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A human-sensitive frequency band vibration isolator for heavy-duty truck seats

Applied Mathematics and Mechanics(English Edition) 2024年第10期45卷 1733-1748页

作者： Qingqing LIU shenlong wang Ge YAN Hu DING Haihua wang Qiang SHI Xiaohong DING Huijie YU School of Mechanical Engineering University of Shanghai for Science and TechnologyShanghai 200093China State Key Laboratory of Mechanical System and Vibration School of Mechanical EngineeringShanghai Jiao Tong UniversityShanghai 200240China Shanghai Key Laboratory of Mechanics in Energy Engineering Shanghai Frontier Science Center of MechnoinformaticsShanghai Institute of Applied Mathematics and MechanicsSchool of Mechanics and Engineering ScienceShanghai UniversityShanghai 200072China State Key Laboratory of Advanced Design and Manufacturing for Vehicle Body College of Mechanical and Vehicle EngineeringHunan UniversityChangsha 410082China Yanfeng Adient Seating Co. Ltd.Shanghai 201315China College of Mechanical and Electrical Engineering Jiaxing Nanhu UniversityJiaxing 314001Zhejiang ProvinceChina

In this study,a human-sensitive frequency band vibration isolator(HFBVI)with quasi-zero stiffness(QZS)characteristics for heavy-duty truck seats is designed to improve the comfort of heavy-duty truck drivers on uneven ***,the analytical expressions for the force and displacement of the HFBVI are derived with the Lagrange equation and d'Alembert's principle,and are validated through the prototype restoring force ***,the harmonic balance method(HBM)is used to obtain the dynamic responses under harmonic excitation,and further the influence of pre-stretching on the dynamic characteristics and transmissibility is ***,the experimental prototype of the HFBVI is fabricated,and vibration experiments are conducted under harmonic excitation to verify the vibration isolation performance(VIP)of the proposed vibration *** experimental results indicate that the HFBVI can effectively suppress the frequency band(4-8 Hz)to which the human body is sensitive to vertical *** addition,under real random road spectrum excitation,the HFBVI can achieve low-frequency vibration isolation close to 2 Hz,providing new prospects for ensuring the health of heavy-duty truck drivers.

关键词： human-sensitive frequency band quasi-zero stiffness(QZS) heavy-duty truck seat real random road spectrum low-frequency vibration isolation

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A deep learning method based on prior knowledge with dual training for solving FPK equation

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Chinese Physics B 2024年第1期33卷 250-263页

作者：彭登辉王神龙黄元辰 School of Mechanical Engineering University of Shanghai for Science and TechnologyShanghai 200093China

The evolution of the probability density function of a stochastic dynamical system over time can be described by a Fokker–Planck–Kolmogorov(FPK) equation, the solution of which determines the distribution of macroscopic variables in the stochastic dynamic system. Traditional methods for solving these equations often struggle with computational efficiency and scalability, particularly in high-dimensional contexts. To address these challenges, this paper proposes a novel deep learning method based on prior knowledge with dual training to solve the stationary FPK equations. Initially, the neural network is pre-trained through the prior knowledge obtained by Monte Carlo simulation(MCS). Subsequently, the second training phase incorporates the FPK differential operator into the loss function, while a supervisory term consisting of local maximum points is specifically included to mitigate the generation of zero solutions. This dual-training strategy not only expedites convergence but also enhances computational efficiency, making the method well-suited for high-dimensional systems. Numerical examples, including two different two-dimensional(2D), six-dimensional(6D), and eight-dimensional(8D) systems, are conducted to assess the efficacy of the proposed method. The results demonstrate robust performance in terms of both computational speed and accuracy for solving FPK equations in the first three systems. While the method is also applicable to high-dimensional systems, such as 8D, it should be noted that computational efficiency may be marginally compromised due to data volume constraints.

