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基于广义柔度矩阵和信息熵的梁结构损伤识别方法研究
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作者 项长生 赵冉 +2 位作者 周宇 王立宪 刘海龙 《兰州理工大学学报》 北大核心 2025年第2期126-134,共9页
基于柔度矩阵的梁结构损伤识别方法是较频率、模态更为敏感的损伤动力指纹.鉴于广义柔度矩阵在结构损伤识别中的敏感性优势并结合信息熵理论提出了广义柔度熵曲率差指标(GFMECD)作为结构损伤识别的新方法.通过建立简支梁、连续梁有限元... 基于柔度矩阵的梁结构损伤识别方法是较频率、模态更为敏感的损伤动力指纹.鉴于广义柔度矩阵在结构损伤识别中的敏感性优势并结合信息熵理论提出了广义柔度熵曲率差指标(GFMECD)作为结构损伤识别的新方法.通过建立简支梁、连续梁有限元数值模型对所提指标的可行性及有效性进行验证,结果表明:无论是单点损伤、多点损伤,广义柔度熵曲率差指标均能够准确地识别出结构损伤的位置且具有良好的抗噪性,并能初步判定结构的损伤程度,能够胜任不同结构发生不同损伤程度损伤时的损伤定位与初步定量任务. 展开更多
关键词 梁结构 广义柔度矩阵 信息熵 损伤识别 损伤评估曲线
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核心组件变更驱动的机械系统架构创新设计方法
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作者 于菲 耿梦露 +1 位作者 刘智光 刘明晶 《机械设计》 北大核心 2025年第6期205-211,共7页
为解决架构创新驱动组件不明确与架构变更范围不清晰的问题,基于变更预测方法确定架构创新的驱动组件;通过多域矩阵确定架构变更范围,形成核心组件变更驱动的机械系统架构创新设计过程模型;以DF900D双导梁式架桥机架构创新设计方案验证... 为解决架构创新驱动组件不明确与架构变更范围不清晰的问题,基于变更预测方法确定架构创新的驱动组件;通过多域矩阵确定架构变更范围,形成核心组件变更驱动的机械系统架构创新设计过程模型;以DF900D双导梁式架桥机架构创新设计方案验证此模型的有效性。研究结果表明:采用此模型提出的创新设计方案能显著降低机械系统运行所需的时间和经济成本,较大程度提升系统性能。上述研究可为确定机械系统架构创新驱动组件和架构变更范围提供一定参考。 展开更多
关键词 架构创新 架构变更范围 变更预测方法 多域矩阵 导梁式架桥机
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一种高效的梁耦合结构动力学特性分析方法
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作者 李直兵 靳国永 +2 位作者 仲赛凤 叶天贵 杨铁军 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第6期1169-1178,共10页
为了快速预报梁耦合结构的动力学特性,本文将梁的精确解析公式与有限元分析软件的前处理功能相结合,提出了一种高效动力学分析方法。基于梁结构控制微分方程,推导了梁单元的精确动力学刚度矩阵;利用ANSYS Mechanical APDL平台建立了梁... 为了快速预报梁耦合结构的动力学特性,本文将梁的精确解析公式与有限元分析软件的前处理功能相结合,提出了一种高效动力学分析方法。基于梁结构控制微分方程,推导了梁单元的精确动力学刚度矩阵;利用ANSYS Mechanical APDL平台建立了梁耦合结构的几何模型,并对其进行单元离散,获取结构的单元和节点信息。与有限元方法的离散策略不同,由于本文方法采用了精确的动力学刚度单元,每根梁仅需离散为一个单元;将单元和节点信息导出,并在数值计算软件中与梁单元的动力学刚度矩阵进行组装,构建了耦合结构的整体动力学方程。在此基础上,求解了多种梁耦合结构的强迫振动响应,并将计算结果与ANSYS的仿真值进行了对比。结果表明:相比于传统有限元方法,本文方法显著减少了计算所需单元和节点数量,提高了计算效率。 展开更多
关键词 梁耦合结构 动刚度矩阵 精确解析解 强迫振动 动力学分析 计算效率 计算精度 有限元分析
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嵌套余弦函数型多轴柔性铰链的设计与分析
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作者 徐美娟 汪启亮 +3 位作者 洪永烽 龙益平 刘通 郭彬 《工程设计学报》 北大核心 2025年第2期252-261,共10页
