碰撞振动系统强共振下的两参数动力学分析

建立了两自由度碰撞振动系统的动力学模型及其周期运动的Poincaré映射,当Jacobi矩阵存在一对共轭复特征值在单位圆上并满足强共振(λ40=1)条件时,通过中心流型-范式方法将四维映射转变为二维范式映射。理论分析了系统两参数开折的局部动力学行为,扩展了单参数分岔理论,给出了n-1周期运动产生Hopf分岔和次谐分岔的条件。数值仿真验证了所得出的理论,证明系统在共振点附近存在稳定的Hopf分岔不变环面和次谐分岔4-4周期运动。

无网格方法在二维弹性力学计算中的应用

通过选取合适的权函数和基函数,将无网格局部伽辽金法用于二维弹性力学计算.计算中,积分都在规则形状边界子域上完成,因而容易实现;通过罚因子添加本质边界条件,从而使得到的刚度矩阵是正定对称矩阵.将计算结果与ANSYS有限元法的计算结果进行比较,结果表明,无网格法用于二维弹性力学计算具有精度高、稳定性好和适应性强等优点.

再生核质点法在非线性冲击动力学中的应用

利用再生核方法来构造计算域函数的插值函数,通过区域内的质点参数来实现数值计算,满足一致性要求;在大变形、大转动、大应变的情况下,引入Jaumann应力和应变速率张量来表征实际应力和应变速率,进而可以表征出材料冲击条件下的本构关系;将本构关系引入冲击过程虚功原理,采取Lagrangian描述的方法,并通过再生核质点方法将能量积分方程离散,推导了非线性冲击过程的再生核质点法计算控制方程,给出了方程求解的Newmark递推公式和Newton-Raphson迭代方法.通过具体实例来说明了再生核质点法在非线性动力学中的应用过程,并验证了计算方法的正确性.

无网格方法在动力学中的应用

再生核质点法是近几年研究出的一种新型无网格方法,该方法具有只需要质点信息无需划分单元的无网格特性,具有计算优势.介绍了再生核质点法,并将其应用到非线性动力学研究.动力学过程涉及多重非线性,假设动力学中变形属于小变形情况,同时考虑材料非线性的前提下,通过引入增量型的材料本构模型,采用完全Lagrangian计算格式,推导了动力学的再生核质点法计算控制方程.通过算例验证了该方法在动力学问题中的有效性.

一类周期系数力学系统的Hopf-Flip分岔

研究了一类周期系数力学系统因周期运动失稳而产生Hopf-Flip分岔的问题。首先根据拉格朗日方程给出了该力学系统的运动微分方程,并确定其周期运动的具有周期系数的扰动运动微分方程,再根据周期系数系统的稳定性理论建立了其给定周期运动的Poincaré映射,进一步根据该系统的特征矩阵的特征值穿越单位圆情况分析判断该Poincaré映射不动点失稳后将发生Hopf-Flip分岔,并用数值计算加以验证。结果表明,非共振条件下,系统的周期运动可通过Hopf-Flip分岔,进而演变成次谐运动,而三阶强共振条件下系统周期运动失稳后形成不稳定的次谐运动。

纤维增强树脂基复合材料在桥梁工程的应用

介绍了纤维增强树脂基复合材料的特性 ,对于复合材料在桥梁加固补强和新建桥梁方面的应用情况进行了概括。展望了该种材料在土木工程领域应用的美好前景 ,并指出了对树脂废弃物的不当处理会造成环境危害的问题。

作用在车桥系统上风荷载的风洞试验研究

以芜湖长江大桥及高速列车为例 ,对车 桥系统进行了节段模型风洞试验研究。通过试验确定了桥上有车时 ,桥本身的气动力参数 ,以及列车在桥上时 ,列车本身的气动力参数 ,用计算机模拟了列车与桥梁所受的风荷载。所得的风荷载加到车 桥系统动力学方程中 ,可以计算风荷载对车 桥系统的动力作用。