关键词： deep learning prior knowledge FPK equation probability density function

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一种双连杆-弹簧-曲面机构的QZS隔振器设计和研究

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振动与冲击 2021年第11期40卷 220-229页

作者：王志成王神龙余慧杰上海理工大学机械工程学院上海200093

基于正负刚度并联原理,运用双连杆-弹簧-曲面作为负刚度机构、竖直弹簧作为正刚度机构,提出了一种准零刚度(quasi-zero stiffness,QZS)隔振器的新构型。针对上述构型,通过静力分析,研究了系统的位移-刚度特性和位移-回复力特性,得到了... 详细信息

基于正负刚度并联原理,运用双连杆-弹簧-曲面作为负刚度机构、竖直弹簧作为正刚度机构,提出了一种准零刚度(quasi-zero stiffness,QZS)隔振器的新构型。针对上述构型,通过静力分析,研究了系统的位移-刚度特性和位移-回复力特性,得到了系统静平衡下的QZS条件。此外,建立QZS系统的非线性动力学方程,应用谐波平衡法和龙格库塔法求解。针对不同的激励幅值、阻尼系数和QZS参数等因素,研究了系统动力学响应和传递率特性。理论研究表明,该QZS构型可以有效降低模型的共振频率与最大传递率幅值。基于隔振器的三维模型进行数值仿真和实验研究,发现提出的QZS构型拥有较好的低频隔振性能,并具备与线性系统相当的高频隔振性能。

关键词：双连杆-弹簧-曲面机构准零刚度(QZS) 谐波平衡法龙格库塔法传递率

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含隐式哈密顿函数随机振动系统概率密度的两步数据驱动辨识

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Acta Mechanica Sinica 2024年第5期40卷 150-160页

作者：陈钰瑛王神龙焦古月 School of Mechanical Engineering University of Shanghai for Science and Technology Shanghai 200093 China

更非线性随机振动是一种常见现象,预测其概率密度是振动工程的重要组成部分.本文提出了一种数据驱动的方法,用于识别具有隐式哈密顿函数的随机振动系统中响应概率密度的显式表达式.该过程包括两个步骤,一是识别哈密顿函数,二是计算稳态... 详细信息

更非线性随机振动是一种常见现象,预测其概率密度是振动工程的重要组成部分.本文提出了一种数据驱动的方法,用于识别具有隐式哈密顿函数的随机振动系统中响应概率密度的显式表达式.该过程包括两个步骤,一是识别哈密顿函数,二是计算稳态响应的概率密度,前者利用拟哈密顿系统的运动微分方程,从模拟数据中识别出哈密顿函数;后者则从识别出的哈密顿函数估计出概率密度的对数,并获取显式表达式.它们的未知系数可通过求解一组待定方程得到.该方法适用于不能简单导出哈密顿函数的系统,如具有复杂刚度的系统.本文给出了两个例子以证明我们提出方法的适用性和有效性,即非线性振动能量采集器和具有LuGre摩擦的杜芬振子。结果表明,我们所提出的方法在效率上优于蒙特卡罗模拟,对参数变化不敏感,可以用于瞬态概率密度分析,且其应用范围比随机平均法更广.

关键词：哈密顿函数概率密度显式表达式非线性随机振动随机平均法蒙特卡罗模拟拟哈密顿系统未知系数

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基于压缩感知理论的MEMS陀螺仪信号降噪研究

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仪器仪表学报 2012年第4期33卷 769-773页

作者：程承潘泉王申龙程咏梅西北工业大学自动化学院西安710072

通过分析传统小波阈值滤波的局限性,将基于压缩感知的小波滤波方法应用于低精度MEMS(micro electro mechanicalsystem)陀螺仪信号降噪中,并与小波阈值滤波方法进行了实验对比,实验结果表明:基于压缩感知的小波滤波方法可以有效地去除MEM... 详细信息