现有柔性铰链的缺口形状主要局限于圆锥曲线及其组合,且在应对复杂载荷和大角度运动时容易因应力过大而失效。为此,设计了一种新型的嵌套余弦函数型多轴柔性铰链。首先,基于有限梁柔度矩阵建模(finite beam compliance matrix modeling,... 现有柔性铰链的缺口形状主要局限于圆锥曲线及其组合,且在应对复杂载荷和大角度运动时容易因应力过大而失效。为此,设计了一种新型的嵌套余弦函数型多轴柔性铰链。首先,基于有限梁柔度矩阵建模(finite beam compliance matrix modeling,FBMM)法构建了新型柔性铰链的柔度和精度模型,并与ANSYS Workbench软件的有限元仿真结果对比,发现柔度和精度的相对误差分别小于4.89%和4.97%,验证了理论模型的有效性。然后,讨论了结构参数对新型柔性铰链柔度、精度和柔度精度比的影响,并与椭圆型、圆弧型、正弦型多轴柔性铰链进行了比较。结果表明,所设计的柔性铰链具有柔度大、应力低的特点。最后,通过搭建柔性铰链实验平台来测试其变形情况,实测结果与理论结果的相对误差小于8%,进一步验证了柔度模型的有效性。嵌套余弦函数型多轴柔性铰链可为大行程柔顺精密定位平台的设计提供参考。 展开更多
关键词 多轴柔性铰链 有限梁柔度矩阵建模 柔度 应力 有限元仿真
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车道荷载作用下薄壁箱梁畸变效应的梁段有限元法分析
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作者 胡锦坤 张元海 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第13期5626-5633,共8页
为分析车道荷载作用下薄壁箱梁的畸变效应,研究应力放大系数在薄壁箱梁中的分布规律,以畸变角和畸变广义翘曲位移作为节点位移,基于畸变控制微分方程的齐次方程的初参数解,将薄壁箱梁划分为梁段单元,推导其单元刚度矩阵和等效节点荷载... 为分析车道荷载作用下薄壁箱梁的畸变效应,研究应力放大系数在薄壁箱梁中的分布规律,以畸变角和畸变广义翘曲位移作为节点位移,基于畸变控制微分方程的齐次方程的初参数解,将薄壁箱梁划分为梁段单元,推导其单元刚度矩阵和等效节点荷载列阵。使用Fortran语言并参考平面杆系结构计算程序FRAME2编写,得到可用来分析薄壁箱梁畸变效应的梁段有限元程序,用程序分析箱梁在车道荷载作用下的畸变内力和应力放大系数的变化规律。结果表明:车道荷载作用下变截面三跨连续箱梁桥的畸变翘曲应力在集中荷载作用处产生突变,此处取得最大和最小值,应力放大系数沿纵向分布规律与畸变翘曲正应力沿纵向分布相似,均沿跨径对称分布;应力放大系数的最大值出现在集中荷载作用处,该截面顶板处的正应力放大系数为1.080,底板处的正应力放大系数为1.180,考虑应力放大系数的取值时不应考虑弯曲应力值较小的点。 展开更多
关键词 薄壁箱梁 畸变效应 单元刚度矩阵 梁段有限元 应力放大系数
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黏弹性四参数地基上两跨连续修正Timoshenko梁的横向自振特性分析
6
作者 柳伟 汪过兵 《振动工程学报》 北大核心 2025年第3期604-611,共8页
为解决黏弹性四参数地基上两跨连续修正Timoshenko梁的横向振动问题,将两跨连续修正Timoshenko梁与黏弹性四参数地基进行组合,建立新的振动控制方程,运用回传射线矩阵法,结合二分法和黄金分割法,分析了黏弹性四参数地基上两跨(等跨、不... 为解决黏弹性四参数地基上两跨连续修正Timoshenko梁的横向振动问题,将两跨连续修正Timoshenko梁与黏弹性四参数地基进行组合,建立新的振动控制方程,运用回传射线矩阵法,结合二分法和黄金分割法,分析了黏弹性四参数地基上两跨(等跨、不等跨)连续修正Timoshenko梁与单跨修正Timoshenko梁自振特性之间的联系与区别。结果表明:对于黏弹性四参数地基上的修正Timoshenko梁,单跨梁的各阶自振频率小于两跨连续梁的各阶自振频率,单跨梁的偶数阶自振频率和衰减系数与两等跨连续梁的奇数阶自振频率和衰减系数相同,不等跨两跨连续梁奇数阶自振频率小于两等跨连续梁奇数阶自振频率;两等跨连续修正Timoshenko梁的偶数阶振型关于跨中支座对称,奇数阶振型关于跨中支座反对称。 展开更多
关键词 黏弹性四参数地基 两跨连续修正Timoshenko梁 回传射线矩阵法 横向振动 模态
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Material selection of polymeric composite automotive bumper beam using analytical hierarchy process 被引量:3
7
作者 A.HAMBALI S.M.SAPUAN +1 位作者 N.ISMAIL Y.NUKMAN 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2010年第2期244-256,共13页
