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基于带状单元法的电磁弹性多层板复频散特性分析

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固体力学学报 2009年第2期30卷 142-147页

作者：陈江义陈花玲郑州大学机械工程学院郑州450001 西安交通大学机械工程学院西安710049

超声波在弹性介质中传播时理论上可以分为传播、非传播及衰减模式,且分别与实、虚及复波数相对应,可用复频散特性来进行描述.这一性质在电磁弹性多层板结构中同样存在.该文利用带状单元法对其进行了分析和计算.首先,利用能量守恒定律并... 详细信息

超声波在弹性介质中传播时理论上可以分为传播、非传播及衰减模式,且分别与实、虚及复波数相对应,可用复频散特性来进行描述.这一性质在电磁弹性多层板结构中同样存在.该文利用带状单元法对其进行了分析和计算.首先,利用能量守恒定律并结合介质的本构方程、平衡方程及相应边界条件构建了结构的带状单元模型,然后利用该模型获得了电磁弹性多层板的频散方程,最后以一个由压电材料BaTiO3和压磁材料CoFe2O4构成的三层板为数值分析对象,给出了波在其中传播时的复频散特性,并利用计算结果证明了当前相关文献中材料常数引用的不合理性.

关键词：带状单元法电磁弹性材料多层结构频散特性

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车辆悬架的分层预测控制及仿真

农业机械学报 2006年第4期37卷 12-16页

作者：吴龙陈花玲西安交通大学振动与噪声控制工程研究所

提出了一种可以在不依赖悬架质量分配系数的前提下,将一个4自由度车辆悬架看作是两个2自由度悬架组合的分层建模预测控制方法。在该方法中,悬架前后轮系均看作是相互独立的底层2自由度系统,推导出协调底层关系的上层关联动力学方程,结... 详细信息

提出了一种可以在不依赖悬架质量分配系数的前提下,将一个4自由度车辆悬架看作是两个2自由度悬架组合的分层建模预测控制方法。在该方法中,悬架前后轮系均看作是相互独立的底层2自由度系统,推导出协调底层关系的上层关联动力学方程,结合轴距预测和H∞控制方法,以簧载质量质心处的垂直加速度和俯仰加速度为上层控制目标进行协调,得到所需的控制力。仿真计算结果表明,该方法在线计算量少,前后轮系易于采用不同的控制策略以提高控制效果,同时该方法对于多轮系车辆的振动控制也提供了一个新的思路。

关键词：车辆悬架分层建模轴距预测主动控制 H∞控制

Experimental investigation on electromechanical deformation of dielectric elastomers under different temperatures

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Theoretical & Applied Mechanics Letters 2015年第4期5卷 155-159页

作者： Lei Liu hualing chen Bo Li Junjie Sheng Junshi Zhang Chi Zhang Yanjie Wang Dichen Li State Key Laboratory for Strength and Vibration of Mechanical Structures Xi'an Jiaotong University School of Mechanical Engineering Xi'an Jiaotong University School of Aerospace Xi'an Jiaotong University

Under an applied voltage, dielectric elastomers （DEs） produce an actuation strain that is nonlinear, partly because of the material properties. In this study, an experimental characterization is conducted to evaluate how the ambient temperature and pre-stretch affected the actuation performance. For DEs with a pre-stretch of 2 × 2, an increase of temperature from -10° to 80° results in a variation in the actuation strain of more than 1700%. Low pre-stretched DEs are more susceptible to temperature change; while highly pre-stretched DEs are relatively insensitive to temperature, because in this case the energy conversion was dominated by mechanical stretching, rather than thermal conduction, during the actuation.

关键词： Dielectric elastomer Temperature effect Pre-stretch Chains alignment Electromechanical deformation

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多层电磁弹性圆柱壳内波的轴向传播

应用力学学报 2007年第2期24卷 175-179页

作者：陈江义陈花玲西安交通大学西安710049

对多层电磁弹性圆柱壳内波的轴向传播进行了分析。根据柱坐标系下电磁弹性多层结构的几何方程、平衡方程和本构方程,推导出了两个层间变量所满足的状态方程。通过状态方程的解和层间变量连续性条件,得到了多层圆柱体内外表面层间变量的... 详细信息

对多层电磁弹性圆柱壳内波的轴向传播进行了分析。根据柱坐标系下电磁弹性多层结构的几何方程、平衡方程和本构方程,推导出了两个层间变量所满足的状态方程。通过状态方程的解和层间变量连续性条件,得到了多层圆柱体内外表面层间变量的传递关系。最后利用边界条件,导出了波在传播时所满足的频散方程,并求得该结构的模态参数。以一个三层的压电/压磁材料组成的柱壳结构作为数值算例,计算出波在其中轴向传播时的频散关系和模态参数,并对计算结果进行了分析。

关键词：电磁弹性材料多层圆柱壳波传播

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Love波在电磁弹性多层结构中的频散特性

复合材料学报 2006年第3期23卷 181-184页

作者：陈江义陈花玲西安交通大学机械工程学院西安710049

在电磁弹性多层结构模型的基础上,通过本构方程和场方程推导出Love波在电磁弹性介质中的波动方程。利用传递矩阵方法,给出了一定边界条件下Love波在该结构中的频散方程。通过对算例进行分析,得出了Love波在电磁弹性多层结构中传播的一... 详细信息

