Predicting test data of aluminum honeycomb sandwich board based on volterra adaptive filters

Random vibration test was done on aluminum honeycomb sandwich board. The result suggested that chaotic behavior is found in the test data. The Volterra expression can not be gained from the input and output data directly in this paper. The state space reconstruction was used to convert the system observed data into the quasi-input/output pairs, and the second-order Voherra adaptive filter was used to predict the test data. It is shown that combining the state space reconstruction with the Volterra adaptive filter, these chaotic series could be accurately predicted.

3D打印梯度随机蜂窝夹芯结构耐撞性研究与多目标优化设计

蜂窝材料具有轻质、高比吸能等优良的能量吸收性能,被广泛应用于各类吸能防护结构,本文基于Voronoi图形和3D打印技术,设计并制备了新型梯度随机蜂窝夹芯结构,建立其三点弯曲加载的有限元模型,并进行了试验验证,进而基于数值模型开展了其耐撞性研究以及多目标优化设计,研究结果表明,均匀随机蜂窝夹芯结构中,较低随机度的蜂窝夹芯结构具有更好的能量吸收特性,壁厚增大增加比吸能的同时因其细观变形模式由塑性铰主导而具有较大的承载波动系数,相对密度一致时,胞元尺寸不同的随机蜂窝夹芯结构的比吸能相差不大,胞元尺寸的减小使变形过程更加平稳而降低了承载波动系数;对于胞元尺寸梯度、壁厚梯度随机蜂窝夹芯结构,正梯度的引入增大了加载端强度,使得吸能指标提高;基于非支配排序速传算法(non-dominated sorting genetic algorthm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ),对正梯度随机蜂窝夹芯结构进行多目标优化,得到的优化结果相比于未进行优化设计的均匀随机蜂窝夹芯结构,比吸能提高了33.9%。

随机振动下蜂窝纸板振动传递特性分析

从理论上推导了随机振动条件下振动传递率的计算公式;试验研究了蜂窝纸板在不同加速度、频率和应力的随机振动下的振动传递特性,得到了振动传递率曲线和峰值频率。不同随机振动试验计算出的振动传递率几乎相同,与正弦扫频试验结果非常接近。这表明了利用随机振动试验分析蜂窝纸板的振动传递率是可行的,为蜂窝纸板缓冲包装设计提供了基本数据。

冲击荷载下含随机缺陷的梯度蜂窝材料的力学性能

蜂窝金属材料由于生产工艺而产生材料梯度及随机缺陷等是不可避免的。本工作以材料梯度和随机缺陷为基础,探究了不同梯度和随机缺陷下蜂窝材料的动态力学性能,并通过变形均匀系数Φ来定量分析不同工况下材料的变形模式。结果表明:(1)无随机缺陷时,低速(v=20 m/s)冲击下,单层蜂窝材料的变形模式呈“X”型,多层蜂窝材料呈“V”型;高速(v=60 m/s)冲击下,蜂窝材料的冲击端出现惯性坍塌带,相对密度较小处出现“V”型变形带。有随机缺陷时,蜂窝材料的坍塌变形带呈弥散分布。(2)适当的随机缺陷和蜂窝梯度有利于改善整体材料变形,使材料的变形均匀系数Φ降低。(3)低速冲击下蜂窝材料的平台应力随梯度增加而降低,高速冲击下则随梯度增加而增加。同时,蜂窝材料的平台应力随缺陷率增大而降低,当随机缺陷率超过15%时,平台应力急剧降低,此时,随机缺陷率是影响材料动力学性能的主要因素。

基于Lyapunov指数的铝蜂窝板频率漂移机理分析

为研究频率漂移现象,对两块不同形状的铝蜂窝夹层板在不同量级下进行随机振动试验,发现固有频率随激振量级增加下移。对可产生频率漂移原因进行了分析,排除了试件损坏及试验条件导致的原因。同时,引入混沌理论,计算出振动数据的最大Lyapunov指数大于零,证明振动中存在混沌现象,证实蜂窝板中的非线性是导致频率漂移的主要原因。

随机激励下铝蜂窝夹层板非线性特性研究

为研究铝蜂窝夹层板的非线性动力学特性,对铝蜂窝夹层板做不同激振量级下的随机振动试验,并作出非线性幅频图。系统的非线性频响函数的共振放大倍数随着激振量级的增加而减小,其特征与应用等效线性化及FPK法计算的带有非线性阻尼的系统理论得出的结果相似,拟合结果也表明试件的等效阻尼系数随外激励变化而变化,故得出文章中的试件带有非线性阻尼特性。铝蜂窝夹层板具有非线性阻尼特性这一结果可对航天器建模提供理论参考依据。

基于蜂窝加肋板结构参数匹配抑制光学卫星随机响应

以结构参数的最优匹配为设计目标,提出了一种改善光学卫星振动环境的新思路。针对某光学卫星振动试验中出现的蜂窝顶板随机振动响应过大的问题,研究了加强肋在降低简支蜂窝板随机振动响应中的作用。分析了该光学卫星蜂窝板结构的特点,探讨了它的随机载荷以及在其激励下蜂窝板式结构的动力学响应。结合卫星自身结构上的需要,提出了一种通过添加特定截面H型加强肋的方法来降低蜂窝板的响应。利用有限元法对外形尺寸为1 000mm×1 000mm×30mm的蜂窝板模型进行随机振动分析验证,结果显示:H型加强肋能显著降低蜂窝板的振动响应,有明显减振效果。最后,根据整星振动试验结果对卫星力学模型进行了修正,并利用该方法对修正后的模型进行动力学分析和优化,分析结果表明顶板响应降幅达到了40%,为系统可接受范围,证明了提出的方法很好地抑制了结构的随机振动响应。

二维随机蜂巢网格熔断动力学过程和熔断面标度性质的数值模拟

石墨烯等材料具有典型的二维蜂巢结构,而随机电阻丝模型则是研究非均匀材料断裂十分有效的统计物理学模型.本文尝试对二维蜂巢结构随机电阻丝网络熔断的动力学过程及熔断面性质进行数值模拟分析,以此来研究二维非均质蜂窝材料熔断的动力学性质和熔断面的动力学标度性质.模拟研究表明,二维随机蜂窝网格的熔断动力学过程和熔断面具有明显的标度性质,得到的熔断面整体和局域粗糙度指数分别为α=0.911±0.005和α_(loc)=0.808 ± 0.003,这两者之间的明显差异表明熔断面具有奇异标度性.通过对熔断面极值高度的分析发现,熔断面高度的极值统计分布能很好地满足Asym2sig型分布,而不是最常见的三种极值统计分布.本文的研究表明,随机电阻丝模型在模拟非均匀材料的电流熔断过程和熔断表面标度性的分析中同样适用和有效.

蜂窝结构圆柱壳体模态密度

本文对蜂窝结构圆柱壳体模态密度进行了理论和试验研究,建立了蜂窝结构圆柱壳体模态密度的计算公式,根据等效圆柱壳概念,该公式可用于计算蜂窝结构圆锥壳体的模态密度,理论计算结果与实验结果具有较好的一致性。