非线性弹簧

摘要： 摇摆结构放松了结构与基础间的约束或构件间的约束,这些连接处只受压而不受拉,在地震作用下发生摇摆而其本身又不产生弯曲变形。摇摆降低了地震作用和结构本身的延性设计需求,减小了地震破坏,节约了结构造价。论文提出一种新型摇摆结构,即在传统摇摆结构上安装黏滞阻尼器,研究该结构在地震作用下的反应特点与减震效果。通过与摇摆框架的地震响应分析对比,表明安装黏滞阻尼器的摇摆框架能大幅度提高结构的抗震性能,降低地震带来的危害。

摘要： 为提高三排滚柱式转盘轴承载荷分布的有限元计算效率,基于该装配体的结构特点,提出一种采用壳单元和非线性弹簧单元相结合的等效建模方法。利用弹簧单元替代滚子的载荷变形行为,并采用壳单元模拟滚子-滚道的接触面。该建模方法减小了非线性接触的计算量,以较低的计算规模有效地获取轴承的载荷分布。并通过静加载实验验证了有限元计算模型的有效性。根据有限元计算分析提供的最大载荷,对滚子-滚道进行接触分析,研究了不同间隙下滚子-滚道接触的应力分布。结果表明,随着间隙增大,滚子-滚道接触的边缘区域应力值增大,从而导致轴承疲劳寿命减小。

摘要： 根据风电偏航轴承的结构和受载特点,建立轴承的整体有限元模型并求解联合载荷下的接触力分布。为降低模型复杂性和减小计算规模,通过赫兹接触理论获取滚动钢球与滚道的接触力和变形关系;将这些变形特征赋予非线性的弹簧单元,使弹簧单元与钢球的接触变形特征一致,从而模拟钢球与滚道的接触,并通过经验公式和实验验证了模型的正确性。建立轴承局部等效接触模型,分析不同接触角和滚道半径系数下的应力分布情况和轴承疲劳寿命。研究结果表明:随着接触角增大,滚道表层最大应力值减小,而轴承疲劳寿命随接触角增大而提高;滚道半径系数对应力分布的影响最显著,随着滚道半径系数增加,滚道表层最大应力值增大、疲劳寿命减小;不同的接触角和滚道半径系数下,滚道沿表层深度的应力分布基本一致。

摘要： [目的]为了提高涡激振动圆柱发电装置的发电效率,研究在大范围雷诺数下非线性弹簧支撑的被动湍流控制圆柱的流致振动特性。[方法]利用FLUENT软件,结合动网格技术和用户自定义函数(UDF),选取Spalart-Allmaras湍流模型求解非稳态雷诺平均Navier-Stokes方程组,对线性弹簧和分段弹簧支撑的被动湍流控制(PTC)圆柱流致振动进行二维数值模拟研究,并将模拟结果和实验结果进行对比。[结果]与线性弹簧下相比,分段弹簧下圆柱的振幅明显增强,涡脱模式更加复杂。当第1段弹簧刚度和第2段弹簧相比较大时,分段弹簧的分段点越小,圆柱的振幅越大,振动频率越小,涡脱模式越复杂。[结论]非线性弹簧下圆柱的流致振动特性和线性弹簧下的有所不同,合理选择分段点可以有效地增强流固耦合作用,为提高能量转换装置的效率提供理论与技术支撑。

摘要： 以栓钉作为抗剪连接件的钢箱-混凝土组合梁在受弯破坏过程中会发生界面滑移,对其力学性能产生影响。本文使用有限元软件ABAQUS对四根剪力连接度不同的钢箱-混凝土组合梁进行数值模拟来探究组合梁的受力特性及滑移分布规律。结果表明,组合梁的极限承载力随剪力连接度的减小而减小,滑移量随剪力连接度的减小而增大;滑移随荷载的增加逐渐增大,跨中基本无滑移发生,距跨中的距离越远滑移量越大。

