摘要：针对高速列车在提减速、通过道岔、轮轨磨耗和进出站等工况中遇到的横向共振问题,提出了可抑制列车共振的H∞控制可变刚度悬挂系统,旨在更好地抑制车辆横向振动,提高其乘坐舒适性和运行稳定性。设计出两个结构紧凑式便于安装于车辆悬挂系统中的可变刚度磁流变减振器,并通过MTS试验机对其性能进行了测试;设计一个轨道车辆1/8比例模型及其可控刚度悬挂系统,并搭建一个高速列车振动测试平台;基于H∞控制算法设计了可抑制列车车体横向共振的控制策略;进行被动悬挂和可控刚度悬挂试验测试,并进行了对比分析。结果表明,所设计的磁流变减振器具有优异的刚度可控性能,刚度变化范围达到2.84倍;所设计的H∞控制可变刚度悬挂不仅可以有效地抑制车体横向共振,且与被动悬挂相比,谐波激励的车体加速度降低了52.8%,随机激励的车辆减振性能和乘坐舒适性分别提高了21.1%和27.6%,乘坐舒适性水平从C级提高到B级。

摘要：微创手术以体表小切口或人体腔道为入路,造成的组织创伤更小,代表着外科手术的最前沿。对于位置深远的病灶,需采用细长柔性器械来适应复杂的体腔环境。具有变刚度特性的手术器械臂,可实现柔性器械的刚柔并济,是保障术中人机交互安全、兼顾操作精度和力输出的关键。聚焦于微创手术器械臂领域,对变刚度机理进行综述,将其分类为:阻塞法、热响应材料法、形状锁合法、力对抗法、梁特征重构法以及混合法。根据对器械臂的性能要求,首先讨论、比较了各变刚度机理在刚化能力、响应时间、空间占用等方面上的性能。然后,综述了潜在的器械臂变刚度设计方法并分析其前景与挑战。最后,总结展望了该研究领域,指出发掘新型变刚度材料及基于仿生理念开展结构/功能一体化设计是本领域寻求突破的重点。

摘要：为提高四足机器人的运动性能,从仿生学出发,通过对猎豹的脊柱结构和躯干运动特征进行研究,设计一款刚度可调的四足机器人被动柔顺脊柱——"四叶草"脊柱.在此基础上,为了研究"四叶草"脊柱对四足机器人运动过程中的速度、足端力和转弯半径的影响,搭建了具有"四叶草"脊柱的仿生四足机器人样机——DCatⅡ,并进行了跳跃(bound)步态下的奔跑运动实验和转弯运动实验.实验结果表明,被动柔顺脊柱能够减小DCatⅡ运动过程中的足端力;在脊柱整体刚度为681N/m时,DCatⅡ的稳定运动速度最高,为0.92m/s;脊柱在偏转(yaw)方向的刚度值越大,DCatⅡ运动的转弯半径越大.

摘要：基于一种可靠的变刚度机构(TSM),设计了一种适用于抑制机械加工中产生的振动,提升加工精度的新型变刚度被动调谐质量阻尼器(PTMD)。对其动力学方程进行了推导,并对其变刚度机构进行有限元仿真以及进行实物刚度拉伸测试,最后将变刚度调谐质量阻尼器固定在振动试验台上进行减振实验研究和数据分析。实验结果表明,实验台主结构的固有频率为6.25 Hz,将振动台调至其共振频率,将TSM调节至最佳减振刚度,实验台的振幅由24 mm减少至13 mm,降低了49%。结果表明所提出的新型变刚度调谐质量阻尼器结构简单可靠,造价低,实验中对振动实验台达到了降低振动幅度的效果,在机械加工中有一定的实际应用空间。

摘要：提出了一种具有刚度和阻尼特性可调的旋转磁流变接头。通过分析,得出旋转磁流变接头的等效可变刚度和阻尼原理,并设计了旋转磁流变接头的结构和参数,测量了旋转磁流变接头模型的可变刚度和阻尼特性。测试结果表明,旋转磁流变接头的可变刚度和阻尼特性可以通过可变输入电流独立地进行调整。实验结果与理论结果吻合。

摘要：带有连续变化纤维角度铺层的复合材料被称为变刚度复合材料,因为不断变化的纤维取向导致了每层的刚度在不同的空间位置各不相同。设计者便可以由此去调整内在载荷分布,提高结构有效性。

摘要：为进一步改善汽车的乘坐平顺性,利用MATLAB建立了1/2车动力学微分方程;以半主动悬架天棚阻尼控制为基础,设计一种可以改变刚度的座椅系统;以线性滤波得到的B级路面为输入进行仿真分析,对比了3种情况下的汽车平顺性。结果表明:相比于被动悬架,天棚阻尼控制有效改善了汽车的平顺性,同时附加变刚度座椅的半主动天棚阻尼控制悬架能进一步提高乘坐舒适性。

摘要：研究不同材料配比下的热损功耗和可调刚度的复杂关系,对提升叠层型磁流变支座(MRB)的隔减振性能具有重要意义。基于力磁耦合理论,构造分析支座的宏微观力磁耦合模型,进而计算支座磁场分布和水平剪切刚度,并考虑热损功耗的影响,得出支座刚度变化与磁流变橡胶(MRR)颗粒体积比的关系。通过MTS测试机对支座进行剪切测试,所得实验数据与理论计算的结果进行对比分析。结果表明,该支座最大可承受的热损功耗限制在38.7 W时,支座剪切刚度变化为最大且可达42.8%,其最优颗粒体积比为12%,且最优颗粒体积比随热损功耗的变化而发生偏移。该宏微观模型寻找到支座热损功耗与剪切刚度变化率的一种平衡规律,为磁流变橡胶支座进行结构和性能的优化设计提供了新思路。

摘要：自然腔道手术(Natural orifice transluminal endoscopic surgery,NOTES)具有恢复快、创伤小、疼痛轻等优点,在临床应用潜力巨大。为适应人体复杂腔道环境,NOTES中常采用长器械臂为手术工具提供通路及支撑。现有的器械臂往往尺寸较大且刚度低,不能满足NOTES的要求。提出一种可折展、变刚度的器械臂,采用编织结构作为骨架实现径向折展,同时借助包覆在编织结构交叉点处的热熔胶实现刚度调节。建立了器械臂的数学模型,得到了柔态和刚态下的刚度解析表达式。试验结果表明,通过加热及冷却热熔胶,器械臂可以实现刚柔两态转化,其刚度比接近20,并且转换时间小于30 s,同时可以实现约2倍的径向展开比。

摘要：本文结合某电信大楼结构实际工程 ,应用电液式变刚度结构振动控制系统 ,对其进行抗震控制的计算和技术经济分析。计算结果表明 :在结构中采用电液式变刚度结构控制系统 ,不仅结构的地震反应得到了有效的控制 。