多因素影响下射孔段管柱振动力学分析

聚能射孔爆轰产生的冲击载荷作用于井下射孔段管柱系统,导致管柱发生屈曲断裂等事故。结合管柱自重、射孔液阻尼、地层围压和爆炸冲击载荷的影响,建立射孔冲击载荷下油管—射孔枪动力学模型,得到射孔段管柱纵向振动微分方程。应用有限元软件,对射孔段管柱进行显示动力学响应分析,并将模拟结果同理论数值解进行对比验证。结果显示,应力波由管柱底端向上传播,管柱等效应力和轴向位移均呈现周期性变化,且逐渐衰减。分析不同油管长度、外径、壁厚和单发装药量对管柱动态响应的影响。基于数值模拟结果,利用MATLAB软件进行多元非线性回归,拟合得到射孔段管柱应力峰值经验公式,并与现场试验数据进行对比,验证公式可靠性。

侧前方腰椎椎体间融合术中不同固定系统对腰椎振动力学特性的影响

目的探讨侧前方腰椎椎体间融合术的不同固定系统(侧方钢板固定系统、单侧椎弓根螺钉固定系统、双侧椎弓根螺钉固定系统和经椎小关节固定系统)对人体腰椎在全身振动条件下的振动特性的影响。方法通过有限元方法建立正常腰椎(L1~S1)有限元模型和具有5种不同固定系统的侧前方腰椎椎体间融合术有限元模型。施加了500 N压缩随动载荷和±40 N的正弦轴向垂直载荷,频率为5 Hz,持续时间为0.6 s。结果本研究通过对比固定系统等效峰值应力等相关生物力学数据,发现在全身振动下双侧椎弓根螺钉固定模型产生了较小的应力,例如对比固定系统等效峰值应力的动态响应的峰值和振幅,发现双侧椎弓根螺钉固定模型具体数值分别为13.669、11.518和2.151 MPa,而侧方钢板固定模型的动态响应最大,其峰值和振幅分别为36.209、29.481和6.743 MPa。结论在全身振动下抵抗融合器下沉和保持椎间盘高度能力最强的是双侧椎弓根螺钉固定模型。侧方钢板固定系统模型中产生了非常大的应力,不利于患者的后期恢复和减少并发症。本研究建议,经常处于振动环境中的司机和相关从业人员在进行侧前方腰椎椎体间融合术时建议选择双侧椎弓根螺钉固定系统进行辅助治疗,侧方钢板不建议被单独使用。

产教融合背景下振动力学教学改革实践

振动力学是工程力学专业学生的专业必修核心课程,提升学生的知识迁移能力和创新应用能力是该课程的人才培养目标之一。为解决传统工科教育模式存在的枯燥书本内容传递一维化、抽象理论知识吸收被动化、基础定理公式生搬教条化、解决复杂问题手段单一化四大痛点问题,阐述在振动力学课程中以开展基于产教融合的案例教学、项目教学为双驱动推进教学改革的思路,并以“多自由度系统振动”一节为例,介绍具体的实践方法。

PVME/PS共混体系相分离行为的液态簧振动力学谱的研究

本研究利用自制的液态簧振动力学谱(RMS-L)技术研究了聚甲基乙烯基醚/聚苯乙烯(PVME/PS)二元共混物的玻璃化转变及相分离动力学过程,并选取了不同质量比样品,对每个样品从低温至高温的升降温循环测量。结果表明:(1)RMS-L方法可以灵敏地对不同混合比例的高分子共混体系玻璃化转变和相分离过程进行实时检测;(2)以纯PVME和纯PS玻璃化转变温度为基础,从11组待测样品中挑选组分比为5∶5的样品进行了分析,发现样品的玻璃化转变温度随着组分的变化而变化。而当温度达到某一点时样品会发生相分离。(3)当样品经过第二次升温时发现共混体系的玻璃化转变温度及相分离温度点均有变化,这说明在经过一次升温后样品已经被分为新的相;(4)结合不同比例样品的力学谱结果,发现共混体系相分离行为对时间和温度具有一定的依赖性,并且通过这种规律分析了高分子共混物相分离的动力学行为。

