检索结果-南通市图书馆

温度对T700/3234反对称铺设圆柱壳结构的双稳态特性影响

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航空材料学报 2016年第5期36卷 70-76页

作者：张征潘豪叶钢飞李琛吴化平柴国钟浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室杭州310032 中国计量大学质量与安全工程学院杭州310018

讨论温度对T700/3234反对称铺设圆柱壳结构的双稳态特性的影响。通过热压固化成型工艺制备了三种不同铺层层数的试样,采用两点加载的方式,使用在现有的拉伸试验机上改装的实验测试平台驱动反对称铺设圆柱壳结构进行稳态转变,持续捕捉实... 详细信息

讨论温度对T700/3234反对称铺设圆柱壳结构的双稳态特性的影响。通过热压固化成型工艺制备了三种不同铺层层数的试样,采用两点加载的方式,使用在现有的拉伸试验机上改装的实验测试平台驱动反对称铺设圆柱壳结构进行稳态转变,持续捕捉实验过程中的数据,得到在20℃,40℃,60℃和80℃温度下的载荷—位移曲线的变化规律及稳态转变载荷。实验后,通过图像处理技术得到曲率和扭曲率等数据。系统分析稳态转变载荷和稳态曲率变化情况,并对存放时间对壳结构的影响进行了讨论。结果表明,温度对双稳态结构稳态转变影响较大,给出了温度对snap-through和snap-back过程的影响规律。

关键词：碳纤维复合材料反对称层合壳双稳态特性温度场

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基于多尺度法双稳态压电俘能器动力特性分析

应用力学学报 2019年第1期36卷 1-7,249页

作者：满大伟王建国合肥工业大学土木与水利工程学院合肥230009

基于欧拉-伯努利梁假设,推导了双稳态悬臂式压电俘能系统的分布参数模型,建立了分析该模型的多尺度法并获得了系统的动力响应解析表达式,论证了多尺度法分析双稳态压电俘能器性能的可行性;研究了磁铁间距、外部激励的幅值、阻尼比、力... 详细信息

基于欧拉-伯努利梁假设,推导了双稳态悬臂式压电俘能系统的分布参数模型,建立了分析该模型的多尺度法并获得了系统的动力响应解析表达式,论证了多尺度法分析双稳态压电俘能器性能的可行性;研究了磁铁间距、外部激励的幅值、阻尼比、力电耦合系数、负载阻抗等参数对俘能系统性能的影响。结果表明:产生阱间运动的激励幅值阈值与激励频率、两磁铁间距有关,低于激励阈值仅有阱内运动产生;输出功率并不是随着力电耦合系数增大而增加,而是存在最优力电耦合系数产生最大的输出功率,力电耦合系数大于最优值后,阱间运动输出功率减小;随着两磁铁间距的增大,阱间运动的频带宽度减小;减小系统的阻尼比可以有效地拓宽系统的阱间运动频带并获得较高的输出功率。通过优化设计、合理地调节各参数,可以提高压电俘能系统的输出功率和拓宽系统的工作频带宽度。

关键词：非线性动力学压电俘能器多尺度法双稳态特性参数研究

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谐振隧穿二极管的直流模型及其双稳态特性

Journal of Semiconductors 2001年第9期22卷 1171-1175页

作者：牛萍娟郭维廉梁惠来张世林毛陆虹吴霞宛天津大学电子信息工程学院天津300072

研制成的在常温下工作的谐振隧穿二极管 (RTD) ,峰谷比达到了 5∶ 1,最高振荡频率为 2 6 .3GHz.采用基于物理意义的电流 -电压方程 ,利用通用电路模拟软件 PSPICE,建立了其直流电路模型 ,模拟结果和实验数据吻合得很好 ;并以此为基础模... 详细信息

研制成的在常温下工作的谐振隧穿二极管 (RTD) ,峰谷比达到了 5∶ 1,最高振荡频率为 2 6 .3GHz.采用基于物理意义的电流 -电压方程 ,利用通用电路模拟软件 PSPICE,建立了其直流电路模型 ,模拟结果和实验数据吻合得很好 ;并以此为基础模拟出了以 RTD为驱动器 ,以电阻或 RTD本身为负载的电路双稳态特性 ,同时分析了 RTD器件双稳态特性 .

