基于改进半正弦模型的人致振动响应

为研究跳跃荷载对结构振动的影响,首先,提出了改进半正弦模型,建议了人群跳跃荷载模型特征参数;然后,推导了单人跳跃荷载作用下简支梁动力响应解析解;最后,以荆州市万达金街人行天桥为例,对比了跳跃荷载作用下结构加速度响应试验值与数值解,验证了改进半正弦模型的适用性。研究结果表明:改进半正弦模型计算值与实测值的最大误差为2.8%,半正弦模型和半正弦平方模型的相应最大误差分别为23.4%和7.1%;跳跃频率为2.3 Hz时,跳跃荷载频率与结构的一阶自振频率接近,导致结构产生共振;在中高频段,改进半正弦模型响应结果与实测值更为接近;该类结果对跳跃荷载精确模拟具有参考借鉴意义。

半正弦荷载下修正Burgers模型沥青混合料变形特性研究

基于修正Burgers模型中各元件的本构模型,在模拟公路交通荷载作用的情况下,引入半正弦波形荷载,重新推导了修正Burgers模型。此模型满足了Boltzmann叠加原理,更加精确地反应了沥青混合料的粘弹性变形,更加精确地计算了沥青混合料的永久变形,可应用于公路工程中沥青公路的粘弹性分析。

半正弦波冲击试验的测量不确定度评定

电工电子环境试验中,冲击试验是较为常见且重要的力学试验。冲击试验一般包含典型的半正弦波冲击、后峰锯齿波冲击、梯形波冲击。笔者结合GB/T 27418[1]和JJG 1174[2]的两个标准,利用有代表性气动冲击台进行实际测量,通过对半正弦波冲击试验的加速度、脉宽持续时间、速度变化量的测量进行测量不确定度评定,旨在提高其检测结果质量,也为改进试验方法提供进一步的参考。

半正弦脉冲激励下考虑易损件的正切型包装系统冲击特性研究

研究考虑易损件的正切型包装系统在半正弦脉冲激励下的冲击特性。建立二自由度非线性产品包装系统模型,得到冲击动力学方程并数值求解。提出适合描述考虑易损件的产品包装系统三维冲击谱新概念,并进一步讨论了频率比、脉冲激励幅值和系统参数对易损件冲击谱的影响规律,结果表明,频率比、脉冲激励幅值和系统参数对易损件冲击响应峰值影响显著,研究结论为产品包装设计提供科学依据。

半正弦波形发生器的非线性动力学模型及模型参数标定方法研究

借鉴有阻尼达芬方程、圆柱形橡胶隔振器的静刚度和冲击刚度经验公式,建立了预测半正弦波形发生器冲击波形的非线性动力学模型。该模型综合考虑了半正弦波形发生器的尺寸、硬非线性、阻尼、冲击初速度等复杂因素。结合冲击试验机和龙格库塔方法,给出了半正弦波形发生器冲击波形的测量和计算方法。以预测波形和实测波形的确定系数最小为优化目标,采用量子遗传算法对模型中的相关参数进行反辨识,同时也验证了该非线性模型针对半正弦波形发生器在冲击激励下的动力学行为的极限描述能力。结果表明,所建立的模型精度较高,其中峰值和脉宽误差均在5%以下,波形拟合误差小于15%。该模型及参数反辨识方法有助于精确地设计半正弦波形发生器。

双曲正切包装系统在半正弦脉冲作用下的冲击特性

研究双曲正切包装系统在半正弦脉冲作用下的冲击响应。结果表明：脉冲幅值m、系统参数Fm及阻尼ξ对系统冲击谱和破损边界曲线有显著的影响，且该包装系统与立方型和正切型包装系统在冲击响应上有着本质的区别。

半正弦窗的衍生形式及其特征分析

为得到更加精确的幅值或频率 ,本文提出了一种新的窗函数——衍生半正弦窗。它的构造方法是对半正弦窗函数施加一个指数 ,指数的大小决定它扁平程度。指数趋于 0则窗函数趋于矩形窗 ,指数变大则趋于尖锐。通过数字方式研究了衍生半正弦窗的特性 ,发现它具有更大的灵活性 ,根据对频率分辨率和幅值精度、旁瓣衰减的侧重 ,可以构造一个需要的窗函数。为方便使用和对比 ,给出了衍生半正弦窗及其他常用窗函数的参数表。文中给出一个例子 ,对一个复信号用衍生半正弦窗进行加窗处理 ,用 FFT计算它的幅值谱 ,结果证明衍生半正弦窗具有比较理想的特性。

