稳态响应

摘要： 欧拉-伯努利梁作为许多航空航天结构的简化模型,对其振动抑制研究具有重要的工程意义。提出利用惯容型非线性能量汇抑制弹性梁的横向振动。应用广义哈密顿原理,建立弹性梁的动力学控制方程。通过伽辽金截断方法离散系统的偏微分控制方程。应用谐波平衡方法得到系统非线性振动的稳态响应,并对其进行数值验证。研究结果表明,惯容型非线性能量汇可以有效抑制弹性梁的横向振动。此外,讨论了惯容型非线性能量汇的阻尼、惯性质量和立方非线性刚度的变化对其减振效果的影响。最后,讨论了在不同激励和梁不同弯曲刚度下参数的最优取值范围。结果表明,优化后的惯容型非线性能量汇的减振效果可高达98%。

摘要： 在卓越工程师班的教学过程中,为了探究线性时不变电路在正弦激励下的稳态响应特性,设计了基于Proteus的软件仿真、基于电子线路实验平台的硬件测量和基于理论计算与测量实践的误差分析方案,构建闭环工程项目流程,将模型建立、理论推导、软件仿真验证和工程实践测量过程有机结合。教学结果表明:首先,学生能从研究和实践两个层面深刻理解正弦稳态响应特性;其次,学生在整个项目实践过程中能够复习旧知识,预习新知识,实验知识点的衔接具有承上启下、融会贯通、温故知新的作用;最后,跨层次的任务设计思想有助于培养卓越工程师的工程思维和工程理念,逐步提升学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,满足国家在新工科建设中对卓越工程师的培养需求。

摘要： 基于非局部理论和多孔介质理论,针对一维饱和土层的稳态响应进行了研究。为了克服Biot饱和土理论的不足并考虑非局部效应的影响,利用非局部理论和多孔介质理论,建立了以位移表示的考虑非局部效应的一维饱和土振动微分方程。通过求解特征方程和特征向量并考虑问题的边界和初始条件,在频率域内得到了基于非局部理论的一维饱和土层的固相位移、液相位移和孔隙水压力的解析解。数值研究了考虑非局部效应的一维饱和土层的动力响应,分析了非局部效应和液-固耦合系数对固相位移、液相位移和孔隙水压力等动力响应的影响规律。数值研究结果表明:简谐荷载作用下一维饱和土层存在有共振,当考虑饱和土的非局部效应时,共振幅值将会减弱,系统阻尼有增大的现象;液-固耦合系数主要对固相位移、液相位移和孔隙水压力随频率变化曲线的峰值有影响。

摘要： 基于格林函数法和叠加原理,给出了简谐激励下开尔文黏弹性杆稳态响应的解析解。运用拉普拉斯变换法得到了任意边界条件下黏弹性杆强迫振动的格林函数解。设计了一个统一方案,将杆的各种边界表示为矩阵形式,便于确定格林函数中的待定常数。算例表明,材料黏性阻尼和外部阻尼导致杆位移在空间和时间上不可分离。

摘要： 考虑艏摇运动,基于短轴承油膜力理论建立了船用转子-轴承系统的动力学模型,理论分析显示系统运动微分方程具有较强的几何非线性。受到艏摇运动影响,转子会相对轴瓦产生偏转,受到非线性油膜力矩等多种作用力。采用数值方法,分析了艏摇运动影响下转子的非线性动力学特性及其相对轴瓦产生的偏转运动,研究了艏摇幅值及频率比对转子运动的影响。结果表明:当转速较低时,转子相对轴瓦产生的偏转较大;当转速较高时,艏摇使得转子能够进入混沌运动状态。转子振幅及其相对轴瓦的偏转随着艏摇幅值的增大而增大。随着频率比的减小,艏摇运动对转子影响逐渐减弱。

摘要： 以Bernoulli-Euler梁模型为基础,建立了粘弹性输流管道的动力学方程.运用Laplace变换对输流管道的运动微分方程进行求解,得到了输流管道在强迫振动下的Green函数解.研究了系统参数对悬臂输流管道自由端稳态响应的影响.结果表明:激励点位置对一阶共振幅值影响较大;随着粘弹性系数的增加,一阶共振频率会持续降低,当粘弹性系数增加到一定程度后,一阶和二阶共振频率开始逐渐融合;质量比对一阶共振幅值影响较大.