关键词：谐振隧穿二极管直流电路模型双稳态特性

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胶囊机器人的柔顺钳设计与性能分析

传感器与微系统 2023年第6期42卷 70-73页

作者：吴瑞莹甘中学欧阳春胡林强张宏达复旦大学工程与应用技术研究院上海200433

针对胶囊机器人活检钳中零部件数量多、装配复杂的问题,提出了一种基于柔顺双稳态机构理论的柔顺钳。利用伪刚体模型对柔顺钳的双稳态特性进行理论分析,并设计有限元仿真与样机测试试验。在厚板夹持试验中,柔顺钳由开到闭切换,产生0.95 ... 详细信息

针对胶囊机器人活检钳中零部件数量多、装配复杂的问题,提出了一种基于柔顺双稳态机构理论的柔顺钳。利用伪刚体模型对柔顺钳的双稳态特性进行理论分析,并设计有限元仿真与样机测试试验。在厚板夹持试验中,柔顺钳由开到闭切换,产生0.95 N的静态夹持力峰值,利于对组织破坏后夹取。通过有限元仿真模拟了不同铰链参数对柔顺钳双稳态特性的影响,其双稳态特性随着铰链厚度t的增大而先增大后减小直至消失。组织交互仿真试验中,柔顺钳有双稳态特性,组织所受最大等效应力在0.563~1.235 MPa范围;柔顺钳失去双稳态特性后,组织所受最大等效应力在0.230~0.403 MPa范围。该柔顺钳的结构简单,对组织有更大的破坏应力,为胶囊机器人活检提供新的思路。

关键词：胶囊机器人活检柔顺钳双稳态特性伪刚体模型

考虑形状效应的复合材料层合结构可伸展变形理论与机理研究

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考虑形状效应的复合材料层合结构可伸展变形理论与机理研究

作者：虞筱琛浙江工业大学

学位级别：硕士

智能可变形结构采用智能材料如复合材料、压电材料、形状记忆合金等实现结构变形,其中复合材料具有高比强度、高比模量、轻质等优点,受到广泛关注。双稳态复合材料层合结构由于本身存在两种形状不同的稳态构型,且每种稳态构型具有一定... 详细信息

智能可变形结构采用智能材料如复合材料、压电材料、形状记忆合金等实现结构变形,其中复合材料具有高比强度、高比模量、轻质等优点,受到广泛关注。双稳态复合材料层合结构由于本身存在两种形状不同的稳态构型,且每种稳态构型具有一定的刚度而不需要持续的能量输入来维持,在可变形领域中具有较好的应用前景。根据制备方法的不同,可将双稳态复合材料层合结构分为平板型和圆柱型。然而针对两种类型的双稳态层合结构所建立的理论预测模型不统一,且每种理论模型都具有一定的局限性。此外,对于两种类型层合结构的稳态特性研究也集中在矩形或椭圆形状,而对其他形状层合结构的研究较少。针对上述问题,本文的主要研究内容及成果如下:1.基于可伸展变形假设和非线性板壳理论,建立复合材料层合结构稳态特性均匀曲率理论模型,可以同时预测平板型和圆柱型复合材料层合结构的稳态特性;针对特殊初始曲率情况进行理论模型简化,对可能存在的稳态构型和稳态临界情况进行理论预测;通过稳态相图定性讨论不同初始自然曲率和初始非弹性曲率情况下的层合结构的稳态构型。2.将复合材料层合结构稳态特性均匀曲率理论模型拓展为考虑曲率线性变化和二次变化的非均匀曲率理论模型;通过无量纲稳态特性曲线探究影响稳态特性的机理,对影响平板型和圆柱型层合结构稳态特性的参数进行讨论。3.基于ABAQUS二次开发功能,建立平板型和圆柱型复合材料层合结构参数化建模与稳态特性自动分析的插件。将模拟结果与理论结果进行对比,定量讨论长宽比、单层厚度、边长、圆心角、纵向长度、铺设角度、铺层数和温度对稳态特性的影响,分析其变形机理。结果表明:提出的非均匀理论模型预测结果与模拟结果吻合较好,所建立的插件能够有效提高计算效率。4.制备出矩形、椭圆形、十字形等不同形状的平板型和圆柱型层合结构试件,对影响稳态特性的参数进行实验验证;考虑复合材料层合结构的形状效应,对理论模型的局限性和实验结果的误差原因进行分析。结果表明:复合材料层合结构形状的改变会影响稳态特性,不同形状平板型/圆柱型层合结构会出现新的稳态构型。上述研究为复合材料层合结构的设计和制备提供理论和技术支持,为其在实际可变形结构的应用提供一定指导作用。