摘要： 螺栓是转盘轴承的关键紧固件.为考察紧固螺栓工作参数对转盘轴承载荷分布的影响,提出了一种针对三排滚柱式转盘轴承的有限元等效建模方法.首先,基于三排滚柱式转盘轴承的结构特点和受力情况,建立考虑紧固螺栓的转盘轴承有限元模型,并从减少计算量和保证计算效率等方面考虑,采用非线性弹簧单元模拟滚子,通过有限元仿真快速获取了该转盘轴承的载荷分布.然后,设计并开展三排滚柱式转盘轴承静态加载试验,通过有限元仿真结果和试验结果的对比验证了所构建有限元模型的准确性.最后,基于构建的有限元模型,分析了螺栓预紧力和螺栓结合面处摩擦系数对三排滚柱式转盘轴承载荷分布的影响.仿真结果表明:螺栓预紧力对三排滚柱式转盘轴承载荷分布的影响显著,而螺栓结合面处摩擦系数的影响微弱,其中上排滚子承受的最大载荷随螺栓预紧力的增大而增大,下排滚子承受的最大载荷随预紧力的增大而减小;在轴向力和倾覆力矩的联合作用下,三排滚柱式转盘轴承下排滚子承受的载荷总体上高于上排滚子,充足的螺栓预紧力可以提高转盘轴承的承载能力,而螺栓预紧力不足则会使下排滚子承受更大的载荷,导致转盘轴承提前失效.研究结果可为转盘轴承的安装和后期维护提供参考.

摘要： 基于组合结构研究一种可调节恒力装置的设计方法,恒力装置由负刚度非线性弹簧和正刚度线性弹簧组合而成.采用B样条曲线描述非线性弹簧的形态,基于GA算法和非线性有限元法实现非线性弹簧的形态优化设计.根据恒力装置的工作原理,设计线性螺旋弹簧,并分析刚度/强度特性.组合结构的力学性能分析表明恒力装置可以实现输出恒力.为了实现自我保护、输出的恒力大小/方向可调,进行了恒力装置的部组件设计.本文的恒力装置设计方法为平面薄膜天线和太阳电池阵的工程研制提供了技术支撑.

摘要： 车辆的异响一般因车辆振动引起的撞击或摩擦导致,对于不同车用材料之间进行摩擦性能的测试,特别是摩擦因数测试,对分析车辆异响至关重要.计算摩擦因数需要正压力与摩擦力,正压力可以通过安装力传感器测量得到,但摩擦力并不能直接测量得到.为此,设计能够实现往复运动的非线性弹簧结构,通过在此结构上安装力传感器和位移传感器,拟合出弹簧的弹性刚度.在实际测试时采用力传感器的数值与拟合的弹簧力之差间接得到摩擦力.试验结果表明:多项式拟合优于线性拟合,其中连续运动数据运用多项式拟合方法得到的误差最小.

摘要： 车辆的异响一般因车辆振动引起的撞击或摩擦导致,对于不同车用材料之间进行摩擦性能的测试,特别是摩擦因数测试,对分析车辆异响至关重要。计算摩擦因数需要正压力与摩擦力,正压力可以通过安装力传感器测量得到,但摩擦力并不能直接测量得到。为此,设计能够实现往复运动的非线性弹簧结构,通过在此结构上安装力传感器和位移传感器,拟合出弹簧的弹性刚度。在实际测试时采用力传感器的数值与拟合的弹簧力之差间接得到摩擦力。试验结果表明:多项式拟合优于线性拟合,其中连续运动数据运用多项式拟合方法得到的误差最小。

摘要： 该文在考虑磁悬浮控制系统的非线性弹性特性后，定量研究了该系统悬浮稳定状态下控制参数G，G的必要条件。给出了系统在外界激励下的分叉图，并且依照混沌运动的统计描述－功率谱及最大Liapunov指数，研究了该状态下控制系统的混沌运动特性。

摘要： NL法是在总结了国内外多种计算方法的基础上,依据大量桩基水平静载荷实测资料提出的一种新的桩基水平承载力非线性计算方法,并被港工桩基规范列为主要计算方法。但由于非线性计算的复杂性,因而限制了该方法的推广应用。本文从Newmark法弹簧支座的概念出发,建立了基于NL法的桩土相互作用的接触非线性有限元模型,并在ANSYS软件基础上开发了可视化分析系统,该系统具有操作方便、计算准确和实用性强等特点,为桩基水平承载力设计提供了良好的计算平台,具有直接的应用价值和现实意义。实例分析表明：本分析系统计算结果与实测结果相比具有良好的一致性,并可用来分析桩基结构在水平受力状态下的力学特性。

