)法获得系统的自由振动方程,得到曲边固支双稳态层合壳的模态和频率,通过与已有文献结果和ABAQUS有限元结果进行对比,验证了该方法的正确性;最后研究了几何参数对曲边固支双稳态层合壳结构的固有频率和振型的影响。

关键词：双稳态层合壳结构自由振动曲边固支瑞利-里兹法

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TLCMD系统的分析方法与抗震应用

北方交通大学学报 2004年第1期28卷 23-27页

作者：闫光杰阎贵平郝育新北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 北京机械工业学院基础部北京100085

概述了TLCMD阻尼器的工作机理及其参数优化的一般原则.在TLCMD系统工程抗风应用基础上,将其引入地震工程,对其进行了抗震设计,并以洛阳电视塔为工程实例进行了可行性研究.研究结果表明,TLCMD具有良好的减震效果和推广应用价值.

关键词： TLCMD系统工程结构参数优化抗震设计调频质量阻尼器

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四角点简支双稳态层合板振动特性研究

力学季刊 2021年第4期42卷 718-730页

作者：周伟兵郝育新北京信息科技大学机电学院北京100192

双稳态层合板作为一种柔性可变体结构,为实现振动状态下的构型调控,将对其开展固有振动特性的研究.本文以四角点简支约束的矩形非对称铺设双稳态板作为研究对象,运用最小势能原理、一阶剪切变形理论、以及冯卡门几何非线性位移应变关系... 详细信息

双稳态层合板作为一种柔性可变体结构,为实现振动状态下的构型调控,将对其开展固有振动特性的研究.本文以四角点简支约束的矩形非对称铺设双稳态板作为研究对象,运用最小势能原理、一阶剪切变形理论、以及冯卡门几何非线性位移应变关系,得到双稳态板的两种稳态构型.首次给出了适合于四点简支的6参数构型函数与17参数构型函数,研究对比发现对于稳态构型采用17参数的构型函数结果相对更精确;对于应用线性位移应变关系的基于任一稳态构型下振动固有特性而言,这两种构型函数得到的结果基频相差2%,其它阶次频率相差也不大.随后采用6参数构型函数得到的稳态构型研究了几何尺寸、铺层数分别对两种稳态构型固有振动特性的影响.本研究对于进一步研究该类结构动态跳变机理具有重要意义.

关键词：双稳态层合板瑞利-里兹法四角点简支振动特性