含对称间隙的摩擦振子非线性动力学分析

建立了两自由度含对称间隙的干摩擦碰撞振动系统的动力学模型,分析了系统运动中存在的滑动、黏着及碰撞,分别给出其判断方法和衔接准则,推导出各阶段系统的解析解,并采用数值迭代方法求解和分析了系统的复杂动力学行为,同时分析干摩擦对系统动力学性能的影响.结果表明,系统存在叉式分叉,系统由对称周期运动变为反对称周期运动,进而通过Hopf分叉或周期倍化分叉通向混沌.在参数变化范围较大的情况下,系统存在类型丰富的周期运动、拟周期运动以及混沌;系统存在对称运动、反对称运动对、黏滑碰撞运动以及由初始条件决定的共存吸引子.

水电机组转子轴系扭振零频的计算和共振分析

求得了某大型水轮发电机组的气隙磁场能量和电磁刚度 ;给出了求解轴系整体扭振固有频率的公式 ;计算了额定运行工况下零频的数值 ;

Ta-10W合金压缩力学性能实验研究

利用MTS材料试验机和分离式Hopkinson压杆（SHPB）实验装置对非退火状态Ta-10W合金进行了准静态和动态压缩实验，给出了材料的静态压缩屈服强度和应变率在700-3100s^-1范围内的动态压缩应力-应变曲线，并获得了不同应变率下材料的动态屈服强度。通过对实验结果的分析可以发现，非退火状态Ta-10W合金具有较好的韧性，在所进行的实验中试件表面均未出现可见裂纹；试件材料具有较高的静、动态屈服强度，静态屈服强度达到930MPa，动态屈服强度在1GPa以上，在所进行的700-3100s^-1应变率范围内，材料的动态屈服强度随应变率的增加略有提高。

多自由度含间隙振动系统周期运动的Hopf-pitchfork余维二分岔

建立了多自由度含间隙振动系统对称型周期碰撞运动及Poincaré映射的解析表达式,讨论了该映射不动点的稳定性与局部分岔。应用映射的中心流形和范式方法,研究了映射在Hopf-pitchfork余维二分岔点附近的参数开折,揭示了含间隙振动系统在余维二分岔点附近的动力学行为。在该类余维二分岔点附近,不仅存在对称型周期碰撞运动、Hopf分岔和叉式分岔,还存在非对称型周期碰撞运动及其Hopf分岔。通过数值仿真研究了余维二分岔点附近含间隙振动系统对称型周期碰撞运动经叉式分岔和Hopf分岔向混沌的转迁过程。

BP网络在边坡稳定性分析中的应用

提出利用人工神经网络技术分析边坡稳定性的一种方法。考虑影响边坡稳定性分析的各种自然因素 ,利用BP网络的非线性映射能力 ,计算边坡稳定性分析的安全系数。以黄土地区边坡的工程数据为例 ,结果表明该方法简单实用 ,可以满足工程要求。

含对称刚性约束振动系统的周期运动和分岔

研究了两类含对称刚性约束振动系统的周期运动和分岔。刚性约束导致两振动系统在简谐激振力作用下发生碰撞振动,并呈现不同的碰撞形式。对比两类系统的相关结果,讨论了间隙值和激振频率对两振动系统对称碰撞周期运动的稳定性和分岔的影响,分析了对称碰撞周期运动的分岔规律。对于较大的间隙值,激振频率的递减通常导致对称碰撞周期运动首先发生Neimark-Sacker分岔;对于较小的间隙值,激振频率的递减通常导致对称碰撞周期运动发生叉式分岔。研究了单周期对称碰撞运动、单周期反对称碰撞运动、单周期4-碰撞运动、倍周期4-碰撞运动和倍周期6-碰撞运动的Neimark-Sacker分岔。研究结果表明间隙值和激振频率的变化可能导致含对称刚性约束振动系统呈现复杂且形式多样的概周期碰撞运动。