沥青路面在半正弦荷载下的力学响应

研究轮胎/路面的接触印迹特征及随机荷载作用特点,采用ABAQUS软件构建路面结构三维有限元模型,对半正弦荷载作用下的沥青路面力学响应进行分析。结果表明,半正弦荷载作用下沥青路面的上面层和中面层出现应力应变集中,应力应变值随路面深度的增加而逐渐减小;沥青路面的竖向、横向及纵向应力最大值均出现在上面层,且竖向应力最大,横向应力次之,纵向应力最小;竖向、横向应变最大值出现在上面层,纵向应变最大值出现在上-中面层,且路面结构内部出现反复的纵向拉-压变形,这很可能是沥青路面轮迹带附近材料产生疲劳损坏的根本原因。另外,荷载作用时间和路面温度对沥青路面应变的影响要大于其对应力的影响,路面温度的升高导致应变增大且延迟了残余应变的恢复时间。

利用数值方法模拟橡胶波形发生器生成半正弦冲击波

采用跌落式冲击试验机机械模拟半正弦冲击波,以半正弦冲击波形产生的基本力学原理以及橡胶波形发生器在准静态压缩情况下的材料非线性为基础,建立描述橡胶波形发生器生成半正弦冲击波过程的理论计算模型。采用该方法得到的台面加速度-时间关系曲线试验结果与模型计算结果基本吻合,说明模型能够合理有效地模拟和预测冲击试验机台面的近似半正弦冲击波形。

半正弦波相关型三维激光雷达

提出了基于半正弦波-方波相关法的凝视成像三维激光雷达.用傅里叶级数展开对新方法进行了分析.理论分析表明,半正弦-方波相关可以在抑制高频噪音的同时加大调制的交流分量.基于新相关方法的探测系统可以在不损失测距准确度的条件下可以获得更大的输出光功率从而获得更大的探测距离.采用基于新方法的探测装置对～70m外约100m2的目标进行了探测实验.实验结果表明,基于新方法的激光雷达在60m处的分辨率约为0.3m,从而验证了理论分析的结论.

半正弦脉冲激励下洗衣机的冲击谱分析

建立了洗衣机的冲击振动模型．研究了半正弦脉冲激励下洗衣机的冲击响应。箱体和桶体具有不同的冲击谱峰值．它们都随缓冲垫刚度分配参数β和ó变化。

半正弦激励下烤箱脆值及破损边界曲线试验分析

目的为了获取烤箱产品在半正弦激励下的破损边界曲线和机械冲击脆值,解决因脆值选取不合理而造成的过包装问题。方法参考ASTM D 3332及相关理论,并通过预试验确定试验的相关参数,根据预试验参数,分别进行产品临界速度变化量测定试验,以及临界加速度测定试验,从而确定产品的破损边界曲线和脆值。结果该产品的临界速度变化值Δvc=2.27 m/s,第1次和第2次临界加速度测量值分别为Gm1=72.93g,Gm2=65.06g,脆值G=52g,并得到了破损边界曲线。结论试验结果为缓冲包装设计提供了可靠的脆值数据,为包装结构设计的合理性提供依据;试验中运用的产品破损边界曲线及产品本身的机械冲击脆值的测定方法对同类试验具有一定参考意义。

机车钢化玻璃在半正弦波动态加载下的力学特性

区别以往矩形波加载技术,将SHPB半正弦波加载技术运用到测试机车钢化玻璃动态本构关系中,研究钢化玻璃在中低应变率下的力学特性;试验中利用半正弦波加载实现了恒应变率加载,并且消除P-C振荡效应,加载应力平衡,试验数据可信度较高;根据试验结果可知,钢化玻璃材料σ-ε关系具有双线性特性,且率相关性特征明显,应变率在326 s^(-1)以下时,最大主应力与应变率可拟合为较好的线性变化关系,斜率约为2.76,应变率在326 s^(-1)~529 s^(-1)之间,最大主应力随应变率增加增幅放缓,呈现斜率逐渐减小的上凸抛物线变化规律。