Selection of materials,as an area of design research,has been under considerable interest over the years.Materials selection is one of the most important activities in the product development process.Inappropriate dec... Selection of materials,as an area of design research,has been under considerable interest over the years.Materials selection is one of the most important activities in the product development process.Inappropriate decision of materials can cause the product to be reproduced or remanufactured.To avoid this circumstance,one of the useful tools that can be employed in determining the most appropriate material is analytical hierarchy process(AHP).To illustrate the application of AHP,six different types of composite materials were considered.The most appropriate one for suitability of use in manufacturing automotive bumper beam was determined by considering eight main selection factors and 12 sub-factors.The AHP analysis reveals that the glass fibre epoxy is the most appropriate material because it has the highest value(25.7%,mass fraction) compared with other materials.The final material is obtained by performing six different scenarios of the sensitivity analysis.It is proved that glass fibre epoxy is the most optimum decision. 展开更多
关键词 COMPOSITE polymer matrix bumper beam analytical hierarchy process
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Analytical solution of temperature in laminated beams subjected to general thermal boundary conditions 被引量:2
8
作者 QIAN Hai QIU Yue-xiang +1 位作者 LU Chun-hua YANG Yang 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2022年第2期561-571,共11页
The temperature distribution in laminated beams underging thermal boundary conditions has been investigated.The thermal boundary conditions are general and include various combinations of prescribed heat fluxes and te... The temperature distribution in laminated beams underging thermal boundary conditions has been investigated.The thermal boundary conditions are general and include various combinations of prescribed heat fluxes and temperatures at the edges.An analytical solution of temperature for the laminated beam is present on the basis of the heat conduction theory in this paper.The proposed method is applicable to the beams with arbitrary thickness and layer numbers.Due to the complexity of the boundary conditions,the temperature field to be determined was considered from two sources.The first part