Nonlinear dynamic response of beam and its application in nanomechanical resonator

Nonlinear dynamic response of nanomechanical resonator is of very important characteristics in its application. Two categories of the tension-dominant and curvaturedominant nonlinearities are analyzed. The dynamic nonlinearity of four beam structures of nanomechanical resonator is quantitatively studied via a dimensional analysis approach. The dimensional analysis shows that for the nanomechanical resonator of tension-dominant nonlinearity, its dynamic nonlinearity decreases monotonically with increasing axial loading and increases monotonically with the increasing aspect ratio of length to thickness; the dynamic nonlinearity can only result in the hardening effects. However, for the nanomechanical resonator of the curvature-dominant nonlinearity, its dynamic nonlinearity is only dependent on axial loading. Compared with the tension-dominant nonlinearity, the curvature-dominant nonlinearity increases monotonically with increasing axial loading; its dynamic nonlinearity

武汉地区典型土类动力非线性参数的统计分析

利用武汉地区地震安全性评价报告中共振柱实验获得的1 403组土动力非线性参数数据,统计出武汉地区7种不同土性不同埋深的土类在8个典型应变下的动剪切模量比和阻尼比的平均值。根据2个工程场地在实验值、统计平均值、规范值输入下的土层地震反应分析结果,对比分析了3种土动力参数值对场地地震动参数的影响,对所给出的平均值的合理性进行分析。结果表明,与规范值相比,统计平均值与实验值的土层地震反应分析结果基本一致,计算结果真实合理,可供武汉地区场地土动力学参数实验数据缺乏时参考使用。

堤坝边坡地震反应数值模拟平台与计算方法

首先,介绍了基于Open Sees独立开发的一套边坡地震反应与稳定性分析三维有限元计算软件Slope SAR;借助该计算平台建立了均质黏土边坡三维有限元动力分析模型。模型中选用土的多屈服面弹塑性本构模型模拟黏土的动力属性,沿振动方向的人工截断边界使用我们提出的动力自由场边界处理;据此,在模型基底输入El Centro地震波进行边坡地震反应分析。基于此,进一步讨论了坡顶局部负载与输入地震动特性对边坡地震响应的影响。结果表明,边坡对输入的地震动沿坡面起到放大作用;随着局部均布荷载长宽比逐渐增大,边坡地震响应以局部负载与地震动共同控制为主;边坡对输入地震动的低频分量存在放大作用,且对处于边坡自振频率附近的地震波放大作用特别明显;输入地震波特性对坡肩加速度傅氏谱峰值影响不大。应该说,Slope SAR有助于进一步开展各类边坡地震反应规律及失稳机制的研究。

基于承载接触仿真的双重功率分流系统动态特性

为了解决双重功率分流传动系统的动态特性问题,建立该系统的动态力学模型。采用轮齿几何接触分析和承载接触分析方法对齿轮副实际啮合过程进行仿真,得到齿轮副的时变啮合刚度激励,提高了计算的精确度;采用集中质量法,建立了传动系统的弯-扭耦合动力学微分方程;采用自适应变步长四阶龙格-库塔法求解,得到系统的频域和时域响应,分析了各级齿轮副传递的动态载荷的变化特点。结果表明:通过系统动力学模型的建立、求解和分析为其动态设计提供了依据。通过与相关实验进行对比,验证了其正确性。

超高层建筑束筒结构受确定性动力作用的半解析分析

将超高层建筑束筒结构与其基础等效连续化为一个支撑在半无限大弹性地基上具有三维连续分布刚度和质量特性的加劲薄壁筒组合体,并以此模型,对其在多维简谐动力作用下的稳态反应进行了半解析分析,并计算出了共振响应,那就是当激励荷载的频率与结构系统的自振频率很接近时,结构的动力响应会出现非常大的突变。计算结果表明:模型的简化是合理的、可行的,从而为超高层建筑束筒结构的整体动力分析提供了一种可行的方法,并给出了几点对此类结构的抗震设计有指导意义的结论。

考虑易损件的发动机斜支承减振系统冲击特性研究

以考虑易损件的发动机斜支承减振系统为研究对象,建立了半正弦波脉冲激励下系统非线性动力学方程,利用龙格-库塔法对易损件冲击特性进行数值分析。以易损件加速度响应峰值与脉冲激励幅值之比为易损件在冲击作用下的响应指标,脉冲激励时间、系统频率比作为变量,构建了易损件的三维冲击响应谱。讨论了脉冲激励幅值、系统支承角以及系统质量比等对冲击响应谱的影响规律。研究表明,脉冲激励幅值、系统支撑角、系统频率比等对易损件冲击响应峰值影响显著,增加系统频率比可使易损件加速度响应峰值明显降低,低频率比条件下增大质量比可抑制易损件加速度响应峰值。研究结论可为发动机斜支承减振系统的设计提供理论依据。

武汉地区土体动力非线性黏弹性模型及其ABAQUS软件的实现

选取武汉地区粉质粘土土样进行了共振柱试验,测得了武汉地区粉质粘土的动剪切模量G、阻尼比μ及动剪切模量比G/Gmax与动剪切应变γ之间的关系。基于试验数据拟合出了Davidenkov骨架曲线的主要参数并利用通用有限元软件ABAQUS,开发了土体动弹塑性本构模型子程序。选择二维粉质粘土自由场作为研究对象进行了有限元非线性地震反应分析,计算结果表明所建模型是准确可靠的。