半正弦脉冲激励下双线性包装系统位移损坏边界确定的解析方法

运用包装动力学中的位移损坏边界新理论 ,选择简化自典型缓冲系统的双线性动力学模型 ,用解析方法首次获得了半正弦脉冲激励下的位移损坏边界。论文的分析思路与方法 。

半正弦波冲击下瓦楞纸板缓冲包装衬垫破损边界的研究

以瓦楞纸板平压本构模型为基础,建立动力学方程,研究相关参量对瓦楞纸板缓冲包装系统冲击谱和破损边界的影响,并通过数值计算得到结果,表明瓦楞纸板缓冲性能与阻尼系数、线性参量、正弦参量及正切参量关系显著。

发动机半正弦波脉冲冲击下固体火箭动力倒飞和软着陆时的位移响应

针对现有固体火箭位移响应未完整求解的情况,对延迟时间进行杜阿迈尔卷积定积分,可推导出固体火箭的位移响应。将火箭在动力倒飞及软着陆的位移响应和发生时间进行逐一比较,获得位移冲击谱和最小发生时间。研究结果表明:在动力倒飞阶段,无量纲的火箭位移响应不会恒等于0。在软着陆阶段,无量纲的火箭位移响应有可能恒等于0;当脉冲冲击持续时间较短时,火箭位移响应最大值发生在冲击作用结束以后的软着陆阶段;当脉冲冲击持续时间较长时,火箭位移响应最大值发生在冲击作用范围内的动力倒飞阶段;火箭的位移达到最大值时,相应的发生时间不是唯一的,存在多个发生时间使位移取得最大值;火箭位移响应最大值的计算结果与实验数据之间的相对误差为-9%~7%,火箭位移最大值发生时间的计算结果与实验数据之间的相对误差为-6%~8%。

半正弦波冲击时发泡聚苯乙烯衬垫破损边界曲线的研究

为研究发泡聚苯乙烯缓冲衬垫包装材料在半正弦波脉冲激励下的冲击响应 ,建立了动力学模型 ,应用数值计算方法 ,从而得到产品包装系统的冲击谱和破损边界曲线 ,结果表明 ,脉冲幅值、发泡聚苯乙烯缓冲衬垫的系统参数 (α、β)对系统冲击谱和破损边界曲线有显著的影响。

半正弦波冲击时立方非线性产品包装损坏边界曲线

通过建立增量方程，应用三次Ｂ样条函数配点法，求得了半正弦波冲击时具有立方非线性产品包装损坏边界曲线，讨论了硬非线性和软非线性、易损度对产品损坏边界的影响。

半正弦波脉冲激励下斜支承系统冲击特性

以斜支承弹簧系统为研究对象,考虑半正弦波脉冲激励,建立系统几何非线性冲击动力学方程。以系统响应加速度峰值与脉冲激励幅值之比为描述系统的响应指标,系统支承角及无量纲脉冲时间为变量,构建系统三维冲击谱。利用四阶龙格-库塔数值积分讨论系统支承角、无量纲脉冲激励时间、无量纲脉冲激励幅值以及系统阻尼等对系统响应的影响。研究表明,系统响应对脉冲激励时间存在敏感区域,控制系统的刚度可避开敏感区;系统支承角对响应影响较大,随支承角的减小,系统响应峰值敏感区域变大;随脉冲激励幅值增加系统响应峰值波动加剧,且敏感区域变大;增加系统阻尼可有效地改善系统抗冲击特性。

深部岩体半正弦应力波扰动下的层裂试验研究

针对深部岩体在应力波扰动作用下所呈现出的层裂破坏现象,基于一维弹性波理论,首先阐明了一个简单的半正弦应力波在单个岩石杆件中的传播机理,并剖析其层裂破坏原理;依据净拉应力与动拉伸强度等特征因子,刻画并表征了其破坏过程。进而,采用SHPB设备开展了岩石杆件的层裂试验,发现层裂后岩石杆件其破坏断口较为齐整,并且与拉伸应力方向基本保持为垂直,属于典型的I型拉伸破坏。并且,层裂长度与理论分析值表征出一致的规律,亦即随着层裂次数增加,岩石杆件断裂的长度将逐渐增大。进一步地分析并揭示了岩石介质发生层裂的根本原因,是由于岩石处于强扰动所致的动力效应与岩石样品自身不均匀性、非线弹性及各向异性所体现出的结构效应而共同作用、相互耦合所引起的。文中所揭示的某些岩石工程破坏行为背后的固有本质,可对岩土工程的精细化开挖与支护设计、岩爆预警与监测等提供相应的理论支撑,其对于深部地下工程的强动力扰动行为与渐进失稳破坏现象,亦有一定的理论指导意义与工程应用前景。