was the temperature field from the complex temperature conditions at two edges of the laminated beam.The solution for the temperature of the first part was constructed to satisfy temperature boundary conditions at two edges.The second part was the temperature field from the upper and lower surface temperatures without taking account of the thermal conditions at two edges.In this part,the exact solution for the temperature was obtained based on the heat conduction theory.The convergence of the solution was examined by analyzing terms of Fourier series.The validity and feasibility of the proposed method was verified by comparing theoretical results with numerical results due to the equivalent single layer approach and the finite element method(FEM).The influences of surface temperatures,beam thicknesses,layer numbers and material properties with respects to the solution of the temperature field of the beam were investigated via a series of parametric studies. 展开更多
关键词 temperature field laminated beam transfer matrix general temperature boundary
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用于夹层梁静动力及屈曲分析的新型组合结构单元
9
作者 林建平 陈昆 +2 位作者 潘剑超 王冠楠 冯倩 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期518-528,共11页
推导出新型组合结构单元,用于考虑界面滑移的3层部分作用夹层组合梁的静动力及屈曲特性分析.基于铁木辛柯梁理论,建立考虑夹层梁部分作用效应的能量原理.针对其受力特性,在节点位移、横截面转角和界面滑移插值时均采用含内部自由度的高... 推导出新型组合结构单元,用于考虑界面滑移的3层部分作用夹层组合梁的静动力及屈曲特性分析.基于铁木辛柯梁理论,建立考虑夹层梁部分作用效应的能量原理.针对其受力特性,在节点位移、横截面转角和界面滑移插值时均采用含内部自由度的高阶插值函数,以解决含界面有限元数值分析中常遇到的“滑移锁定”现象.通过变分原理得到夹层梁的刚度矩阵、质量矩阵以及几何刚度矩阵的显示表达式.基于MATLAB编译相应夹层结构的有限元程序并验证其准确性.对不同截面3层夹层组合梁进行不同荷载条件和边界条件下的静动力及屈曲特性分析,并探讨不同夹层组合梁跨高比和不同界面抗剪连接刚度下的计算结果及其误差的变化规律.所推导的显示表达式新型组合结构单元计算效率高,并便于推广应用于其他有限元程序或商业软件子程序中. 展开更多
关键词 夹层组合梁 部分作用 静动力分析 刚度矩阵 质量矩阵 铁木辛柯梁理论
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振动梁离散模型的一类模态反问题
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作者 吴静 惠小健 +1 位作者 孙宗岐 李文博 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2024年第2期153-160,共8页
讨论了一类对系统的刚度主子阵存在一定约束的条件下,部分或缺损的模态信息构造振动梁模型刚度矩阵的模态反问题.由特征信息得到矩阵方程组,根据给定的频率数据是否属于系统,分三种情形求解.分别利用牛顿-康托洛维奇定理和线性方程组的... 讨论了一类对系统的刚度主子阵存在一定约束的条件下,部分或缺损的模态信息构造振动梁模型刚度矩阵的模态反问题.由特征信息得到矩阵方程组,根据给定的频率数据是否属于系统,分三种情形求解.分别利用牛顿-康托洛维奇定理和线性方程组的基本理论,得到了模态反问题存在唯一解的充要条件,并给出了解的显式表达式和数值算法;证明了对应算法的收敛性和数值稳定性分析,结合工程实例,通过数值实验表明了理论的正确性和算法的有效性,并分析说明了计算过程是数值稳定的. 展开更多
