径向带槽金属爆破膜结构非线性力学行为研究

用于压力设备与管道超压安全泄放的安全阀不可能密而不漏 ,因而对有毒介质、稀有元素介质等场合常用爆破膜代替安全阀或采用爆破膜在前安全阀在后的组合式结构。但受侧向载荷作用的金属薄膜 (壳 )结构由于其几何及材料的非线性特点使得解析计算工作非常困难 ,目前其设计和制造主要依赖于实验。通过一个普通结构实例 ,基于TotalLagrange列式 ,对 5种类型壳元进行了几何及材料非线性耦合分析的考核 ,并选择其中的 4结点四边形混和壳元对径向带槽防爆结构进行了有限应变弹塑性有限元分析。结合实验结果发现 :等效应力的最大值出现在 10 %～ 2 2 %径向位置的沟槽根部 ;结构的极限载荷与槽底余厚之间存在着明显的线性关系 ;此外 ,带槽结构的极限载荷要明显小于厚度为槽底余厚的普通结构的极限载荷。最后从理论上对上述结论给予了解释。

分形理论及其在材料非线性力学行为研究中的应用

分形是一门正处于迅速发展中的新学科 ,其影响范围和应用领域也在日益扩大。本文简要介绍了分形的基本概念 ,以及分形应用于材料力学行为研究中的进展情况。

考虑扣件系统非线性力学行为的车辆与轨道动力分析模型

为深入研究扣件系统的力学特性及其损伤失效对轮轨系统振动的影响,基于精细的扣件系统有限元模型揭示扣件弹条扣压状态和轨下胶垫支承状态的非线性力学特征,提出并建立考虑扣件系统非线性力学行为的车辆与轨道动力分析模型。通过实测结果验证本文模型的计算可靠性,并分析扣件失效类型对轮轨系统动力响应特性的影响。研究结果表明:弹条扣压力随弹程增大而近似呈双线性特征,单个弹条扣压刚度在“2点接触”状态时为0.675 kN/mm,在“3点接触”状态时为5.11 kN/mm;本文模型计算得到的钢轨加速度响应频率100 Hz以上的较传统模型明显增大,与实际情况更为接近;传统模型利用刚度属性折减或去掉弹簧单元来实现扣件弹条失效的模拟,会放大失效区域附近的轮轨系统动力响应;针对扣件失效的情况,包括弹条失效和胶垫失效,实际现场运营维护时不仅要关注失效区域内的轨道结构状态,对于后邻近区域也要及时加强关注。

ω型扣件弹条的非线性力学行为

以Vossloh300-1型扣件系统中的ω型SKL15弹条为研究对象,采用有限元软件建立扣件系统仿真模型,在3种材料属性(线弹性模型、双线性模型、拉伸试验获取的弹塑性模型)和2种接触属性(绑定约束、非线性接触)下对弹条的力学行为进行模拟,通过疲劳试验验证模型的有效性,并研究了弹条材料属性以及弹条与嵌入块的接触属性对弹条非线性力学行为的影响。结果表明:在弹条与嵌入块的接触属性为非线性接触以及弹条本构模型为弹塑性模型的条件下,采用有限元模拟得到的弹条跟端最大主应变方向及最大主应变与试验结果相吻合,二者的相对误差分别为5%和3.4%,有限元模型有效。采用非线性接触以及弹塑性本构模型定义弹条材料得出的弹条力学行为与实际情况较接近。

楔环连接结构非线性力学行为的实验和有限元数值模拟

楔环连接用于连接两个简体，在一些武器结构上已实际应用。研究和认识楔环连接结构的静、动力学行为，不仅有助于提高人们对该种结构的设计水平，也可以加强人们对诸如此类复杂结构中各种力学规律的认识，促进学科发展。

单壁碳纳米管非线性力学行为的数值模拟

单壁碳纳米管的力学行为是纳米复合材料和纳米器械的基本问题之一.使用有限元方法系统地研究了单壁碳纳米管的轴压和纯弯变形,并将有限元模拟结果和分子动力学模拟结果进行了比较.研究结果表明单壁碳纳米管的轴压屈曲载荷受直径变化的影响;单壁碳纳米管在弯曲载荷作用下的屈曲和后屈曲行为强烈地依赖于管长和管径的变化,合理地选择碳纳米管的弹性模量和壁厚,有限元方法能够很好地解释碳纳米管的屈曲机理.研究大尺度的纳米力学问题时,有限元方法将会成为更加准确、快捷的数值模拟方法.