通过分析传统小波阈值滤波的局限性,将基于压缩感知的小波滤波方法应用于低精度MEMS(micro electro mechanicalsystem)陀螺仪信号降噪中,并与小波阈值滤波方法进行了实验对比,实验结果表明:基于压缩感知的小波滤波方法可以有效地去除MEMS陀螺仪输出信号中的噪声,并且在压缩比较大时基于压缩感知的滤波方法去噪效果优于小波阈值滤波方法,改善了低精度MEMS陀螺仪零偏稳定性,为工程中解决低精度MEMS陀螺仪降噪问题提供了新思路。

关键词： MEMS陀螺仪小波滤波压缩感知信号噪声

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有界噪声激励下船舶横摇系统的响应分析

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动力学与控制学报 2023年第5期21卷 35-43页

作者：郑丽文王神龙衢州职业技术学院机电工程学院衢州324000 上海理工大学机械工程学院上海200093

本文提出了一种改进的基于Jacobi椭圆函数的随机平均法,用于求解有界噪声激励下船舶横摇系统的随机响应问题.对谐波及有界噪声激励下的船舶横摇模型进行了局部灵敏度分析,研究了系统参数对船舶横摇角的影响,为之后随机分析奠定了基础.... 详细信息

本文提出了一种改进的基于Jacobi椭圆函数的随机平均法,用于求解有界噪声激励下船舶横摇系统的随机响应问题.对谐波及有界噪声激励下的船舶横摇模型进行了局部灵敏度分析,研究了系统参数对船舶横摇角的影响,为之后随机分析奠定了基础.通过引入Jacobi椭圆函数,导出随机微分方程,应用随机平均法得到了关于横摇运动幅值和相位的伊藤方程,进一步求解相应的Fokker-Planck-Kolmogorov(FPK)方程,得到幅值概率密度.将该方法应用于有界噪声激励下船舶横摇系统,研究了系统的随机响应特性,通过与蒙特卡洛数值模拟结果比较验证了该方法的可行性与准确性.该方法所得的随机响应结果与灵敏度分析结果一致:激励幅值E,外激频率Ω,线性刚度系数γ对船舶横摇系统产生较大的影响,其余参数不影响船舶横摇运动的振幅,只对概率峰值的高度有影响.

关键词： Jacobi椭圆函数随机平均法船舶横摇随机响应灵敏度分析

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基于支持向量机模型的复杂非线性系统试验不确定度评定方法

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机械工程学报 2018年第8期54卷 177-184页

作者：朱大业丁晓红王神龙王海华余慧杰上海理工大学机械工程学院延锋安道拓座椅有限公司

复杂非线性系统试验测试结果的不确定度分析对于保证产品的质量可靠性具有重要意义。以评价车辆座椅头枕对乘员颈部保护效果的鞭打试验为例,提出一种基于支持向量机模型的复杂非线性系统试验不确定度评定方法。研究鞭打试验的主要影响... 详细信息

复杂非线性系统试验测试结果的不确定度分析对于保证产品的质量可靠性具有重要意义。以评价车辆座椅头枕对乘员颈部保护效果的鞭打试验为例,提出一种基于支持向量机模型的复杂非线性系统试验不确定度评定方法。研究鞭打试验的主要影响因素概率密度分布,采用拉丁超立方抽样对影响因素进行试验设计;利用试验结果,采用最小二乘支持向量机,建立鞭打试验的数学模型,并与BP神经网络建立的数学模型进行对比,结果显示,最小二乘支持向量机建立的数学模型具有更高的预测精度,满足后续不确定度的评定要求;采用蒙特卡罗法实现鞭打试验测量不确定度的评定,并与国家标准《测量不确定度指南》规定的方法得到的不确定度进行了比较。结果表明,对于复杂非线性系统,应用基于支持向量机模型的蒙特卡罗法得到的不确定度评定结果准确可靠,提出的方法可广泛应用于各种产品的复杂试验结果不确定度分析中。