关键词 振动梁 五对角矩阵 模态反问题 工程实例
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基于共旋坐标法的几何非线性裂纹梁单元
11
作者 董正方 吴名豪 +1 位作者 王淼 李运华 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第28期11979-11990,共12页
现有有限元软件模拟裂纹结构主要采用指派裂纹的实体和壳单元,但缺少梁单元。因此,在弹性梁单元的曲率函数中引入Dirac-δ函数表征局部损伤的曲率变化,得到位移分布函数;推导出应变矩阵和单元刚度矩阵,提出了裂纹梁单元。基于共旋坐标... 现有有限元软件模拟裂纹结构主要采用指派裂纹的实体和壳单元,但缺少梁单元。因此,在弹性梁单元的曲率函数中引入Dirac-δ函数表征局部损伤的曲率变化,得到位移分布函数;推导出应变矩阵和单元刚度矩阵,提出了裂纹梁单元。基于共旋坐标法理论进一步发展了考虑裂纹损伤的几何非线性裂纹梁单元,给出了单元的具体算法及流程。利用课题组开发的有限元求解框架,在程序中实现了裂纹梁单元及共旋列式裂纹梁单元。经过典型算例,对比分析了裂纹位置、裂纹深度及外荷载对裂纹梁弯曲性能的影响。结果表明:该单元能够准确描述裂纹结构的挠度变化,同时与现有模拟裂纹结构弯曲变形的单元相比,提出的裂纹梁和共旋列式裂纹梁在精度分别提高了约1%和4%,并且能够退化成无损伤的梁单元和几何非线性梁单元。 展开更多
关键词 共旋坐标法 裂纹 梁单元 刚度矩阵 几何非线性
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考虑剪切变形的欧拉梁单元一致质量矩阵
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作者 张军锋 胡连超 +2 位作者 吴靖江 耿玉鹏 李杰 《郑州大学学报(工学版)》 CAS 北大核心 2024年第5期128-134,共7页
为明确考虑剪切变形的欧拉梁单元一致质量矩阵推导方法,以形函数为基础,基于虚功原理,区分伸缩、扭转以及是否考虑剪切变形的弯曲受力状态,给出了欧拉梁单元一致质量矩阵表达式。研究表明:不考虑剪切变形时,欧拉梁受弯状态的一致质量分... 为明确考虑剪切变形的欧拉梁单元一致质量矩阵推导方法,以形函数为基础,基于虚功原理,区分伸缩、扭转以及是否考虑剪切变形的弯曲受力状态,给出了欧拉梁单元一致质量矩阵表达式。研究表明:不考虑剪切变形时,欧拉梁受弯状态的一致质量分析中一般不计单元上微元体水平方向的惯性力,此时仅需弯曲变形引发的竖向位移形函数即可;考虑剪切变形时,则需计入水平方向的惯性力,且同时需要完整的竖向位移形函数和纯弯曲转角位移形函数;对于变截面欧拉梁单元,其一致质量矩阵表达式过于复杂,可在等截面梁的基础上,根据元素位置对矩阵元素匹配左右端或平均截面面积及截面极惯性矩近似给出实用的质量矩阵表达式;考虑剪切变形时,欧拉梁的刚度矩阵亦可经竖向位移和纯弯曲转角位移形函数计算得到,这一过程与使用纯弯曲竖向位移和纯剪切竖向位移形函数的过程在本质上是一致的。 展开更多
关键词 一致质量矩阵 欧拉梁单元 形函数 剪切变形 变截面
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埃尔米特梁单元的分块对角与高阶质量矩阵
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作者 王东东 吴振宇 侯松阳 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期178-185,共8页
埃尔米特梁单元常用的集中质量矩阵,是由挠度自由度对应的一致质量矩阵元素通过行求和或节点积分构造.然而,数值结果表明该集中质量矩阵在求解包含自由端的梁振动问题时,会出现频率精度掉阶现象.本文首先从保障质量矩阵最优收敛性的数... 埃尔米特梁单元常用的集中质量矩阵,是由挠度自由度对应的一致质量矩阵元素通过行求和或节点积分构造.然而,数值结果表明该集中质量矩阵在求解包含自由端的梁振动问题时,会出现频率精度掉阶现象.本文首先从保障质量矩阵最优收敛性的数值积分精度出发,分别针对三次和五次梁单元,发展了质量矩阵的梯度增强节点积分方案.利用梯度增强节点积分方案,可以得到具有分块对角形式的单元质量矩阵,而其组装的整体质量矩阵除边界节点外仍然呈现对角形式.对于两种单元,其分块对角质量矩阵分别具有4阶最优精度和6阶次优精度.再者,将标准一致质量矩阵和具有同阶精度的梯度增强节点积分质量矩阵进行优化组合,建立了具有超收敛特性的高阶质量矩阵.最后,通过数值算例系统验证了三次和五次单元的分块对角与高阶质量矩阵的频率计算精度. 展开更多
关键词 埃尔米特梁单元 振动频率 集中质量矩阵 分块对角质量矩阵 高阶质量矩阵
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基于传递矩阵法的Timoshenko裂纹梁自振特性分析 被引量:1
