摘要：基于薄壳和层合板理论推导了正交各向异性层合板壳平衡微分方程,应用波动刚度矩阵方法求解正交各向异性层合板壳耦合子系统间的能量传递系数,结合模态密度给出耦合处的耦合损耗因子(coupling loss factor, CLF)。通过与已有研究对比环向开敞层合柱壳的频散曲线,验证理论推导的正确性;对层合板和柱壳的模态密度进行对比分析,在环频率以后,随着频率的增大两者趋于一致;分别入射弯曲波、剪切波和纵波,计算表明耦合结构的能量传递系数满足保守耦合系统的能量守恒,满足互易性,且能量总透射系数对铺设方式的敏感度较低;讨论了耦合角度和激励频率对CLF的影响,发现CLF的总和不受耦合角度影响,且随频率增大而逐渐衰减。

摘要：多胞材料是一种内部含有大量空穴和胞元的结构,具有轻质、高比吸能等特性,广泛应用于航空航天、交通运输和人体防护等碰撞/爆炸防护领域。引入梯度设计可实现多胞材料的有序耗能和载荷调控,满足不同情形和工况下的防护需求。对梯度多胞材料动态力学行为和设计的研究进展进行了综述,着重介绍了梯度多胞材料/结构在抗冲击、抗爆炸和模拟爆炸载荷加载3个方面的应用案例。首先,介绍了梯度多胞材料的分类,较系统地总结了梯度多胞材料在动态加载下的变形特征、冲击波模型、防护性能等方面的研究,阐明了梯度多胞材料的密度/强度梯度与惯性效应存在的竞争机制。其次,以冲击波模型为力学原理指导梯度多胞材料/结构设计,介绍了梯度多胞材料耐撞性反向设计、多种抗爆炸夹芯结构设计、计及弹靶耦合效应的爆炸载荷模拟器设计等策略,实现了最佳防护效果或载荷精准控制,为抗冲击/抗爆炸防护设计和快速评估提供理论基础和技术支撑。最后,展望了梯度多胞材料在极端环境加载、大能量冲击和强非线性载荷调控等需求下冲击防护领域的应用前景。

摘要：给出了一个可分析轮胎滚动时振动噪声的频域计算方法。该方法先利用有限元得到轮胎在地面滚动时表面节点的振动速度,并将其转化为声学计算的频域边界条件,再利用声学边界元计算轮胎的低频振动噪声。同时对该方法的有效性进行了考评,结果表明可以在400Hz以下的低频范围内分析轮胎的振动噪声特性。利用该方法,对215/ 55R16型轮胎的振动噪声进行了分析,初步揭示了该轮胎的振动噪声主要来自于轮胎的1阶侧向振动,2阶径向振动,3阶径向、侧向复合振动以及胎侧、胎面局部振动。其中2阶径向振动噪声和胎面局部振动噪声幅度较大且容易传入车内,影响乘坐舒适性,应该作为降低轮胎低频振动噪声的重点。还揭示了轮胎噪声声压幅值随着速度升高而迅速增大;随着充气压力和载荷的增减,轮胎刚度发生变化,从而导致振动噪声的改变,但变化幅值很小,且无明显规律。

摘要：基于薄板高频振动时三种波场的能量流控制方程,用三角形网格划分板结构,推导了非结构零阶能量有限元的计算格式。并运用该方法计算了L型耦合板和简化的汽车外壳,得到各波场在空间上的能量密度结果。将计算结果与统计能量法和能量有限元进行对比,验证了其正确性。计算结果表明,频率很高时面内波能量往往能达到弯曲波能量水平,高频振动仿真时有必要同时考虑三种波场。

摘要：建立了考虑车厢中弹性波传播影响的列车分布式吸能系统的简化理论模型。基于一维应力波理论,对碰撞过程中各吸能器的响应进行了理论分析,得到相关的控制方程并求解。观察到各吸能器界面上典型的阶段性、平台样的速度响应,并分析了其机理,进而对如何合理设置和排布吸能器进行了分析。结果表明:对于相邻的吸能器,碰撞前端吸能器的压垮强度应高于后端,否则后端吸能器无法同时发挥作用;各吸能器的平台应力的大小和排布是决定吸能系统作用效果的控制参量,能够决定各吸能器的吸能时长和吸能总量。具体分析了相邻吸能器的平台应力分布对系统吸能性能的影响,得到了在所研究的情况下使总吸能量最大的优化设计参数。该研究可为列车分布式吸能系统的优化设计提供理论指导。

