小型悬臂梁结构振动参数交互辨识方法

介绍了针对于小型悬臂梁结构振动参数辨识的交互方法,通过有限元计算结果和模态试验结果的相互修正,能减小传感器附加质量和有限元建模不准确对悬臂梁结构振动参数的辨识结果引入的误差,使得修正后的结果与结构实际振动参数更为接近。典型算例给出了方法的具体流程。

悬臂梁结构损伤检测仿真研究

以悬臂梁结构为研究对象,针对户外条件下结构损伤检测过程复杂、周期长、检测效果不理想的问题,提出了模态曲率变化率法。通过大型商用有限元软件ABAQUS,建立梁结构有限元模型,基于模态曲率变化率法构建损伤指标,对梁结构进行损伤检测定位,并与模态应变能法的损伤检测效果进行了对比。结果表明:模态曲率变化率法计算过程简单,能够准确快捷地对悬臂梁结构进行损伤识别定位。

悬臂梁结构Sm-Fe GMFs的磁致伸缩及幅频特性

采用离子束溅射沉积(IBSD)法在聚酰亚胺衬底上沉积不同厚度Sm-FeGMFs;采用磁致伸缩测量仪测试制备态和不同温度真空退火后薄膜悬臂梁结构自由端偏转量;利用赫姆霍兹系统测量制备态和真空退火后薄膜的幅频特性。结果表明:在低频(0～100Hz)范围内,检测到悬臂梁结构Sm-FeGMFs共振现象,薄膜经过200℃真空退火后,其低场磁敏性明显提高,在74.1Hz的频率下发生共振,其振幅可达到300μm,比制备态时提高了约3倍;制备的Sm-FeGMFs显示出优异的幅频特性,振动与驱动电流的响应曲线表现出很好的跟随性。

压电式发电的悬臂梁结构参数分析

针对如何提高悬臂梁压电式发电效率的问题,通过所建立的压电转换模型,分析了结构参数对输出电压的影响,在设计悬臂梁的结构参数时,尽量在结构强度允许的条件下,选择大的附加质量块与压电双晶片宽度,是获得较大输出电压的重要方法。分析还表明,虽然压电双晶片的长度lb对输出电压影响较大,为满足压电发电装置的微型化要求,在设计中参数限制了lb的选取范围。在低频工作区,参数附加质量块与悬臂梁沿x轴方向上的接触长度lm、压电陶瓷层的厚度tc对输出电压作用较弱。经设计与搭建的实验平台及测试系统,进行了测试结果与仿真分析相比较,结果表明理论分析是可信的。

悬臂梁结构对应变式位移传感器特性的影响

柔性悬臂梁是高精度、高分辨率应变式位移传感器的关键部件,它的材料、结构形状和加工精度等因素直接关系到传感器的性能,特别是影响传感器的灵敏度。为了能深入了解悬臂梁结构尺寸对应变式位移传感器的影响,从而实现传感器结构的优化设计,进行了理论分析和实验性研究,并给出了研究结果。

一种长悬臂梁结构动力学建模方法

为了有效抑制长悬臂梁结构在受到固定端持续传来的周期性振动时在远端连接处产生的疲劳破坏,保护悬臂梁结构,需要对其远端连接处保持的辅助支撑机构施加一定的主动抑振控制算法。为此提出悬臂梁结构动力学建模,为控制算法分析、参数设计和研究提供模型基础。在对欧拉-伯努利梁振动模型和柔性基础简化模型的分析基础上,根据固定端输入的周期性振动信号推导出辅助支撑点处的含柔性基础悬臂梁振动微分方程,并结合梁的结构推导出符合实际的结构动力学模型。通过计算仿真,获得柔性基础悬臂梁的动态响应并确认了模型的准确性。因此为长悬臂梁结构提供了一种有效的建模方案并对具有柔性基础的机械臂的振动抑制具有一定的借鉴意义。

基于小波包能量谱的装备悬臂梁结构损伤诊断

在机械结构发生损伤时,振动信号的频谱能量将表征机械结构损伤的类型及其位置等信息;引入小波包能量谱来判断机械结构的损伤类型,定义机械结构损伤的小波包能量谱评价因子,利用该因子可以判断机械结构的损伤位置;悬臂梁结构损伤诊断实验表明,该方法可以有效地识别悬臂梁结构的损伤类型及其位置等信息。