超磁致伸缩材料多场耦合非线性力学行为的理论研究

0 引言超磁致伸缩材料由于具有位移大、响应快、驱动简单等性能优势，在智能系统中具有广阔的应用前景．对于其力学行为的研究，在理论上涉及的关键科学问题是多场耦合问题的理论建模与定量模拟，而其应用需求则涉及对超磁致伸缩器件性能的定量预测及优化．目前超磁致伸缩材料在工业上最广泛的应用是作为换能器的核心制动元件，其磁学、力学行为与工况密切相关．

TCP流拥塞窗口的非线性动力学行为仿真分析

该文以NS2为仿真工具,在LINUX环境下,通过仿真实验验证了在特定的链路队列管理模式下,若干个TCP流在简单链路中所表现出的非线性动力学行为。文章通过采用计算最大Lyapunov指数的方法测试初值敏感性、针对给定仿真条件下出现的奇异吸引子计算其关联维、采用绝对值法和R/S法证明其自相似性这3个方面对TCP流拥塞窗口所表现的混沌特性进行了具体的研究分析。所有这些分析结果若能在对网络相关协议进行改进和编写时加以参考,将有助于提高网络的服务质量。

单丝炭纤维的非线性力学行为研究

采用非接触式单丝模量测试系统对单丝炭纤维拉伸过程中的模量变化进行测量和分析。对比研究了聚丙烯腈基和沥青基炭纤维5种样品的模量和非线性行为。实验结果表明,5种单丝炭纤维均呈现出拉伸变形的非线性行为,但其非线性力学行为特征有所不同。研究发现,随着炭纤维模量的增大,非线性系数明显增加。聚丙烯腈基炭纤维T300和T700样品的模量接近,计算得到的非线性系数较一致,分别为19.3和19.7,而模量较高的M40J的非线性系数增加至22.3。自制沥青基炭纤维则表现出更强的非线性行为,分别为41.8和63.5,且随着模量增加,非线性系数增加的程度高于聚丙烯腈基炭纤维样品。

一种含转动副间隙多连杆机构非线性动力学行为分析方法（英文）

给出一种通过对欠驱动机构的分析来预测含转动副间隙多连杆机构动态特性的方法,利用该方法对含转动副间隙平面多连杆机构的非线性动态特性进行分析。以含转动副间隙的二自由度九连杆机构为研究对象,首先通过将转动副间隙看作虚拟无质量连杆,据此可把含转动副间隙九连杆机构变为欠驱动的十连杆机构;然后利用拉格朗日方程建立欠驱动十连杆机构的非线性动力学模型,采用龙格-库塔法对动力学模型进行数值求解,分析机构中滑块的位置、速度和加速度等运动输出、曲柄的驱动力矩等动力学响应,通过相图和庞加莱映射图对含转动副间隙的二自由度九连杆机构中存在混沌现象进行辨识;最后研究不同间隙值和不同驱动速度对九连杆机构混沌的影响,并绘制分岔图。该研究对于进一步研究含多间隙复杂连杆机构的非线性动力学研究具有重要价值。

Lorenz系统的非线性动力学行为及仿真

针对非线性动力学行为的特点,利用计算机仿真技术,应用数学微分方程理论以及Matlab软件对超混沌类Lorenz系统的非线性动力学行为及其计算机仿真情况展开具体分析与探索,包括Lorenz系统数学模型及其吸引子、Lyapunov指数和维数、时序波形、功率谱、Poincare映射,以及Lorenz平衡点等。结合3种情况对超混沌类Lorenz系统的计算机仿真进行分析,整体研究成果为同步加密通信工程应用、混沌控制等提供了一定理论依据和实践支持,具有积极的理论与实践意义。

非线性力学国家重点实验室2007年科研进展

近年来，非线性力学国家重点实验室（LNM）在坚持固体与流体的非线性力学行为和规律的学术方向下，突出了多尺度力学和跨尺度关联的研究．这既与国际上近年来出现的对多时空尺度演化和斑图的非线性科学问题的重视相互呼应，又反映了LNM在科学前沿和重大需求的交叉点上长期探索所形成的发展特点．实际上，多个时间／空间尺度非线性耦合的行为，是非线性复杂系统中至今尚未阐明的一个关键科学问题．

双盘转子系统轴向-径向碰摩非线性动力学特性分析

动静碰摩是透平机械常见的故障之一,其动力学行为较为复杂,表现为在机器运行的过程中碰摩故障产生的故障征兆丰富多样。建立了双盘转子-轴承系统在轴向碰摩、径向碰摩以及两种碰摩共同冲击下的有限元法连续模型,采用计及了回转效应和剪切效应的梁单元,对转子系统在不同碰摩情况下的非线性动力学行为进行了数值模拟,研究了转子转速、转子系统上的不平衡量的分布以及碰摩刚度对系统的影响。研究结果表明:相对于径向碰摩故障的动力学特征,轴向碰摩产生的非线性特征不明显,与工程中观察的现象基本一致的;但当两种碰摩均考虑时,系统的非线性动力学特征与仅考虑径向碰摩时有显著的不同。所得计算结果可为大型高速旋转机械系统的故障诊断和碰摩故障的振动控制提供理论指导,从而保证系统的安全运行。