摘要： 为减小二齿差摆杆活齿稳态响应幅值,从而降低啮合副动载荷并提高传动系统运转平稳性,基于活齿传动系统动态特性分析提出二齿差摆杆活齿参数设计方法.建立活齿传动力学模型,求得啮合副时变啮合刚度,推导出当量啮合刚度,结合系统动力学分析模型,计算系统各子构件稳态振动响应.以系统传动平稳性和啮合副动载系数建立构件动态性能评价函数,按照子构件在系统中的加权建立系统动态性能评价目标函数,通过对目标函数评估从而得到具有良好动态性能的设计参数.对3组设计参数虚拟样机进行谐响应仿真分析,仿真结果表明,基于动态特性分析确定设计参数的虚拟样机扫频振幅最小,研究结果可对提升活齿传动系统动态性提供技术参考.

摘要： 为探究转子运动与轴承特性的非线性对气体轴承转子系统的影响规律,提高系统特性的计算精度,针对气体轴承转子系统建立三维模型,将流体动力学与转子动力学结合,通过数值模拟对系统进行双向流固耦合分析.分别使用Fluent模块和Transient Structural模块对系统的流体场和固体场进行瞬态的耦合计算,并通过ANSYS中的System Coupling模块将流体动力学与转子动力学仿真结果进行双向数据交换.研究分析了特定供气压力时,不同阶跃负载及转速条件下的转子非线性运动和轴承特性之间的相互影响,得到了系统特定状态下瞬态响应和稳态响应下的转子轴心轨迹以及不同方向的位移变化曲线.通过时域参数分析得到结论:在一定条件下,提高转速、增加负载会使系统最大超调量降低,提高系统的平稳性,同时减小转子稳态响应下位移波动量,提高系统在稳态响应下的回转精度.

摘要： 为精确模拟后掠叶片的气弹特性,基于升力线理论建立后掠叶片非线性气弹耦合模型,并通过计算国家可再生能源实验室(NREL)5 MW直叶片和后掠叶片的稳态响应,验证模型的有效性和准确性.以运行变桨角为设计变量,年发电量为目标函数,以额定功率、叶尖挥舞位移和轴向推力作为约束条件,选择5 MW后掠叶片为原型,寻找5～25 m/s风速范围内各风速对应的最优变桨角,并将结果进行对比分析.结果显示,变桨角优化的后掠叶片,相比于原型叶片以及直叶片,年发电量分别提高8.58％、7.59％.

摘要： 为探究转子运动与轴承特性的非线性对气体轴承-转子系统的影响规律,提高系统特性的计算精度,针对气体轴承-转子系统建立三维模型,将流体动力学与转子动力学结合,通过数值模拟对系统进行双向流固耦合分析。分别使用Fluent模块和Transient Structural模块对系统的流体场和固体场进行瞬态的耦合计算,并通过ANSYS中的System Coupling模块将流体动力学与转子动力学仿真结果进行双向数据交换。研究分析了特定供气压力时,不同阶跃负载及转速条件下的转子非线性运动和轴承特性之间的相互影响,得到了系统特定状态下瞬态响应和稳态响应下的转子轴心轨迹以及不同方向的位移变化曲线。通过时域参数分析得到结论:在一定条件下,提高转速、增加负载会使系统最大超调量降低,提高系统的平稳性,同时减小转子稳态响应下位移波动量,提高系统在稳态响应下的回转精度。

摘要： 研究了Kerr地基上的均质Euler Bernoulli梁在移动集中荷载作用下的稳态响应.推导了移动荷载作用下Kerr地基粱的稳态响应解答,分析了有无阻尼存在时列车速度、地基压缩刚度、剪切刚度对Kerr地基粱挠度曲线的影响.计算结果表明,地基阻尼的存在能明显减少移动荷载引起的地基梁挠度,地基梁的挠度受地基压缩刚度的影响比剪切刚度更为明显.

摘要： 某涡轮泵地面试验时涡轮盘发生裂纹.为确定裂纹产生原因,研究了涡轮泵轮盘转子系统发生裂纹的激励条件,包括激振力位置、激振力频率区间.涡轮泵轮盘转子系统模态分析显示,其四阶振型与裂纹分布形式接近,相应的动频率与系统的四倍基频接近.利用稳态动力学响应方法,在涡轮盘和转轴上各位置分别施加激励,求解系统稳态响应.计算结果表明:在涡轮盘上各点激励均能引起四阶振型;在轴承和涡轮盘之间的转轴上的激励也能激起四阶振型,在转轴其它位置不能激起四阶振型.