电气传动机电扭振动力学模型设计探究

轧机属于重要的电气传动机电设备,在机械加工产业中应用广泛,轧机运行过程中,扭振现象为轴系传动设备运行过程中的不利因素,可加速机械磨损、增大噪声。为了研究扭振的成因,分别针对主轴含间隙和不含间隙2种情况建立了扭振动力学模型,再利用MATLAB软件对某型轧机开展仿真分析,探究其主轴不含间隙的情况下,各轴段的固有频率,同时计算出打滑时的扭矩放大系数。结果显示:该型轧机在主轴不含间隙的情况下,固有频率分布较为稀疏,这意味着整体扭矩的影响较小,而在打滑时,扭矩增幅相对较小,主轴的安全性较高。上述结论对于轧机的设计和优化具有重要的指导意义,有助于改善设备的性能和可靠性,进而提高生产效率和产品质量。

车削过程中工件的振动力学建模与分析

针对车削过程中工件受轴向移动三维切削力的动态作用,建立车削轴的振动力学模型,其中考虑被加工轴的直径和质量变化的影响。用Matlab软件对振动模型的运动方程进行数值求解,得到在不同车削条件下直径和质量随时间变化的轴的振动响应。计算结果表明,车削加工中工件直径和质量变化对工件的振动响应影响较大,载荷移动速度影响工件的振动幅度,该模型更符合实际车削轴加工过程的情况。

振动力学发展历史概述

概述振动力学的发展历史．着重分析振动力学几个主要方面的演化过程，包括线性振动理论，振动问题近似解法，非线性振动，以及随机振动．

振动磨机的振动力学模型及运动分析

根据振动磨机的特点，建立了振动磨机多自由度振动的力学模型，推导出振动磨机的运动方程，分析了运动方程各参数对磨机运动轨迹的影响．经现场实测，获得了磨机正常运行时３种工况下的振动幅值、相位与运动轨迹，在理论与实验分析的基础上，提出了改善振动磨机结构，提高碎磨率的措施和建议．

振动力学、材料力学关于压杆稳定的综合实验

振动力学、材料力学关于压杆稳定性的综合实验可以拓宽学生思维与研究的空间，改善了人力资源和物质资源的利用效率，并具有实际的工程应用价值．

振动力学课程教学改革与实践探讨

本科教育是高等教育的基石,侧重于专业基础理论知识的学习,相比研究生阶段容易忽视对学生创新能力的培养及创新实践的指导.为了提升中南大学工程力学专业本科生创新思维能力,对《振动力学》课程的教学体系内容、教学手段和教学方法等方面进行了综合改革与实践探讨,在加强理论学习的同时,着重培养学生的创新思维能力,努力培养高素质创新型力学人才.

形象化教学方法在振动力学课程中的应用研究

振动力学是一门具有很强工程背景的专业基础课程,以工程实例中抽象出来的模型作为研究对象,采用力学与数学方法进行分析。课本中大量理论公式推导与计算增加了学生学习与理解的难度。根据振动力学课程的特点和学生学习心理,笔者阐明了形象化教学的必要性,提出了形象化教学的4个原则,即熟悉性、层次性、能动性和适当性,同时给出了形象化教学的应用实例。

振动力学双语教学实践与思考

总结了有关的振动力学双语教学工作。首先探讨了双语教学的重要性和目标。随后介绍教学班、教材选用、教学内容和为提高双语教学质量所采取的措施,最后分析了学生的意见反馈。

极端条件下气井油管柱振动力学行为的有限元分析

为了系统地、定量地分析极端条件下气井油管柱振动力学行为,根据新疆某油田油管柱结构尺寸,基于有限元法,建立了两种结构带封隔器的极端条件气井油管柱振动有限元力学模型,编写了极端条件下气井油管柱的振动动力学行为分析的APDL有限元程序,对该极端条件下气井管柱振动问题开展了系统分析和研究。研究表明:①对比改进前后管柱结构的前15阶模态和频率,改进后油管柱均有利于减缓振动对油管柱的损伤;②在瞬态动力响应方面,改进后的结构对事故高发(4200~5500 m)油管段内平均应力降低了约104 MPa,同时中和点也下移了231 m,均有利于提高极端条件下气井油管柱安全性及其疲劳寿命。结论表明,建立的模型可分析油管柱的振型,固有频率以及随时间历程变化的应力、速度、位移等,为极端条件下气井油管柱疲劳寿命预测、中和点变化以及油管柱在采气期间的振动力学机理提供定量的数据,同时为新井管柱设计提供了理论依据。

振动力学相关课程设置及教材分析

振动力学相关课程,是很多工科专业本科和研究生的重要课程,调研国内外主要大学相关课程设置及教材采用和推荐情况,对课程教学和教材改革有重要的参考价值.本文对国内、美国若干所主要工科院校振动力学相关课程设置的专业、学时数以及采用或参考的教材进行了调研.参照国内从早期到目前为止的大部分教材,并对照美国几本使用较广的教材,全面总结分析了国内振动力学相关教材的发展历程、编写特点.最后,对提高振动力学教材编写水平、非力学类工科专业的振动课程设置及教学提出了几点建议.