股利贴现的非线性动力学模型

本文通过分析股利增长率的影响因素 ,建立了股利变化的非线性动力学模型 ;讨论了股利变化的各种动态行为 ;然后推出估价公司价值的动态股利贴现模型 ,同时得出公司价值与股利之间存在非线性动态关系的结论。为控制、预测证券市场 ,规范公司行为提供了较好的理论依据及实践操作方法。

300MN水压机垫板组力学行为研究

针对巨型水压机多层垫板组力学行为的多维非线性特征 ,本文应用作者开发的多体接触有限元程序 ,分析了30 0MN水压机垫板组力学行为规律 ,揭示了垫板组加载方式为几何空间状态与力学行为的相关性 ,说明了垫板组异常变形机制 ,提出了垫板组设计和使用的几点准则。

海洋波力发电倒置摆系统的非线性振动实验研究

以振动基座上的倒置摆系统为研究对象,对该系统受竖向简谐激励作用时的非线性振动特性进行实验研究,探讨该系统应用于海洋波力发电的技术可行性,为海洋波力开发利用提供依据。实验设计倒置摆转动角位移采集系统,通过测试确定系统的阻尼、固有频率等,为数值模拟提供依据并指导倒置摆系统的振动实验。通过实测振动时域数据得到系统振动频谱及相图,证明该系统存在大阻尼条件下的大周期运动、共振状态下的周期振动和倒置摆稳定吸引域,这表明该模型具有海浪波力能源吸收好,消耗少的特点,同时表明该模型具有高效的动力输出能力。因此,振动基座上倒置摆模型在开发利用海洋波力能源发电中具有十分重要的应用前景。

基于细观力学的多相耐火材料压缩状态损伤表征

针对多相复合耐火材料压缩状态下的非线性力学行为,在细观损伤力学的基础上,对改进的广义自洽模型进行逆向求解,研究多相耐火材料受到压缩载荷时的损伤行为,提出一种能表征多相耐火材料在压缩载荷下非线性损伤行为的方法。以AMC(aluminum-magnesium-carbon)多相耐火材料为例,利用该方法对其在受压状态下的力学行为进行表征。结果显示,表征结果和实验值吻合较好,为多相复合耐火材料的损伤表征提供了一种思路和理论基础。

空间主缆自锚式悬索桥施工过程中非线性误差调整方法研究

基于悬索桥施工过程中表现出强烈的非线性力学行为,且本文中将提到的空间主缆自锚式悬索桥体系转换施工过程与常规自锚式悬索桥体系转换过程不同,吊杆在张拉过程中主缆存在较大的横向变位,加大了吊杆在体系转换过程的张力控制的难度。因此,有必要建立一套适用于这种特殊结构的误差调整方法。参考已有误差调整理论,以最小二乘法理论为基础,对空间主缆悬索桥的施工中体系转换时吊杆张力的控制和误差调整方法进行分析与探讨。

采用非线性Galerkin方法的柔性梁模型降阶研究

针对采用Galerkin方法获取的结构动力学降阶模型精度不高的问题,以考虑几何非线性的两端固支柔性梁作为研究对象,建立了两端固支柔性梁非线性动力学模型。首先采用Galerkin方法将原系统降阶,得到单自由度、三自由度和五自由度系统,再采用非线性Galerkin方法将二自由度和三自由度系统降阶为单自由度系统。通过分析降阶模型的非线性动力学行为,得到系统响应随外荷载幅值变化的分岔图,给出系统做周期运动、倍周期运动和混沌时的时程曲线、相图与庞加莱映射图。在特定频率下,通过改变外荷载幅值来控制系统进出混沌状态。与Galerkin方法得到的降阶模型进行了对比,通过比较进出混沌状态时的外荷载幅值,分析了两种方法的降阶效果。结果表明:非线性Galerkin方法能够有效提高降阶模型的精度,更接近真实模型;采用非线性Galerkin方法降阶得到相同自由度的低阶系统时,原模型阶数越高,得到的低阶模型越精确。

不同轴承支撑下碰摩转子系统的动力学特性

研究了不同类型轴承支撑下的转子碰摩故障振动特征。首先,采用了计及回转效应、剪切效应及横向扭转的梁单元建立了实验装置转子的有限元分析模型;然后,通过二维计算流体力学方法得到不同类型轴承的动力学参数;最后,在此基础上,结合非线性动力学理论,分析比较了转子在圆柱轴承、可倾瓦轴承等5种轴承支撑下的碰摩非线性动力学行为。研究结果表明:在椭圆轴承、五瓦轴承和四瓦可倾瓦轴承支撑下,系统主要表现为同频周期运动;而对于圆柱轴承和四油叶轴承支撑,系统会出现较复杂的运动。本研究工作是对之前转子碰摩非线性动力学研究的扩展,所得计算结果可为大型高速旋转机械系统动态设计制造和碰摩故障的诊断和控制提供理论参考。