摘要： 在两端简支边界条件下,研究了超临界速度范围轴向运动梁横向非线性受迫振动的稳态响应.考虑Kelvin本构关系,建立了一个积分-偏微分方程,以此描述高速轴向运动梁受到一个周期的外激励后所作的微幅振动.一阶Galerkin方法用于处理标准控制方程,然后分别使用三时间尺度方法和数值方法计算非线性受迫振动的稳态响应.结果表明,在超临界速度范围,当激励频率接近固有频率时存在共振现象.

摘要： 研究因黏弹性Rayleigh梁的轴向运动速度带有周期小扰动,而发生参数共振时由于非线性而产生的稳态响应及其稳定性问题.考虑轴向运动速度在平均速度附近做简谐周期性脉动.通过取物质导数的Kelvin本构关系描述Rayleigh梁的黏弹性.运用多尺度近似解析方法,计算两端简支边界下黏弹性Rayleigh梁的非线性参数振动稳态幅频响应,并运用微分求积方法直接离散非线性Rayleigh梁模型,数值仿真参数振动的稳态幅频响应,以验证近似解析方法分析.通过数值算例,分析了轴向速度扰动的幅值、非线性项系数及黏弹性系数对稳态响应曲线的影响.数值研究表明,当扰动频率处于未扰系统的某阶固有频率的两倍时,运动梁在零平衡位置失去稳定性,并产生稳定的非零平衡点;随着扰动速度幅值的增大,零平衡位置失稳区域增大,而且非线性系数的增大使得参数共振稳态响应的振幅减小.

摘要： 本文将高温高压下高速旋转叶片简化为固定在刚性轮毂上的变速旋转的Euler-Bernoulli薄壁梁模型,并对其进行摄动分析以及数值模拟.本文考虑了脉动风速下变角速度,热弹性本构关系,离心力和气动载荷;考虑沿轴向变化的预扭转角,预安装角;并且在位移应变关系中考虑非线性因素.利用Hamilton原理建立了变转速旋转叶片的非线性动力学方程.首先对建立的高速旋转薄壁梁非线性动力学方程进行无量纲化,取满足边界条件的模态函数,运用Galerkin方法进行离散,得到二自由度的非线性动力学方程.考虑基本参数共振和2:1内共振的共振关系,利用多尺度法对高速旋转叶片的非线性动力学方程进行摄动分析,得到4维极坐标系下的平均方程.在平均方程的基础上进行数值模拟,基于共振响应曲线,研究了非线性项对高速旋转叶片稳态响应的影响.

摘要： 利用Newmark算法求解低速干气密封运动方程，分析了不同膜厚和动环初始角偏差下动环运动轨迹、进动角和角偏差随时间的变化。结果表明，随着膜厚或者动环初始角偏差的减小，密封运行过程中动环的扰动逐渐减弱，运动轨迹相应减小且轨迹中心逐渐趋近于静环中心；动环进动角对静环角追随能力大大提高，自身波动幅值明显减小；动环角偏差对静环角偏差的追随能力显著提高，自身波动幅值亦明显减小，致使密封端面发生接触的机率大大下降。

摘要： 目的研究丙泊酚与40HzASSR之间的量效相关性;方法 3组择期胆囊切除术患者以不同效应部位浓度TCI泵注丙泊酚静脉诱导，分别在诱导前、诱导后以及插管后1分钟、5分钟和10分钟测定40HzASSR波幅;结果诱导前后40HzASSR波幅变化显著，诱导后各时点间40HzASSR波幅变化不明显;诱导后三组间40HzASSR波幅随丙泊酚浓度增加而逐渐降低，二者具有相关性;结论丙泊酚与40HzASSR之间有量效相关性。

摘要： 薄膜热流传感器具有体积小、响应时间短等优势,在航空航天领域有广泛的应用,可用于测量航天飞机涡轮发动机叶片的热流测量.热流传感器原理基于一定厚度的热障层薄膜下,热流作用于传感器而产生的温度梯度,通过多级热电偶测量温度梯度的大小.通过射频磁控溅射镀膜工艺成功研制了薄膜热流传感器,采用风洞实验提供稳定的热流环境,测得稳态热流密度环境下热流传感器的输出信号.

