基于非线性输出频响函数的NES动力学参数设计

基于非线性输出频率响应函数(Nonlinear Output Frequency Response Function,NOFRF),对引入了被动非线性消振器(Nonlinear Energy Sink,NES)的单自由度振动系统进行了分析,从频域分析的角度评价NES的振动抑制效果,对其进行动力学参数设计。首先,建立了引入NES的振动系统非线性动力学模型。然后,通过数值仿真,对单自由度系统进行了非线性输出频率响应函数分析和输出频率响应分析,从频域分析的角度解释了在原振动系统中引入NES对原系统固有频率几乎没有影响的原因。最后,通过分析NES各参数对振动抑制效果的影响,对NES进行了动力学参数设计。本文得出的分析结果对于工程领域中NES的设计具有非常重要的指导意义。

预变形对非线性结构响应特征的影响

含有大变形非线性约束的结构中,往往存在不同程度的预变形,导致系统静平衡点的改变.预变形的存在使得系统的动力学控制方程同时含有平方和立方非线性.实验结果表明,较小的激励力就能激发出含预变形非线性结构的软弹簧频响特征.以实验中的参数作仿真分析,结果表明,随着预变形的逐渐增大,非线性结构频响特征呈现从硬弹簧特性向软弹簧特性的转变,并求出了转变过程的临界变形.而随着外载荷幅值的增大,则是从软弹簧特性向硬弹簧特性转变.在不同预变形和激励力幅值下,还出现了超谐波共振和次谐波共振的现象.

随机激励下非线性振动系统特性的定性分析

求解李雅普诺夫方程,可直接获得平稳随机振动响应协方差矩阵.用等效线性化方法处理非线性系统,通过多次迭代求解李雅普诺夫方程可得到稳定的等效线性系统参数,从而获得一种多自由度非线性系统特性定性分析方法,为实际的非线性动力学系统建模提供了理论依据.对几个实例进行了仿真分析,结果验证了该方法的有效性.

Ni单原子催化剂表面CO2电还原动力学的电化学谱学解析

针对Ni单原子催化剂表面的CO 2电还原反应(CO 2RR),提出了以Ni为活性位点的“单中心”机理以及同时借助Ni位点还原和碳氮锚定位水解的“双功能”机理.依据稳态极化的实验结果,开展了CO 2RR的动力学解析与模型参数的敏感性分析;借助暂态模型方程,分别获取可表达CO 2RR线性与非线性频响特征的电化学阻抗谱(EIS)与总谐波失真(THD)谱.研究结果表明,CO 2的溶解分压对CO 2RR活性影响最显著.若CO 2RR遵循“单中心”机理,Ni位点COOH ads的形成为速率控制步骤;但若为“双功能”机理,碳氮锚定位的水解与Ni位点的CO 2,ads还原同为速率控制步骤.EIS理论上可用于区分CO 2RR的“单中心”机理与“双功能”机理;与之相比,THD谱在CO 2RR的机理识别中并无优势.

软土地铁盾构隧道垂向随机振动分析模型

针对我国地铁盾构隧道与长枕埋入式整体道床的常用形式,基于车辆-轨道耦合动力学理论,并通过引入软土动刚度与应变的非线性关系表达式,建立了软土地铁盾构隧道垂向随机振动分析模型,用以研究非线性变化的软土动刚度对地铁盾构隧道随机振动的影响规律。研究结果表明:当软土动刚度随应变频响非线性变化时,盾构隧道随机振动在10Hz以上的中高频段呈下降趋势,与此同时10Hz以下隧道低频振动不降反升,其上升幅度明显高于隧道中高频振动的下降幅度;此外,从地基反力幅频曲线的变化来看,非线性变化的软土动刚度既影响地基反力频域幅值大小,还会导致反力幅值在频域内的重分布,特别是10Hz以下的低频段。