专业课中“五育并举”的实施案例分析——以“工程振动与测试(振动力学)”课程为例

以“工程振动与测试(振动力学)”课程为例,探讨满足专业课程的培养目标和“三全育人,五育并举”要求的教学手段,给出具体的实施案例。针对疫情期间学生居家学习不具备实验教学条件的情况,根据课堂教学内容和学生提议,因地制宜设置符合课程要求的作业,在振动力学教学中将理论分析与实践相结合,将培养学生解决实际问题的能力与培养学生热爱劳动和勇于创新相结合,完成振动力学课程中贯彻“三全育人,五育并举”的典型案例,为专业课能力、素质和品质教育的融合提供参考。

《趣味振动力学》评介

＂大众力学丛书＂又添新书,刘延柱教授著述的《趣味振动力学》已经由高等教育出版社出版（图1）.该书对振动力学这门应用广泛的力学分支学科用生动有趣、通俗易懂的方式进行阐述,使读者对振动力学的全貌有所了解.

振动力学中工程案例模型化实验教学的特点与实践

振动力学是工程力学专业的一门重要学位课,所分析的问题往往来源于工程实际,但在课堂教学过程中仅注重于振动方程的求解和振动系统特性的分析。学生对于振动力学中大量的物理概念缺乏直观、形象的认识,复杂而严谨的公式推导过程难以激发学生学习热情,教学效果往往不理想。结合工程案例,通过创新性模型实验的引入,建立实际工程结构振动案例与课程基本理论的联系,可以使学生对振动力学问题的物理概念有直观的认识,激发学生对振动力学课程学习的积极性。实践表明:在教学实践中引入工程案例的模型实验化教学,能促进学生自主学习能力的提高和创新思维的培养,具有很好的教学效果。

样品量对水泥水化反应过程影响的液态簧振动力学谱研究

采用液态簧振动力学谱(RMS-L)方法,对水灰比(w/c)为0.8,样品量为70 Hz的水泥净浆的水化过程进行了测量,并与样品量分别为50 Hz和90 Hz的水泥净浆的水化过程进行了对比分析.结果表明:与70 Hz样品量相比,样品量较小(50 Hz)的水泥浆体由于表面张力、浆体内部水泥颗粒的自由运动空间较小,使得诱导期损耗因子Qc-1并没有出现先增大后减小的过程;而样品量较大时(90 Hz),由于在稳定期水分子的缓慢扩散进入,在水泥颗粒表面生成钙矾石,固相体积增加使钙矾石薄膜局部胀裂,水化反应突然加速进行,接着新生成的钙矾石又将破裂处重新封闭,致使水化延缓,导致其共振频率一阶导数(dfc/dt)出现一个先增大后减小的过程.

湿度可控的液态簧振动力学谱方法及其应用研究

采用湿度可控的液态簧振动力学谱(RMS-L)方法,可实现样品周围相对湿度的恒定,精度可达约±1%RH.对两种相对湿度条件下,不同水灰比的水泥净浆水化过程进行了力学谱检测.结果表明,水泥净浆水化反应过程受环境湿度的影响可以被RMS-L方法灵敏地检测到.而且,在相对湿度较低的情况下,水灰比相同的等量的水泥净浆样品反应时间明显缩短,反应产物的内耗也较低,表明产物中的交联结构形成较多,具有更好的力学性能.因此,湿度可控的RMS-L方法可以对水泥净浆水化过程中湿度的影响进行灵敏的检测和研究,为水泥净浆水化反应研究提供一种新的方法和思路.

本科生振动力学课程教学探索与建设

振动力学是工程力学专业基础课。通过对本科生20余轮40个学时的讲授,在课程建设、教学改革等方面进行了成功的探索与实践,以期为同行提供启示和借鉴。