摘要： 薄膜热流传感器具有体积小、响应时间短等优势,在航空航天领域有广泛的应用,可用于测量航天飞机涡轮发动机叶片的热流测量.热流传感器原理基于一定厚度的热障层薄膜下,热流作用于传感器而产生的温度梯度,通过多级热电偶测量温度梯度的大小.通过射频磁控溅射镀膜工艺成功研制了薄膜热流传感器,采用风洞实验提供稳定的热流环境,测得稳态热流密度环境下热流传感器的输出信号.

摘要： 薄膜热流传感器具有体积小、响应时间短等优势,在航空航天领域有广泛的应用,可用于测量航天飞机涡轮发动机叶片的热流测量.热流传感器原理基于一定厚度的热障层薄膜下,热流作用于传感器而产生的温度梯度,通过多级热电偶测量温度梯度的大小.通过射频磁控溅射镀膜工艺成功研制了薄膜热流传感器,采用风洞实验提供稳定的热流环境,测得稳态热流密度环境下热流传感器的输出信号.

摘要： 本发明公开了一种含亚稳态光酸的智能响应型树枝化共聚物及其制备方法，利用树枝化聚合物微环境调控亚稳态光酸异构化，将亚稳态光酸引入到具有温敏特性的烷氧醚树枝化聚合物中，制备一类含亚稳态光酸的智能树枝化共聚物，结合烷氧醚类树形分子优异的水溶性、温敏性和树形结构特点，利用其特殊的拓扑结构提供的微环境的改变实现对体系中各组分间作用力的调节，从而实现对亚稳态光酸异构化的调控。本发明的智能树枝化共聚合物对亚稳态光酸的调控方式具有多重性、环境友好、简单、灵活等特点。因而在生物医药，分子探针，环境监测，光学器件，信息存储以及智能显示等领域中的应用具有指导意义。

摘要： 本发明提供了一种压力可调的稳态同位素瞬变快速响应反应装置，该装置是稳态同位素瞬态反应动力学反应系统中的核心部分，其变径反应器内部具有衬管，通过变径反应器及其内部的衬管有效减小了反应器的死体积；另外，变径反应器内部的毛细管、无缝管与变径反应器之间为环隙平行排气，环隙通过管路连接背压阀，可在一定范围内调节反应器压力，避免在线质谱进气压力过高导致质谱损坏。质谱进气量可通过改变毛细管长度、直径进行调节。本发明的反应器死体积小、压力在一定范围内可调，在同位素反应气体切换后，质谱能够迅速测量切换前后反应物与产物的响应信号，为反应机理及动力学研究提供可靠的实验数据。

摘要： 本发明涉及一种基于光响应的柔性双稳态薄膜机构及其制备方法和应用，基于光响应的柔性双稳态薄膜机构依次包括贴合的第一光敏层、中间层和第二光敏层；基于光响应的柔性双稳态薄膜机构存在稳态Ⅰ和稳态Ⅱ两种稳定构型，且两种构型在一定的光照条件下可以相互转换；制备方法为：先备液晶聚合物薄膜，再在微孔薄膜上下两侧分别水平铺放液晶聚合物薄膜，并在液晶聚合物薄膜上与微孔薄膜贴合的一侧涂覆光敏胶，最后微孔薄膜两侧的聚合物液晶薄膜分别进行0°和90°方向的预拉伸，且在预拉伸后用紫外光照射。本发明的基于光响应的双稳态柔性薄膜机构制备简单、光响应的驱动响应方式优势明显，能够用于设计三维立体天线，设计成的三维立体天线性能优异。

摘要： 本发明涉及一种亚燃冲压发动机非稳态过程的性能时间响应分析方法，包括计算亚燃冲压发动机稳态下的进气道出口流量、总温和总压步骤；根据所述的亚燃冲压发动机的燃烧室建立模拟激盘‑容积模型，获得稳态燃烧室模型的模拟出口的总温、总焓、总压，出口流量步骤；对所述的燃烧室模型的模拟出口总焓和出口流量进行修正，得到考虑容积效应的燃烧室出口总焓和出口流量，结合所述的模拟容积，得到发动机非稳态推力变化规律与采用非设计点模型设计的非稳态推力变化规律误差图；本发明对发动机非稳态过程的性能时间响应考虑燃烧室内的容积效应，能够更精确地反映其加减速性能以及大机动等非稳态过程对冲压发动机性能产生的影响。

