基于增材制造的仿生吸能结构研究现状与展望

1

作者 楼航飞 陈文刚 +2 位作者 张伟 蔡心远 龚金锭 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第3期147-156,共10页

吸能结构在人类生活中的广泛应用带动了大量能量吸收特性的科学研究和前沿技术发展。大自然长时间的选择使一些动植物具有特殊结构,这些特殊结构给予设计者灵感,仿生吸能结构被大量地研究。在此过程中,增材制造技术由于具有灵活性强、... 吸能结构在人类生活中的广泛应用带动了大量能量吸收特性的科学研究和前沿技术发展。大自然长时间的选择使一些动植物具有特殊结构,这些特殊结构给予设计者灵感,仿生吸能结构被大量地研究。在此过程中,增材制造技术由于具有灵活性强、能够制造复杂结构及利用增材制造材料等特点,成为解决轻量化和复杂结构需求的理想选择。然而现阶段科研人员对仿生吸能结构领域的综述性研究较为有限,系统性的总结也相对缺乏,导致对整个技术的发展现状及面临的问题理解不够深入。本文主要对仿生薄壁结构、仿生板结构、仿生细胞结构和仿生建筑结构所对应动植物的结构与性能进行了系统性的总结,阐述了增材制造技术在仿生吸能结构领域的研究现状,以期为未来各行业仿生吸能结构的发展提供一定参考。 展开更多

关键词 结构仿生 吸能 增材制造 生物结构 应用 复合材料

在线阅读 下载PDF 职称材料

我国能源消费结构变动趋势预测

2

作者 李洪兵 刘琴 +1 位作者 韩咪 吴小东 《中国矿业》 北大核心 2025年第8期16-25,共10页

准确掌握能源消费演变趋势,对有序推进碳达峰目标至关重要。运用灰色系统理论,深度分析我国能源消费的影响因素,精确提取有效信息,剔除与能源消费量关联程度不高且存在显著多重共线性问题的影响因素,挖掘能源消费有效影响因素。在灰色GM... 准确掌握能源消费演变趋势,对有序推进碳达峰目标至关重要。运用灰色系统理论,深度分析我国能源消费的影响因素,精确提取有效信息,剔除与能源消费量关联程度不高且存在显著多重共线性问题的影响因素,挖掘能源消费有效影响因素。在灰色GM(1,N)模型中引入对数化思想,基于有效的重要影响因素,构建对数化灰色GM(1,N)模型,并用其精准刻画我国能源消费演变趋势。研究结果表明:(1)煤炭和石油消费影响最大的有效因素分别是产业结构和技术水平,人均收入是天然气和电力消费影响最大的有效因素。(2)我国能源消费总量将呈倒U型发展趋势,2031年将达到峰值67亿t标准煤。其中,煤炭消费将在2027年达到峰值33亿t标准煤,到2035年将快速降至25亿t标准煤。石油消费将在2026年达到峰值11亿t标准煤,到2035年降至约7亿t标准煤。天然气消费保持6%以上的增长率,到2035年增至11亿t标准煤。电力消费维持4%以上的中高速发展态势,到2035年高达21亿t标准煤。(3)我国能源消费结构将由“一大三小”的传统消费模式,到2035年逐渐形成煤炭、油气、电力“三分天下”的新格局,届时高碳能源消费占比降至49%,我国能源消费迈入绿色低碳高质量发展新时期。(4)灰色综合关联分析法能精准描述能源消费量与影响因素间的关联水平,挖掘出潜在的有用信息,基于有效影响因素建立的对数化灰色GM(1,N)模型预测精度高,可为其他地区能源消费趋势预测提供借鉴。 展开更多

关键词 能源消费结构 影响因素 消费预测 灰色关联度 GM(1 N)模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

玉米深松机械的能耗分析及节能措施研究

3

作者 胡明学 《农机使用与维修》 2024年第1期68-70,共3页

深松机械通过翻松土壤底层,打破犁底层,为作物生长提供一个良好的土壤环境。但是深松机耕作深度较大,深松作业时会遇到较大的耕作阻力,从而导致能耗较高。基于玉米深松机械的结构和工作原理,综述了影响深松机械能耗的主要因素,总结了玉... 深松机械通过翻松土壤底层,打破犁底层,为作物生长提供一个良好的土壤环境。但是深松机耕作深度较大,深松作业时会遇到较大的耕作阻力,从而导致能耗较高。基于玉米深松机械的结构和工作原理,综述了影响深松机械能耗的主要因素,总结了玉米深松机械节能的主要措施,如优化动力系统、采用高效动力系统、采用新型设计理念和使用智能控制系统等。研究结果可有效地降低玉米深松机械的能耗,提高其经济性和可持续性。 展开更多

关键词 玉米深松机械 能耗分析 节能措施 结构优化 参数控制 可持续性

在线阅读 下载PDF 职称材料

微型电磁式振动能量采集器的设计和电磁特性仿真研究 被引量：6

4

作者 王佩红 戴旭涵 +1 位作者 方东明 赵小林 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期518-521,526,共5页