摘要：使用泡沫金属子弹进行冲击可以模拟爆炸载荷的作用,这一加载技术已被应用于防护结构的抗冲击性能测试中,然而泡沫子弹作用于被测试结构上的真实载荷以及二者间的相互作用过程尚不明晰.本文以泡沫子弹冲击固支梁的情形为例,开展了对该冲击过程的理论分析和数值模拟研究.基于泡沫材料的冲击波模型与固支单梁的结构冲击动力学响应模型,构建了描述泡沫子弹冲击固支梁过程的耦合分析模型.给出了不同响应阶段下子弹和单梁的动力学控制方程,并采用Runge-Kutta方法得到了方程的数值解.基于三维Voronoi技术,建立了泡沫子弹冲击固支单梁的有限元模型并进行了数值模拟.通过与有限元模拟结果的对比发现,相较于经典的脉冲加载模型,耦合分析模型能更好地预测泡沫子弹和单梁的速度变化规律,也能准确地预测子弹对单梁的真实冲击压强.当泡沫子弹的初始动量相同时,由于子弹自身的压溃行为,子弹的初始冲击速度、密度和长度的改变都会对冲击过程产生影响.最后,通过耦合分析模型分别分析了泡沫子弹的密度、长度、初速度对冲击压强的峰值、衰减速度和持续时间的影响,并针对具有不同特征的目标模拟载荷给出了泡沫子弹的筛选策略.所构建的耦合分析模型为研究泡沫子弹与被测试结构之间的相互作用规律以及泡沫子弹的设计提供了理论基础.

摘要：研究的目的是将能量辐射传递方法(RETM)拓展应用于功能梯度材料(FGM)耦合梁的高频振动响应分析。在RETM理论中,FGM耦合梁的振动响应由能量密度和功率流强度表示,振动波场由激励点实源产生的直接场与边界虚源产生的反射场叠加而成。由FGM梁微元的能量平衡推导了能量密度及功率流强度的核函数,利用耦合处的力平衡以及位移连续性推导了能量传递系数,根据边界功率流平衡确定了边界虚源强度。数值算例计算结果与波传播分析方法(WPA)的解析解进行对比,验证了所建立模型的正确性。最后,分析了梯度指数n对FGM耦合梁能量传递系数以及高频振动响应的影响,发现n的影响主要集中在n 0~1。

摘要：该文以205/55R16半钢子午线轮胎为参考轮胎,通过建立带纵向和横向简单花纹的轮胎模型,使用ABAQUS/Standard进行了轮胎自由滚动、制动工况的有限元分析,分析了与胎面磨损分布相关的粘着滑移区域随滚动角速度变化的分布情况。结果显示:轮胎在制动状态下,胎面各花纹块沿滑动方向前端出现接触大变形。但由于整体轮胎模型胎面花纹部分网格较粗糙,计算得到的花纹块变形受力分布特征不够准确。为此,采用整体到局部的分析方法,建立采用精细网格的二维平面应变花纹块模型,由整体轮胎模型提供其简化边界条件,使用ABAQUS/explicit进行了滑动的热力耦合有限元分析。结果显示:采用精细网格的局部花纹块模型能反映出滑动前端卷曲大变形以及表面卷曲自接触的变形特征。最后,通过模拟ABS(防抱死制动系统)控制下轮胎胎面花纹块磨损过程,分析了胎面花纹块沿周向的不规则磨损特征。

摘要：数字图像相关法测量均匀变形场已被普遍接受,其测量结果可与应变片测量结果比较.然而,在工程测量中,针对局域变形场(应变高度集中,如波特文-勒夏特利埃带、试件缺口附近和裂纹尖端等),应变片受限于其尺寸,其测量结果是接触面内的平均应变值.此时,采用数字图像相关法能够测量这些局域变形场.但形函数和模板尺寸等计算参数对计算结果影响很大,这也导致使用者很难判断计算结果的可靠性.论文通过对合金拉伸实验获得的不同应变梯度的波特文-勒夏特利埃带和模拟生成的带的计算分析,发掘了形函数和模板尺寸作用于计算结果的深层机制,证明了二阶形函数比一阶形函数更适用于高度非均匀的局域变形场.提出了在局域应变场测量中,当一阶和二阶形函数计算结果的相对误差小于10%时,二阶形函数的结果是可靠的判据.

摘要：为了实现对一种基于磁流变弹性体的主动式自调谐吸振器的减振控制,提出了变步长寻优与反馈控制相结合的控制算法,设计了以TMS320F2812DSP为核心的控制器。利用以上控制系统,在多模态实验平台上进行了吸振器的减振实验研究,结果表明该控制系统能够独立控制磁流变弹性体主动式自调谐吸振器的减振,寻优时间小于15 s,并且减振效果良好。