摘要： NL法是在总结了国内外多种计算方法的基础上,依据大量桩基水平静载荷实测资料提出的一种新的桩基水平承载力非线性计算方法,并被港工桩基规范列为主要计算方法。但由于非线性计算的复杂性,因而限制了该方法的推广应用。本文从Newmark法弹簧支座的概念出发,建立了基于NL法的桩土相互作用的接触非线性有限元模型,并在ANSYS软件基础上开发了可视化分析系统,该系统具有操作方便、计算准确和实用性强等特点,为桩基水平承载力设计提供了良好的计算平台,具有直接的应用价值和现实意义。实例分析表明：本分析系统计算结果与实测结果相比具有良好的一致性,并可用来分析桩基结构在水平受力状态下的力学特性。

摘要： NL法是在总结了国内外多种计算方法的基础上,依据大量桩基水平静载荷实测资料提出的一种新的桩基水平承载力非线性计算方法,并被港工桩基规范列为主要计算方法。但由于非线性计算的复杂性,因而限制了该方法的推广应用。本文从Newmark法弹簧支座的概念出发,建立了基于NL法的桩土相互作用的接触非线性有限元模型,并在ANSYS软件基础上开发了可视化分析系统,该系统具有操作方便、计算准确和实用性强等特点,为桩基水平承载力设计提供了良好的计算平台,具有直接的应用价值和现实意义。实例分析表明：本分析系统计算结果与实测结果相比具有良好的一致性,并可用来分析桩基结构在水平受力状态下的力学特性。

摘要： NL法是在总结了国内外多种计算方法的基础上,依据大量桩基水平静载荷实测资料提出的一种新的桩基水平承载力非线性计算方法,并被港工桩基规范列为主要计算方法。但由于非线性计算的复杂性,因而限制了该方法的推广应用。本文从Newmark法弹簧支座的概念出发,建立了基于NL法的桩土相互作用的接触非线性有限元模型,并在ANSYS软件基础上开发了可视化分析系统,该系统具有操作方便、计算准确和实用性强等特点,为桩基水平承载力设计提供了良好的计算平台,具有直接的应用价值和现实意义。实例分析表明：本分析系统计算结果与实测结果相比具有良好的一致性,并可用来分析桩基结构在水平受力状态下的力学特性。

摘要： NL法是在总结了国内外多种计算方法的基础上,依据大量桩基水平静载荷实测资料提出的一种新的桩基水平承载力非线性计算方法,并被港工桩基规范列为主要计算方法。但由于非线性计算的复杂性,因而限制了该方法的推广应用。本文从Newmark法弹簧支座的概念出发,建立了基于NL法的桩土相互作用的接触非线性有限元模型,并在ANSYS软件基础上开发了可视化分析系统,该系统具有操作方便、计算准确和实用性强等特点,为桩基水平承载力设计提供了良好的计算平台,具有直接的应用价值和现实意义。实例分析表明：本分析系统计算结果与实测结果相比具有良好的一致性,并可用来分析桩基结构在水平受力状态下的力学特性。

摘要： NL法是在总结了国内外多种计算方法的基础上,依据大量桩基水平静载荷实测资料提出的一种新的桩基水平承载力非线性计算方法,并被港工桩基规范列为主要计算方法。但由于非线性计算的复杂性,因而限制了该方法的推广应用。本文从Newmark法弹簧支座的概念出发,建立了基于NL法的桩土相互作用的接触非线性有限元模型,并在ANSYS软件基础上开发了可视化分析系统,该系统具有操作方便、计算准确和实用性强等特点,为桩基水平承载力设计提供了良好的计算平台,具有直接的应用价值和现实意义。实例分析表明：本分析系统计算结果与实测结果相比具有良好的一致性,并可用来分析桩基结构在水平受力状态下的力学特性。

摘要： 本文研究了磁致伸缩材料Terfenol-D杆,在周期交变磁场作用下的非线性轴向振动问题.通过应用Hamilton最小作用量原理,基于材料的力磁线性本构关系,建立了问题的数学模型.在弹簧边界约束条件下,用谐波法给出了位移解及幅频关系,其反映了非线性振动的基本特征.