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作者 王亚波 马乾瑛 吴宗欢 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期909-914,共6页
首先基于传递矩阵法,将裂纹截面假定一无质量扭转弹簧,通过扭转弹簧建立起各段子梁在裂纹截面处的矩阵传递关系,推导出含任意裂纹Timoshenko梁及无裂纹Timoshenko梁的传递矩阵,引入边界条件简化矩阵方程,并利用Matlab对方程进行求解。... 首先基于传递矩阵法,将裂纹截面假定一无质量扭转弹簧,通过扭转弹簧建立起各段子梁在裂纹截面处的矩阵传递关系,推导出含任意裂纹Timoshenko梁及无裂纹Timoshenko梁的传递矩阵,引入边界条件简化矩阵方程,并利用Matlab对方程进行求解。其次讨论了裂纹位置和相对深度对单裂纹简支梁自振频率的影响,与文献结果进行对比,误差最多不超过1%;然后通过ABAQUS建立悬臂梁及两端固支梁有限元模型,分析相对裂纹深度对自振频率的影响,计算结果与有限元结果进行对比,误差不超过3.86%;最后研究了不同跨高比下相对裂纹深度对Timoshenko简支梁自振频率的影响,计算结果与文献最大误差为4.56%,验证了本文方法的有效性及适用性。 展开更多
关键词 传递矩阵法 Timoshenko裂纹梁 自振频率 MATLAB ABAQUS
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局域共振夹芯超结构梁带隙特性及实验研究 被引量:1
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作者 付强 姚飞 张红艳 《人工晶体学报》 北大核心 2024年第1期65-72,共8页
本文提出了一种新型局域共振夹芯超结构梁,该结构由夹芯梁基体和由软材料包裹质量块组成的局域共振单元构成。分别采用传递矩阵法和有限元法计算了该结构的带隙分布和振动传输特性,搭建了局域共振夹芯超结构梁的振动传输测试实验平台,... 本文提出了一种新型局域共振夹芯超结构梁,该结构由夹芯梁基体和由软材料包裹质量块组成的局域共振单元构成。分别采用传递矩阵法和有限元法计算了该结构的带隙分布和振动传输特性,搭建了局域共振夹芯超结构梁的振动传输测试实验平台,并与数值计算结果进行对比验证,最后分析了结构参数对结构带隙分布特性的调控规律。研究结果表明,该结构在低频范围内共出现两条弯曲波带隙,带隙频率分别为196.1~339.0 Hz和377.2~655.6 Hz。而完全带隙位于弯曲波带隙内,频率范围为380.0~423.6 Hz。且在这两条弯曲波带隙范围内,弯曲振动传输会发生明显的减弱现象。另外,局域共振夹芯超结构梁的结构参数会对带隙分布特性产生较大影响,通过合理选择结构参数,可以实现局域共振夹芯超结构梁低频率和高带宽的减振要求。 展开更多
关键词 夹芯结构 夹芯超结构梁 局域共振 传递矩阵 振动衰减 振动带隙
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基于BPMS的砂浆和混凝土细观模型研究
16
作者 赵宁宁 冯吉利 《混凝土》 CAS 北大核心 2024年第8期67-71,94,共6页
混凝土是由砂浆和骨料构成的非均质材料。在细观层面上评估混凝土的断裂过程有助于阐明混凝土的材料特性。采用C++编制的梁-粒子模型求解器(Beam Particle Model Solver,简称BPMS)对砂浆和混凝土进行二维数值分析。为了模拟混凝土的断裂... 混凝土是由砂浆和骨料构成的非均质材料。在细观层面上评估混凝土的断裂过程有助于阐明混凝土的材料特性。采用C++编制的梁-粒子模型求解器(Beam Particle Model Solver,简称BPMS)对砂浆和混凝土进行二维数值分析。为了模拟混凝土的断裂,采用点阵法高效快速地建立细观尺度的颗粒模型。数值研究较好地呈现了砂浆和混凝土在单轴压缩条件下的破坏行为以及混凝土三点弯在冲击条件下的断裂过程,从而证实了BPMS的强健性及稳定性。 展开更多
关键词 细观结构 梁-粒子模型 骨料 混凝土 点阵法
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基于幅相解耦调制的透射型声超表面的声波调控
17
作者 孟愉晟 蓝君 李义丰 《声学技术》 CSCD 北大核心 2024年第5期601-612,共12页
文章构造了一种复合型无源结构,利用该结构设计的声学超表面能够实现透射相位和幅度的解耦调控。研究表明,当声波入射至该复合结构后,多腔体结构具有接近于1的透射率和接近于2π的全相位变化,而开孔结构单元可以提供恒定不变的相位和0~... 文章构造了一种复合型无源结构,利用该结构设计的声学超表面能够实现透射相位和幅度的解耦调控。研究表明,当声波入射至该复合结构后,多腔体结构具有接近于1的透射率和接近于2π的全相位变化,而开孔结构单元可以提供恒定不变的相位和0~1范围内变化的透射率。此外,根据Airy函数的波曲线,选择合适的结构参数,构造出的超表面可以在空气中生成Airy波束,同时利用两个对称的超表面可以实现具有自愈性声聚焦特性的透镜,通过与纯相位调控方法生成的波束现象进行对比,进一步说明幅相解耦方法对于声波精确调控的重要性。文章对于幅相解耦超表面的研究在声波定向传输、全息图像、医学超声成像等方面具有潜在的应用前景。 展开更多