摘要： 本申请属于电泳显示领域，尤其涉及一种兼具快速响应与双稳态的聚合物掺杂电泳墨水。本申请提供了一种聚合物掺杂电泳墨水，包括：电泳粒子、电泳介质、电荷控制剂和热可逆凝胶；热可逆凝胶选自具有低临界溶液温度特性凝胶或/和具有高临界相转变温度特性凝胶。本申请的热可逆凝胶通过共价键作用、氢键作用、疏水作用、范德华力、π‑π堆积作用等分子间相互作用，实现交联，在电泳显示聚合物体系中构建出三维网络结构，在温度的作用下，热可逆凝胶分子的相互作用也能够被可逆的打破，从而破坏三维结构，降低粘度，使热可逆凝胶在电泳显示聚合物体系中自发形成变化，实现粘度可逆的调节。从而提供了一种具备双稳态和快速响应性能的电泳显示墨水。

摘要： 本发明公开了一种计算浮式结构物在非稳态载荷作用下结构力响应的方法，包括以下步骤：步骤1、将大型浮式结构物离散为N个子模块，对N个子模块进行多刚体水动力分析；步骤2、将所述大型浮式结构物所受外载荷分为两类，构建所述大型浮式结构物的剪力弯矩分布方程；步骤3、求解所述步骤2中的剪力弯矩分布方程。本发明可反应非稳态加载初始阶段的力矩分布，体现集中力作用处的弯矩突变，并且计算准确、快速。

摘要： 本发明提供一种碳纤维增强复合材料层合板(CFRP)电流辅助铆接时的温度场分布和热响应的理论计算方法，具体的说是对电流辅助铆接过程中热交换达到平衡稳态时的CFRP板内温度进行理论预测，包括：连接域内电回路的组成和回路形式分析，计算出电流辅助铆接工况中各电阻值具体水平；连接域内的热交换分析，计算各材料、各部位的传热特性，明晰热量的传递路线和流量大小，确立整个系统中的产热/散热单元；建立稳态下的热传递模型，实现静态焦耳热建模与分量简化求解，计算出CFRP板材处温度与铆钉中心温度的直接关联度。本发明可用于指导电流辅助铆接工艺，筛选出适宜的连接工艺参数和电参数，获得高质量的接头。

摘要： 本申请公开了一种自给能探测器稳态响应的高精度数值模型计算方法及系统，包括：基于蒙特卡洛仿真结果的数据插值或概率密度分布函数获取电子在不同材料中的能量‑射程数据对应关系；根据所述能量‑射程数据对应关系，分析电子在指定的绝缘层外径及发射体半径的条件下飞出绝缘层所具有的最小动能；利用所述最小动能，通过所述电子在不同材料中的能量‑射程数据对应关系计算得到径迹长度几率函数。本发明根据反应堆运行时中子能谱的情况，选择不同型号的自给能中子探测器，实现差异化测量，使测量结果更加准确。同时，在使用自给能中子探测器进行测量时，随着测量时间的延长，探测器的发射体材料也会不断地发生燃耗，使探测效率大大优化。

摘要： 本发明提供一种海水泵转子稳态响应不确定性的数字化量化方法及装置，该方法包括：基于改进后的切比雪夫多项式零点，对所有目标物理参数进行抽样，构成稀疏样本空间；基于海水泵转子的动力学模型以及牛顿迭代法，确定稀疏样本空间中每个样本点对应的非线性稳态响应；基于多项式和稀疏样本空间对应的非线性稳态响应，确定海水泵转子非线性稳态响应的代理模型；基于海水泵转子非线性稳态响应的代理模型，确定海水泵转子的非线性稳态响应对应的边界。本发明采用改进的抽样方法，获得具有代表性的稀疏样本空间，对该样本点通过牛顿迭代法确定对应的非线性稳态响应，大幅提高了求解效率以及求解精度，完成对转子非线性稳态响应的边界值的量化评估。

摘要： 本发明提供一种给水泵转子稳态响应的数字化归一化区间分析方法及装置，所述方法包括：对稀疏样本空间中的每个样本点分别进行非线性响应分析，确定所有样本点对应的稳态响应曲线；所述样本点分别对应影响给水泵转子的非线性稳态响应的物理参数；对所述稳态响应曲线进行特征点标注，将所述稳态响应曲线分成多个分支；通过归一化转速，将分支后的稳态响应曲线映射至三维空间；基于所述归一化转速，确定所述三维空间中的稳态响应边界；将所述三维空间中的稳态响应边界映射至二维空间，确定二维空间中的稳态响应边界。本发明提供的给水泵转子稳态响应的数字化归一化区间分析方法，可以实现确定转子稳态响应不确定性量化结果。