摘要： 本文研究了磁致伸缩材料Terfenol-D杆,在周期交变磁场作用下的非线性轴向振动问题.通过应用Hamilton最小作用量原理,基于材料的力磁线性本构关系,建立了问题的数学模型.在弹簧边界约束条件下,用谐波法给出了位移解及幅频关系,其反映了非线性振动的基本特征.

摘要： 本文研究了磁致伸缩材料Terfenol-D杆,在周期交变磁场作用下的非线性轴向振动问题.通过应用Hamilton最小作用量原理,基于材料的力磁线性本构关系,建立了问题的数学模型.在弹簧边界约束条件下,用谐波法给出了位移解及幅频关系,其反映了非线性振动的基本特征.

摘要： 一种诸如在床垫中使用的袋装弹簧，包括：压缩弹簧，该压缩弹簧具有上端卷绕部和与上端卷绕部相反的下端卷绕部，以及在上端卷绕部与下端卷绕部之间的多个螺旋形的中间卷绕部；柔性包封，该柔性包封包括定位成与所述压缩弹簧的上端卷绕部相邻的顶壁、定位成与所述压缩弹簧的下端卷绕部相邻的底壁以及从顶壁延伸到底壁的侧壁；以及张紧构件，该张紧构件被连接到所述柔性包封。所述张紧构件与所述压缩弹簧相反地作用，直到袋装弹簧被压缩到张紧构件不再施加任何力的位置为止。由此，当压缩时，袋装弹簧表现出非线性响应。

摘要： 非线性锥形辅助弹簧，包括轴芯，所述轴芯为回转体，为圆锥形或圆锥台形；还包括环绕轴芯外周面设置的辅助弹簧；所述辅助弹簧为锥形弹性介质，由靠近轴芯外周面到远离轴芯外周面的方向，锥形弹性介质内间隔设置有多层隔板层；最靠近轴芯外周面的一层隔板层包括一段平行于轴芯外周面隔板和一段靠近轴芯外周面的隔板，且靠近轴芯外周面的一段隔板位于靠近轴芯较宽端面的一侧。本发明同时还提供了一种采用非线性锥形辅助弹簧的空气弹簧，通过对锥形辅助弹簧隔板结构的改进，设计了一种非线性锥形辅助弹簧的结构，降低重载和空载下的挠度差，避免车体下沉损坏其他部件。

摘要： 本发明涉及振动抑制领域，特别是提供一种利用分段线性刚度弹簧的非线性吸振器。该非线性吸振器包括组合板簧、质量块、与待减振系统连接的固定装置，组合板簧为左右两侧板簧呈对称的组合结构，左侧和右侧板簧自外向内依次排列，其相应的板簧宽度逐次增大；质量块由上压板、下压板、连接螺栓组成，固定装置由上板簧固定件、下板簧固定件、支板、连接螺栓组成。本发明以分段线性刚度弹簧等效代替立方刚度弹簧，对立方刚度的拟合精度高，其刚度变化与位移大小相关，且通过调节组合板簧与质量块的间隙可有效的改变其非线性；该吸振器将来自待减振系统的能量耗散，其结构简单紧凑、设计合理，抑振频带宽，抑振效果显著。

摘要： 本发明涉及的电压非线性电阻器，其特征在于，由烧结体制成，该烧结体主要由氧化锌粒子、以锌和锑为主成分的尖晶石粒子、和氧化铋相构成，在氧化铋相中选自钾和钠中的至少1种的碱金属以0.036原子％以上0.176原子％以下的范围存在。该电压非线性电阻器同时具有优异的电压非直线性和带电寿命特性，因此适合用于避雷器。

摘要： 一种诸如在床垫中使用的袋装弹簧，包括：压缩弹簧，该压缩弹簧具有上端卷绕部和与上端卷绕部相反的下端卷绕部，以及在上端卷绕部与下端卷绕部之间的多个螺旋形的中间卷绕部；柔性包封，该柔性包封包括定位成与所述压缩弹簧的上端卷绕部相邻的顶壁、定位成与所述压缩弹簧的下端卷绕部相邻的底壁以及从顶壁延伸到底壁的侧壁；以及张紧构件，该张紧构件被连接到所述柔性包封。所述张紧构件与所述压缩弹簧相反地作用，直到袋装弹簧被压缩到张紧构件不再施加任何力的位置为止。由此，当压缩时，袋装弹簧表现出非线性响应。