关键词：复合材料层合结构双稳态特性可伸展变形理论 ABAQUS二次开发形状效应

湿热环境反对称铺设双稳态结构性能及初始缺陷影响研究

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湿热环境反对称铺设双稳态结构性能及初始缺陷影响研究

作者：潘豪浙江工业大学

学位级别：硕士

反对称铺设圆柱壳结构作为一种新型的双稳态复合材料结构主要由碳纤维或玻璃纤维增强树脂基复合材料通过反对称铺设制备而成。作为可伸缩和可延展结构,其具有两种稳定状态,能够在外部加载时从一个稳态转变为另一个稳态,且其中的任一稳... 详细信息

反对称铺设圆柱壳结构作为一种新型的双稳态复合材料结构主要由碳纤维或玻璃纤维增强树脂基复合材料通过反对称铺设制备而成。作为可伸缩和可延展结构,其具有两种稳定状态,能够在外部加载时从一个稳态转变为另一个稳态,且其中的任一稳定状态不需要持续的能量输入来维持。由于本身具有高强度、轻质和可变形的优点,在智能可变形结构和能量收集等领域受到了广泛的关注和应用。然而,以双稳态复合材料结构作为基础制造而成的产品在实际使用过程中不可避免地会受到周围变化的环境(例如温度和湿度等)的影响。同时,双稳态复合材料结构具有初始缺陷时会对其双稳态特性造成较大的影响。文献调研表明,以上因素对反对称铺设圆柱壳的影响研究相对比较缺乏。因此,使用理论分析、有限元模拟以及实验相结合的方法,研究温度和湿度影响下的反对称铺设圆柱壳的双稳态特性;此外,采用有限元模拟方法研究具有初始缺陷的反对称铺设圆柱壳的双稳态特性。具体的研究内容如下:1.在经典层合板理论的基础上考虑温度和湿度的影响,推导出温度和湿度影响下的双稳态理论模型。通过最小势能原理预测反对称铺设圆柱壳结构在温度和湿度影响下的第一稳态结构的扭曲率变化情况,以及第二稳态曲率和扭曲率变化情况。最终,提出了一种通过温湿调控两个稳态扭曲率的方法,并在理论上验证了其可行性。2.通过把不同反对称铺设圆柱壳试件浸泡在不同时间段、不同温度的水浴锅中以达到不同的温度和湿度,之后在带温控箱的拉伸试验机上进行加载,同时得到结构形状尺寸。进而得到不同温度和湿度下突变过程(Snap-through过程)的载荷—位移曲线,以及主曲率和扭曲率变化信息。此外,单独考虑湿度影响进行了类似的实验,得到其不同湿度下Snap-through过程的载荷—位移曲线和圆柱壳形状尺寸变化规律。3.通过有限元软件ABAQUS进行反对称铺设圆柱壳结构在不同温度和湿度环境下稳态转变过程的模拟,得到在不同温度和湿度环境下Snap-through过程的载荷—位移曲线以及两个稳态的主曲率和扭曲率变化情况。最后,有限元模拟和理论、实验三者进行了对比,有限元模拟和理论结果对比误差较小,而与实验对比误差相对较大。4.使用有限元软件ABAQUS对不同初始缺陷的反对称铺设圆柱壳结构进行稳态转变的模拟,考虑包括多余树脂层缺陷、厚度缺陷、铺设角缺陷等初始缺陷因素。模拟结果表明这三种初始缺陷对圆柱壳结构第二稳态曲率和扭曲率,以及稳态转变载荷造成不同程度的影响。对于部分特殊初始缺陷的反对称铺设圆柱壳,结合有限元模拟和理论分析方法进行对比研究,两者趋势上对比吻合程度较好。

关键词：反对称铺设圆柱壳温湿环境初始缺陷双稳态特性有限元法

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柔顺双稳态机构的动力学研究

柔顺双稳态机构的动力学研究

作者：孙肇鹏中国矿业大学

学位级别：硕士

科学技术和现代工业的迅速发展，对机械产品的性能提出新要求，传统刚性机构越来越不能满足人们的需要。柔顺机构具有零件数目少、装配时间短或无需装配的特点，能够减少构件间的磨损、摩擦和振动，以及提高机构运动可靠性和精度等。因... 详细信息