大采高综放面直接顶悬臂梁结构形成机理研究

针对酸刺沟煤矿6上105-2工作面大采高综放开采的特点,采用UDEC数值模拟软件模拟了顶板的断裂过程,并通过建立岩梁周期运动中的力学模型,推导出了两块体结构中后方块体未完全触矸和完全触矸时前方块体的极限下沉量表达式,建立了基于极限下沉量判断悬臂梁结构运动形式的判据wmax,研究了大采高综放面直接顶悬臂梁结构形成的判定条件和悬臂梁结构对工作面矿压显现的影响。研究结果表明:处于周期运动中的坚硬岩梁,若破断块体可回转的空间Δ>wmax,岩梁形不成稳定铰接结构,以悬臂梁周期破断的形式运动;若破断块体可回转的空间Δ<wmax,岩梁能形成传递水平力的稳定铰接结构。6上105-2工作面坚硬直接顶以悬臂梁的结构形式周期破断运动,该结构导致了顶煤超前于支架切顶线垮落,支架的有效支护阻力得不到充分发挥和工作面矿压显现非常强烈。

某发射塔起重机悬臂梁结构拓扑优化设计

基于有限元理论和拓扑优化方法,以某航天发射塔起重机悬臂梁为研究对象,以刚度值的质量控制为目标,通过理论建模、静力学计算和拓扑计算对悬臂梁进行质量优化,经对比分析确定最优结构形式。结果表明:优化后的结构性能和经济性能满足工程要求。目前该设计已经在工程实践中成功应用。

基于残余模态力的装备悬臂梁结构损伤诊断

针对装备悬臂梁结构损伤诊断问题,提出基于残余模态力的结构损伤诊断方法。定义残余模态力(残余模态力向量)和结构单元损伤因子(结构单元损伤因子向量)的概念,分别应用于判断装备结构是否存在损伤以及指示损伤单元的位置和程度,并分别进行3种状态的仿真实验。实验结果证明:该方法可有效地识别装备悬臂梁结构的损伤类型及其位置和程度等信息,对于装备悬臂梁结构诊断是科学有效的。

自升式钻井船悬臂梁结构强度对比分析

针对大吨位自升式钻井悬臂梁结构进行动态负载受力分析时,(复杂海况下常规结构强度分析方法)存在分析可靠性较低的不足,且无法保证足够的安全分析系数。为此提出自升式钻井船悬臂梁结构强度对比分析。依据静态力学分析确定静态环境下悬臂梁受力对比结构系数,根据阿布里科索夫对比分析方法,构建动态负载分析模型,求出动态负载下结构受力强度对比结构系数;依托悬臂梁的特殊制造工艺,计算悬臂梁结构强度制造工艺影响对比系数,根据相关对比系数,进行自升式钻井船悬臂梁结构强度对比分析。试验数据表明,提出的自升式钻井船悬臂梁结构强度对比分析较常规分析方法,分析可靠性提升49.14%,适合不同吨位的自升式钻井船的悬臂梁结构分析。

普通高中通用技术“悬臂梁结构模型”项目教学的开发与应用

“悬臂梁结构模型”的设计与制作是为通用技术学科设计的一个项目，它体现了高中通用技术课程的综合性和实践性特点。这个项目不仅能为学生认识技术世界、提高技术素养创建情境、预设任务、搭建平台，而且有利于促进通用技术课程的良性、可持续发展。

大跨度装配式悬臂梁结构简介

成都市体育场的看台顶棚由块体拼装式预应力悬臂大梁和彩色钢制波形瓦组成,悬臂梁最大长度达28m,是国内最大的一个。该工程由中国建筑西南设计院设计,成都市建二公司总包,四川省建筑科学研究院承担了跨度最大的一榀悬臂梁的顶应力张拉工艺试验及荷载试验。悬臂梁由五段组成,第一段梁与柱现浇在一起,以后四段均为分段预制逐块吊装,逐块张拉成整体、大梁伸出长度由8.8m增至28m。

某型悬臂梁结构散热器振动强度分析及结构优化设计

近年来,航空发动机悬臂梁结构散热器产品数量增多,部分产品在进行振动试验时安装耳片处出现振裂故障,为避免此类产品振动故障的发生,采用ANSYS对某悬臂梁结构散热器进行随机振动分析。结果表明:产品应力最大处位于安装耳片过渡圆角处。在产品设计时,应着重考虑安装耳片处的强度,以降低产品振动时出现故障的风险。

基于质量控制的悬臂梁结构设计研究

本文首先介绍了悬臂梁结构在汽车上的应用及质量风险、质量控制方法、悬臂梁结构的定义和特性,然后通过具体质量缺陷案例,分析了悬臂梁结构在汽车上典型的质量缺陷以及解决方法,最后总结出悬臂梁结构设计应当考虑的注意事项,来弥补车身本身特性会产生质量缺陷。本论文为汽车上运用悬臂梁结构设计时提供了一种质量控制方法。