摘要： 非线性锥形辅助弹簧，包括轴芯，所述轴芯为回转体，为圆锥形或圆锥台形；还包括环绕轴芯外周面设置的辅助弹簧；所述辅助弹簧为锥形弹性介质，由靠近轴芯外周面到远离轴芯外周面的方向，锥形弹性介质内间隔设置有多层隔板层；最靠近轴芯外周面的一层隔板层包括一段平行于轴芯外周面隔板和一段靠近轴芯外周面的隔板，且靠近轴芯外周面的一段隔板位于靠近轴芯较宽端面的一侧。本发明同时还提供了一种采用非线性锥形辅助弹簧的空气弹簧，通过对锥形辅助弹簧隔板结构的改进，设计了一种非线性锥形辅助弹簧的结构，降低重载和空载下的挠度差，避免车体下沉损坏其他部件。

摘要： 本发明涉及振动抑制领域，特别是提供一种利用分段线性刚度弹簧的非线性吸振器。该非线性吸振器包括组合板簧、质量块、与待减振系统连接的固定装置，组合板簧为左右两侧板簧呈对称的组合结构，左侧和右侧板簧自外向内依次排列，其相应的板簧宽度逐次增大；质量块由上压板、下压板、连接螺栓组成，固定装置由上板簧固定件、下板簧固定件、支板、连接螺栓组成。本发明以分段线性刚度弹簧等效代替立方刚度弹簧，对立方刚度的拟合精度高，其刚度变化与位移大小相关，且通过调节组合板簧与质量块的间隙可有效的改变其非线性；该吸振器将来自待减振系统的能量耗散，其结构简单紧凑、设计合理，抑振频带宽，抑振效果显著。

摘要： 本发明涉及的电压非线性电阻器，其特征在于，由烧结体制成，该烧结体主要由氧化锌粒子、以锌和锑为主成分的尖晶石粒子和氧化铋相构成，在氧化铋相中选自钾和钠中的至少1种的碱金属以0.036原子％以上0.176原子％以下的范围存在。该电压非线性电阻器同时具有优异的电压非直线性和带电寿命特性，因此适合用于避雷器。

摘要： 非线性锥形辅助弹簧，包括轴芯，所述轴芯为回转体，为圆锥形或圆锥台形；还包括环绕轴芯外周面设置的辅助弹簧；所述辅助弹簧为锥形弹性介质，由靠近轴芯外周面到远离轴芯外周面的方向，锥形弹性介质内间隔设置有多层隔板层；最靠近轴芯外周面的一层隔板层包括一段平行于轴芯外周面隔板和一段靠近轴芯外周面的隔板，且靠近轴芯外周面的一段隔板位于靠近轴芯较宽端面的一侧。本实用新型同时还提供了一种采用非线性锥形辅助弹簧的空气弹簧，通过对锥形辅助弹簧隔板结构的改进，设计了一种非线性锥形辅助弹簧的结构，降低重载和空载下的挠度差，避免车体下沉损坏其他部件。

摘要： 本发明涉及振动时效技术领域。一种非线性超谐共振时效系统及其非线性弹簧的设计方法，所述方法包括如下步骤：步骤1：对非线性弹簧进行选型、材料选择；步骤2：确定非线性弹簧的簧丝直径d、中径D、承载载荷范围；步骤3：非线性弹簧几何结构参数计算；步骤4：进行仿真分析，运用控制变量法，分别分析簧丝直径d、节距t对非线性弹簧刚度特性的影响；步骤5：将假设的弹簧力学特性方程以及弹簧压缩仿真分析所得的数据进行拟合；步骤6：计算所得的弹簧数据，进行加工得到适用于非线性超谐共振时效系统的非线性弹簧。本发明的设计方法可以准确快速地设计出非线性超谐共振时效系统的非线性弹簧，能够提升非线性超谐共振时效系统的开发效率。