科学技术和现代工业的迅速发展，对机械产品的性能提出新要求，传统刚性机构越来越不能满足人们的需要。柔顺机构具有零件数目少、装配时间短或无需装配的特点，能够减少构件间的磨损、摩擦和振动，以及提高机构运动可靠性和精度等。因此，柔顺机构逐渐成为了机构学研究的新热点。柔顺双稳态机构则是柔顺机构研究的一个新方向。目前，国内外对柔顺双稳态机构的研究主要集中在机构运动学、结构设计等方面，而柔顺双稳态机构动力学方面的研究则涉及较少。毋庸置疑，如何改善柔顺双稳态机构的动态特性，对进一步发展和完善柔顺双稳态机构的理论，以及拓展柔顺双稳态机构的应用范围，都具有重要的理论意义和应用价值。本文以平面柔顺双稳态机构为研究对象，探讨柔顺双稳态机构的动力学问题，主要研究内容包括机构的动力学建模、双稳态特性条件、动态特性和优化设计等。首先，建立以柔性杆为柔性元件的柔顺机构动力学模型。对静力状态下的伪刚体模型进行修正，充分考虑柔性杆的动力学影响，建立柔顺机构的动力学模型，并通过数值算例，验证建模方法的正确性。建立柔顺机构动力学模型，是本文研究工作开展的前提。接着，研究柔顺机构的双稳态特性。以能量法和伪刚体模型为理论基础，分别对具有唯一柔性关节和两个柔性关节的柔顺机构进行双稳态特性研究，推导机构具有双稳态特性的几何条件及运动学条件。并通过柔顺机构实例，证明理论推导正确性。其次，分析柔顺双稳态机构的动态特性。研究柔性杆的几何参数变化对柔顺双稳态机构频率特性的影响及其灵敏度;分析柔顺双稳态机构的驱动特性，探究柔性杆件几何参数、机构初始位置与驱动力之间的变化关系;分析机构动应力和应变在机构运动过程中的变化规律，通过理论推导和有限元仿真，得到柔性杆的最大应力及其发生位置;在动应力、应变分析的基础上，对柔顺双稳态开关的疲劳寿命进行预测分析。最后，柔顺双稳态机构的优化设计。以机构运动范围最大、质量减少和应变能最大为优化目标，以固有频率、动应力为约束条件，对柔顺双稳态开关实例，进行优化设计。

关键词：柔顺双稳态机构动力学建模双稳态特性动态特性

温湿环境反对称铺设圆柱壳结构的双稳态模型与变形调控研究

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机电工程 2017年第11期34卷 1235-1242,1292页

作者：潘豪柴国钟张征王昌明张焕青浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室浙江杭州310014

针对双稳态复合材料结构在使用过程中会受到周围环境影响的问题,对作为一种新型双稳态复合材料结构的反对称铺设圆柱壳进行了温度和湿度影响下的双稳态模型研究。基于经典层合板理论和最小势能原理,建立了温度和湿度影响的双稳态理论模... 详细信息

针对双稳态复合材料结构在使用过程中会受到周围环境影响的问题,对作为一种新型双稳态复合材料结构的反对称铺设圆柱壳进行了温度和湿度影响下的双稳态模型研究。基于经典层合板理论和最小势能原理,建立了温度和湿度影响的双稳态理论模型,预测了反对称铺设圆柱壳结构的第一稳态扭曲率、第二稳态主曲率和扭曲率在温度和湿度影响下的变化情况。同时,采用有限元软件ABAQUS模拟得到了在不同温湿环境下突变过程(Snap-through过程)的载荷—位移曲线、主曲率和扭曲率变化情况。理论和模拟结果均表明:两个稳态的扭曲率随温度或吸湿率的增加而增加,第二稳态主曲率和稳态转变载荷受吸湿率的影响较小,但受温度的影响较大。此外,验证了一种通过改变温度和吸湿率来调控两个稳态扭曲率的方法的可行性。

关键词：碳纤维复合材料温湿环境有限元法反对称铺设圆柱壳双稳态特性

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非线性光学非线性光学器件

中国光学 2007年第6期2卷 35-36页