变截面悬臂梁结构动载荷辨识方法

在航空航天领域,作用在结构上动载荷的确定对结构健康监测是非常必要和重要的。为此,本文以类似机翼结构的变截面悬臂梁结构为研究对象,提出了一种基于光纤光栅传感器与卡尔曼滤波器的动载荷识别方法。首先,根据变截面梁单元形式,推导出变截面梁的质量矩阵与刚度矩阵,建立动力学运动方程。然后,以光纤光栅传感器测得的应变信息作为观测信号,通过卡尔曼滤波器生成的增益矩阵、新息序列矩阵以及协方差矩阵,得到灵敏度矩阵和估计力的增益矩阵。在此基础上,利用广义回归模型及其最小二乘算法,估算出动载荷大小、判断出动载荷激励位置。借助数值仿真与实验手段,分别验证了该方法对于单点正弦激励、方波激励、锯齿波激励以及多点同时激励等工况下的动载荷识别效果。结果表明,本文所提算法具有较好的动载荷识别效果和噪声抑制能力,能够为未来风洞试验和真实飞行试验环境中诸如大展弦比机翼表面气动压力等载荷实时辨识、气动外形自适应控制以及结构健康监测提供技术支撑。

双晶悬臂梁式压电换能器建模与结构参数分析

针对如何提高悬臂梁压电发电效率的问题,通过对压电换能器进行力学分析并建立了一个电路等效模型,从而得到了悬臂梁谐振角振频率和输出功率的计算公式。通过代入数值进行计算仿真得出结构参数对输出功率的影响的曲线。通过分析得出:在设计悬臂梁的结构参数时尽量在结构强度允许的条件下选择更重的附加质量块,电极长度和梁的长度比值为0.8,压电陶瓷和金属层厚度比为0.25,能提高换能效率等结论。

含主动约束阻尼悬臂梁两种减振机理的模拟

以部分贴敷主动约束阻尼(active constrained layer damping,简称ACLD)悬臂梁为对象,研究了其所包含的两种减振机理的模拟方法。首先,通过分析ACLD结构的受力及变形,描述了ACLD减振中所包含的黏弹性层剪切耗能和压电层反相阻滞作用两种减振机理;其次,将黏弹性剪切变形体现在形函数中,再结合压电方程与力学公式推导出压电阻滞力,创建了包含两种减振机理的ACLD处理复合梁的动力学模型;最后,通过组建的ACLD悬臂梁减振实验系统对仿真分析结果进行了验证,同时对比分析了仅包含被动约束阻尼或压电反相阻滞单一减振机制以及ACLD处理时复合梁的时域响应。结果表明:仿真计算与实验值的最大偏差为18.6%,证明了所创建的包含两种减振机理分析模型的合理性;ACLD由于同时包含两种减振机理,其减振效果要优于单一的振动控制方法。

大采高综采顶板短悬臂梁-铰接岩梁结构与支架工作阻力的确定

针对大采高综采工作面矿压显现强烈,支架工作阻力确定依据不足等问题,采用现场实测、数值模拟相结合的方法进行研究得到:采高增加后,煤壁前方破坏面积及支承压力峰值明显加大、煤壁易发生片帮冒顶、采场顶板活动范围明显加大、顶板断裂线前移、岩层间离层量增加。依据大采高采场直接顶及基本顶新概念及新判别公式,提出大采高采场顶板易形成"短悬臂梁-铰接岩梁"结构,以及大采高综采支架工作阻力的计算公式。通过理论研究直接顶厚度、直接顶垮落步距、基本顶厚度、基本项垮落步距、采空区矸石碎胀系数以及采空区矸石刚度对支架工作阻力的影响,结果显示直接顶及基本顶垮落步距对支架工作阻力影响较大。

基于COMSOL MULTIPHYSICS的多层介质悬臂结构特性研究

本文对多层介质悬臂梁结构特性进行了研究。根据Castigliano位移理论,对等效单层介质模型的结构刚度进行了修正,推导出适合于多层介质的等效结构刚度通式,更准确地表征出多介质悬臂梁结构的力电特性。同时,利用COMSOL Multiphysics软件对多介质层悬臂梁结构进行模拟分析,结果表明,当介质层数从2层增加10层时,等效结构刚度增加了1.9671 N/m,系统基本频率提高了22 Hz。在偏置电压为8 V的条件下,随着悬臂梁内部层数从2层增加到10层时,位移量从613 nm减小到544.2 nm。分析得出,同一悬臂梁随着内部介质层数的增加,由于各层材料的杨氏模量和热膨胀系数不同,层与层之间的形变产生了相互抑制作用,同时各介质层之间存在的静摩擦力产生了粘滞效应,等效结构刚度逐渐增大;固有频率及动态性能随着介质层数的增加而提高。