在电磁弹性多层结构模型的基础上,通过本构方程和场方程推导出Love波在电磁弹性介质中的波动方程。利用传递矩阵方法,给出了一定边界条件下Love波在该结构中的频散方程。通过对算例进行分析,得出了Love波在电磁弹性多层结构中传播的一些特性。

关键词： Love波频散关系电磁弹性材料多层结构

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电磁弹性板中的Lamb波传播特性分析

中国机械工程 2007年第3期18卷 328-330,334页

作者：陈江义陈花玲陈柳西安交通大学

用状态空间方法将电磁弹性材料中质点运动的广义位移和应力作为状态变量,结合本构方程和平衡方程,得到质点运动的状态方程;获得状态方程的通解后,利用Lamb波存在的边界条件,求出波传播的频散曲线及模态参数。所提方法推导过程简单直观,... 详细信息

用状态空间方法将电磁弹性材料中质点运动的广义位移和应力作为状态变量,结合本构方程和平衡方程,得到质点运动的状态方程;获得状态方程的通解后,利用Lamb波存在的边界条件,求出波传播的频散曲线及模态参数。所提方法推导过程简单直观,程序编制方便。以双层电磁弹性板为对象,计算了其频散曲线及模态,结果表明,电磁弹性耦合影响电势与磁势分布,而对频散特征和弹性位移影响很小。

关键词： Lamb波电磁弹性板频散曲线模态

FINITE　STRIP　DYNAMIC　ANALYSIS　OF　CYLINDRICAL　SHELL　SANDWICH　STRUCTURES

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Chinese Journal of Mechanical Engineering 1997年第2期10卷 141-147页

作者： Hu Xuanli, chen hualing Xi’ an Jiaotong University Wauer J . Institut fur Technische Mechanik, Universitat Karlsrube , Germany

A rectangular, singly curved and finite strip element for curved sandwich dynamic analysis is developed. The convergence and speed of the method, the strip element density and the reduction of the degrees of freedom etc . are discussed through free vibration analysis of a honeycomb cylindrical shell pan-el. The results show that the frequencies and modal shapes obtained agree very well with the analytical solutions for the symmetrical honeycomb sandwich under the simply supported end conditions.

关键词： Sandwich honeycomb Cylindrical shell ,Finite strip analysis ,Free vibration

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一种新型柔性静电吸附变刚度结构

西安交通大学学报 2018年第12期52卷 18-24页

作者：刘晨李卓远陈花玲西安交通大学机械结构强度与振动国家重点试验室西安710049

针对现有变刚度技术刚度控制结构复杂及刚度变化率低,且无法适应变形结构的难题,提出了一种新型柔性静电吸附变刚度结构,以实现柔性结构变刚度的目的。此结构由上、下两个静电吸附层及中间夹层组成,其中静电吸附层由基底、电极层、封膜... 详细信息

针对现有变刚度技术刚度控制结构复杂及刚度变化率低,且无法适应变形结构的难题,提出了一种新型柔性静电吸附变刚度结构,以实现柔性结构变刚度的目的。此结构由上、下两个静电吸附层及中间夹层组成,其中静电吸附层由基底、电极层、封膜3层结构组成。静电吸附层的电极材料采用碳膏-硅橡胶电极取代传统的金属电极,基底与封膜也由模量较小的硅橡胶材料制备,因此静电吸附层整体为柔性结构,可承受一定范围内的拉伸、压缩、弯曲、扭转等变形,适应不同形状结构的变刚度需求。通过试验研究了该静电吸附变刚度结构的刚度变化规律,并探究了各种因素对其变刚度的影响,研究结果表明:电压越高、封膜厚度越小,结构变刚度效果越明显;同样电压下,双层静电吸附层比单层变刚度效果好;中间夹层的厚度不会改变刚度变化效果。本设计仅需通过改变电压即可调节结构的刚度,操作方便,且刚度变化率最高可达180%,刚度调节范围较大,是一种应用前景广阔的变刚度结构。

关键词：变刚度柔性电极静电吸附

腔体声振耦合的对称化有限元模型及其特性研究

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西安交通大学学报 2000年第7期34卷 58-62页

作者：丁渭平陈花玲西安交通大学西安710049

建立了在声源与结构载荷共同激励下 ,弹性薄壁腔体声振耦合的对称化有限元模型 ,并对模型特性进行了研究 .证明了即使在模型的质量、刚度矩阵均缺乏正定性的情况下 ,其特征值仍可保持非负性 ,并且在一定条件下仍可采用Rayleigh Ritz法... 详细信息

建立了在声源与结构载荷共同激励下 ,弹性薄壁腔体声振耦合的对称化有限元模型 ,并对模型特性进行了研究 .证明了即使在模型的质量、刚度矩阵均缺乏正定性的情况下 ,其特征值仍可保持非负性 ,并且在一定条件下仍可采用Rayleigh Ritz法对耦合系统特征问题进行降阶 .最后 ,以一矩形截面弹性薄壁腔体为对象给出了算例 ,并将计算结果与测量结果加以对比 ,二者十分接近 ,从而验证了所提对称化方法的可行性与正确性 .

关键词：腔体声振耦合有限元法对称化弹性薄壁腔体