关键词 透射型声超表面 幅相解耦调控 传递矩阵法 Airy波束 自愈性声聚焦
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应用于高能激光器的XY离焦像差校正方法
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作者 冯亚飞 韦承甫 +2 位作者 任晓明 郭建增 王杰 《中国光学(中英文)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期366-373,共8页
针对高能激光器出光过程中出现的大量离焦和0°像散低阶像差现象,提出了基于哈特曼波前传感器和二维整形光路的XY离焦像差校正方法。首先,通过对Zernike多项式的离焦项和0°像散项进行线性组合得到XY离焦像差的表达式,该XY离焦... 针对高能激光器出光过程中出现的大量离焦和0°像散低阶像差现象,提出了基于哈特曼波前传感器和二维整形光路的XY离焦像差校正方法。首先,通过对Zernike多项式的离焦项和0°像散项进行线性组合得到XY离焦像差的表达式,该XY离焦像差系数的大小可直接表征X离焦和Y离焦的波前PV值。同时,通过微调高能激光器中二维整形光路中的镜子间距,可实现激光器输出光束XY离焦波面的补偿。因此,首先利用哈特曼波前传感器提取出光束的XY离焦像差系数大小,而后再根据XY离焦像差系数的大小实时闭环微调二维整形光路中的镜子间距,从而实现XY离焦像差的校正,改善输出光束的光束质量。实验结果表明,该方法可有效地将高能激光器输出光束XY离焦量的PV值由5.2μm和1.1μm校正到0.5μm以下,相应的光束质量β因子由3.1降到1.8,光束质量得到明显改善。 展开更多
关键词 高能激光 光束质量 像差校正 光束整形 矩阵光学
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弯曲振动复合楔形超声聚能器的设计
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作者 文仕豪 许龙 +4 位作者 朱怀球 吴德林 高申平 王萧博 姚磊 《应用声学》 CSCD 北大核心 2024年第6期1366-1374,共9页
为了建立楔形变截面弯曲超声振动系统的设计理论,该文基于Timoshenko梁弯曲振动理论,推导了复合楔形超声聚能器的弯曲振动共振频率方程和放大系数解析表达式。利用解析理论模型和有限元仿真对复合楔形聚能器的前4阶弯曲振动特性进行了... 为了建立楔形变截面弯曲超声振动系统的设计理论,该文基于Timoshenko梁弯曲振动理论,推导了复合楔形超声聚能器的弯曲振动共振频率方程和放大系数解析表达式。利用解析理论模型和有限元仿真对复合楔形聚能器的前4阶弯曲振动特性进行了计算分析。结果表明:复合楔形超声聚能器的高度比和长度比对各阶弯曲共振频率和放大系数均有较大的影响;解析理论计算的聚能器的各阶弯曲共振频率和位移放大系数与有限元仿真结果一致,两种方法计算的聚能器的各阶弯曲共振频率相对误差均小于3%。由此表明该解析理论模型具有较高的理论计算精度。最后,设计并制作了复合楔形聚能器实验样品并对其一阶共振频率实验测试,实验测试结果与理论计算结果和有限元仿真结果吻合较好。该文研究结果为弯曲振动复合楔形超声振动系统的工程设计提供解析理论参考。 展开更多
关键词 TIMOSHENKO梁理论 弯曲振动 传递矩阵 有限元仿真
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基于前后向矩阵束方法的线性排布无人机集群目标规模估算
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作者 李洋 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2024年第5期31-38,共8页
利用前后向矩阵束方法,提出了一种有效的“蜂群”无人机群目标个数估计方法用于目标检测。与传统的参数估算方法相比,所提方法对于稀疏信号也能准确地进行估算。首先,在一定的角度或频率下,获取线阵排列群目标的雷达散射截面;然后,根据... 利用前后向矩阵束方法,提出了一种有效的“蜂群”无人机群目标个数估计方法用于目标检测。与传统的参数估算方法相比,所提方法对于稀疏信号也能准确地进行估算。首先,在一定的角度或频率下,获取线阵排列群目标的雷达散射截面;然后,根据已知的雷达回波构造Hankel-Toeplitz矩阵,并对该矩阵进行奇异值分解;最后,通过设置合适的阈值选取比例较大的奇异值,以此准确地估算线阵排列群目标的个数。此外,文中还讨论了不同信噪比对估算结果的影响。为了提高精度,文中采用多组不同方位角度的回波信号来联合估算群目标的个数。仿真结果表明,该方法能够有效、准确地估算线阵排列群目标的个数,而且估计结果不受噪声的影响,具有较好的鲁棒性。 展开更多
关键词 前后向矩阵束法 群目标个数估计 Hankel-Toeplitz矩阵 奇异值分解
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