关键词：测量不确定度复杂非线性系统试验蒙特卡罗法支持向量机

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材料力学在力学学科及工程实际中的应用

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科教导刊 2017年第2期 52-54页

作者：王神龙上海理工大学机械工程学院上海200093

材料力学是力学及机械、土木等相关专业的基础学科,其主要任务是研究杆状材料的强度、刚度和稳定性。本文重点探讨材料力学在其他力学学科,包括弹性力学、板壳力学及振动力学等学科中的应用。此外,还介绍了材料力学在工程实际中的应用... 详细信息

材料力学是力学及机械、土木等相关专业的基础学科,其主要任务是研究杆状材料的强度、刚度和稳定性。本文重点探讨材料力学在其他力学学科,包括弹性力学、板壳力学及振动力学等学科中的应用。此外,还介绍了材料力学在工程实际中的应用。这不仅能深刻阐明学习材料力学课程的意义,还通过实例及工程背景来加深学生的印象,提高教学效率。

关键词：材料力学弹性力学板壳力学振动力学工程应用

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双杆结构双稳振动能量收集装置研究

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力学季刊 2023年第3期44卷 709-719页

作者：郑丽文徐文俊王神龙王松衢州职业技术学院机电工程学院浙江衢州324000 上海理工大学机械工程学院上海200093 华为技术有限公司广东深圳518000

本文基于双杆梁的振动结构,提出一种新型能量收集装置,用于满足小功率的工作需求.首先,建立双杆梁振动能量收集装置的机械和电气模型,研究该系统的能量收集原理.针对上述结构,通过梁的总势能的变化曲线来研究该结构在不同初始状态下越... 详细信息

本文基于双杆梁的振动结构,提出一种新型能量收集装置,用于满足小功率的工作需求.首先,建立双杆梁振动能量收集装置的机械和电气模型,研究该系统的能量收集原理.针对上述结构,通过梁的总势能的变化曲线来研究该结构在不同初始状态下越过势垒的临界加速度,为后续激励加载提供参考依据.其次,应用拉格朗日方程推导出能量收集结构的振动方程,对该系统在谐波激励下的响应进行研究;实验装置通过粘在杆件表面的压电片与适配器与计算机连接,并用谐波激振实验验证解析法得到的结果,结果显示两者的变化趋势相同.最后在随机载荷激励下揭示了该能量收集装置平均功率与噪声强度之间的关系,噪声强度在0~2.5范围内,平均功率在15 pW之内.通过以上分析验证了该能源收集结构满足pW功率下工作的设备要求.

关键词：振动能量收集双稳铰支压杆随机响应

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氯化钕异丙醇配合物的电子结构与络合活化的研究

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物理化学学报 1985年第5期1卷 420-423页

作者：李振祥王生龙王佛松中国科学院长春应用化学研究所

本文用INDO方法计算了氯化钕异丙醇配合物的电子结构。计算结果指出,配位后,与Nd-Cl键对应的分子轨道能量升高,Nd-Cl键级降低,Nd的正电荷降低,Cl的负电荷增多。从而表明。由于配位发生轨道重迭,使得异丙醇氧的孤对电子移向钕离子的空价... 详细信息

本文用INDO方法计算了氯化钕异丙醇配合物的电子结构。计算结果指出,配位后,与Nd-Cl键对应的分子轨道能量升高,Nd-Cl键级降低,Nd的正电荷降低,Cl的负电荷增多。从而表明。由于配位发生轨道重迭,使得异丙醇氧的孤对电子移向钕离子的空价轨道。钕离子上的电子云密度增高加强了对Nd—Cl键的价电子的推斥作用,使Nd-Cl间的价电子密度减小,导致Nd-Cl键的削弱,降低了键的能量,有效地活化了Nd-Cl键,有利于生成活性物种的烷基化反应的进行。同时表明,对Nd-Cl的络合催化有某种选择性。

关键词：配合物分子轨道氯化钕孤对电子配位键级价电子密度异丙醇

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