纤维长径比对单向短纤维复合材料力学行为的影响

在单向短纤维增强金属基复合材料的单纤维轴对称和单纤维三维细观力学模型的基础上 ,利用弹塑性有限元分析方法 ,研究该类复合材料中短纤维长径比的变化对材料整体力学行为的影响 .研究主要考虑短纤维长径比的变化对复合材料的应力传递、弹性模量以及应力 应变关系曲线的影响。研究表明 :在单向短纤维增强金属基复合材料中 ,短纤维的长径比应保持在一个最佳范围 ,高过一定值后增强作用几乎不再增加 ,过低又不能保证复合材料足够的力学性能。

多自由度含间隙振动系统周期运动的二重Hopf分岔

基于Poincaré映射方法和数值仿真分析了多自由度含间隙振动系统对称型周期碰撞运动的稳定性与二重Hopf分岔。应用映射的中心流形和范式方法,研究了高维映射在其Jacobian矩阵两对复共轭特征值同时穿越复平面单位圆周情况下的余维二分岔,分析了映射在二重Hopf分岔点附近的双参数开折,揭示了含间隙振动系统在二重Hopf分岔点附近的动力学行为。含间隙振动系统在二重Hopf分岔点附近存在对称型周期碰撞运动、对称型周期碰撞运动的Hopf分岔、环面分岔及“轮胎”型概周期吸引子。环面分岔导致了半吸引不变环和复杂的“轮胎”型概周期吸引子。

一类两自由度分段线性非光滑系统的分岔与混沌

研究了一类两自由度分段线性非光滑系统周期运动的分岔现象和混沌行为。求出系统在各分界面处的切换矩阵,应用Floquet理论分析了该系统周期运动发生Neimark-Sacker分岔和倍化分岔的条件,然后建立Poincaré映射,通过数值方法进一步揭示了系统发生的Neimark-Sacker分岔,倍化分岔和亚谐分岔现象。对该系统分岔和混沌的研究,有助于工程中此类弹性碰撞系统的优化设计。

基于增量本构关系弹塑性分析的无网格伽辽金法

在无网格伽辽金法的基础上,采用增量形式的无网格伽辽金法的插值方法,并利用应力应变增量形式表征材料的弹塑性本构关系,在小变形假设的前提下,提出了基于增量本构关系的弹塑性分析的无网格伽辽金法;采用罚参数修正了能量变分方程式,方便地实现了无网格伽辽金法的本质边界条件.对二维平面问题及轴对称问题的计算结果表明:运用增量形式的无网格伽辽金法进行弹塑性问题的数值分析,具有较高的计算精度,且适应性强,从而为材料的弹塑性分析计算提供了一种实用方法.

理论力学教学改革的研究与实践

结合当前国内外高等工程教育发展的总趋势,对理论力学课程的教学内容与体系、教学方法与教学手段、学生能力培养等方面进行了大胆的探索和改革。通过改革,加强了课程建设,提高了学生的综合素质和创新能力,教学质量稳步提高,教学评价名列前茅。今后,将探索现代教学手段和传统教学方法的结合点,推进教学评价模式改革。

三自由度碰撞振动系统的周期运动稳定性与分岔

建立了三自由度碰撞振动系统的动力学模型,推导出系统n-1周期运动的六维Poincar映射,根据映射Jacobi矩阵的特征值来分析n-1周期运动的稳定性。数值模拟了1-1周期运动的Hopf分岔和周期倍化分岔,进一步分析了当分岔参数变化时碰撞振动系统周期运动经拟周期分岔和周期倍化分岔向混沌的演化路径,其中有的路径是非常规的。

存在间隙的两自由度振动系统的周期运动及全局分叉

分析了一类存在间隙的两自由度振动系统的周期运动与全局分叉，揭示了碰撞振子与约束“擦边”