为了设计出结构合理、性能优良的微型电磁式振动能量采集器,利用Ansoft Maxwell软件对模型的结构参数和输出电动势之间的关系进行有限元仿真,分析发现:随着圆形永磁体厚度、悬臂梁振幅的增加及悬臂梁和永磁体间距的减小,输出电动势逐渐... 为了设计出结构合理、性能优良的微型电磁式振动能量采集器,利用Ansoft Maxwell软件对模型的结构参数和输出电动势之间的关系进行有限元仿真,分析发现:随着圆形永磁体厚度、悬臂梁振幅的增加及悬臂梁和永磁体间距的减小,输出电动势逐渐增加;在永磁体半径不断增加的过程中,输出电动势会出现一极大值。根据优化原则设计出结构参数如下的模型:圆形SmCo28永磁体厚度为1 mm,半径为2 mm,悬臂梁振幅为1 mm,永磁体和悬臂梁之间的距离为1.02 mm。该模型的最大输出电动势为26 mV,最大输出功率为5.633μW。 展开更多

关键词 半导体技术 电磁式振动能量采集器 结构优化 计算机仿真 输出特性

在线阅读 下载PDF 职称材料

孔底设复合消能结构的岩体爆破振动特性研究 被引量：6

5

作者 刘涛 陈明 +1 位作者 胡浩然 严鹏 《爆破》 CSCD 北大核心 2017年第4期7-11,26,共6页

爆破振动的特性、控制方法及措施一直是工程爆破界的研究热点。基于白鹤滩水电站坝基开挖中开展的孔底设复合消能的岩体爆破开挖试验,结合动力有限元技术数值模拟,以及对实测振动傅里叶频谱分析,研究了孔底设复合消能结构的岩体爆破振... 爆破振动的特性、控制方法及措施一直是工程爆破界的研究热点。基于白鹤滩水电站坝基开挖中开展的孔底设复合消能的岩体爆破开挖试验,结合动力有限元技术数值模拟,以及对实测振动傅里叶频谱分析,研究了孔底设复合消能结构的岩体爆破振动特性。数值模拟与现场监测结果表明:孔底设复合消能结构相对于常规装药结构能够大幅减小炮孔底部岩体的爆破振动速度,减小幅度达到30%以上,相应的傅里叶幅值谱峰值和主频率也有降低,可见爆破孔孔底设复合消能结构可有效降低孔底的峰值振动速度,从而控制孔底岩体的爆破损伤范围。 展开更多

关键词 复合消能结构 数值模拟 爆破试验 爆破振动 振动频率

在线阅读 下载PDF 职称材料

如何实现二氧化碳减排和经济发展的双赢?——能源结构优化视角下的实证分析 被引量：9

6

作者 徐盈之 董琳琳 《中国地质大学学报（社会科学版）》 CSSCI 北大核心 2011年第6期31-37,共7页

本文主要基于VAR模型,分析了不同类型能源对经济发展的影响,并结合各种能源的二氧化碳排放系数,测算了不同类型能源的二氧化碳排放对经济发展的影响,从而在能源消费结构优化的视角下估计出中国二氧化碳减排政策的减排成本。实证结果表明... 本文主要基于VAR模型,分析了不同类型能源对经济发展的影响,并结合各种能源的二氧化碳排放系数,测算了不同类型能源的二氧化碳排放对经济发展的影响,从而在能源消费结构优化的视角下估计出中国二氧化碳减排政策的减排成本。实证结果表明,能源消费对经济发展有显著影响,且不同类型能源实现同等减排效果的成本存在较大差异,所以对于中国这种节能技术水平较低的发展中国家来说,为实现二氧化碳减排和经济发展的双赢,能源消费结构优化是一个恰当的政策。 展开更多

关键词 二氧化碳减排 能源消费 减排成本 能源消费结构优化

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于元胞自动机的变厚度薄壁梁侧向耐撞性优化设计方法 被引量：8

7

作者 刘书田 刘杨 童泽奇 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期528-535,共8页

薄壁结构是汽车等运载工具的重要防护装置,除了其轴向防撞能力外,侧向耐撞性能分析与提升方式也非常重要。研究基于薄壁结构厚度合理分布的侧向耐撞性能提升方式和建立基于元胞自动机的变厚度薄壁梁侧向耐撞性优化方法。以汽车B柱受力... 薄壁结构是汽车等运载工具的重要防护装置,除了其轴向防撞能力外,侧向耐撞性能分析与提升方式也非常重要。研究基于薄壁结构厚度合理分布的侧向耐撞性能提升方式和建立基于元胞自动机的变厚度薄壁梁侧向耐撞性优化方法。以汽车B柱受力环境和性能要求为设计需求,首先利用所建立的方法给出了连续变厚度的薄壁梁厚度分布设计,其性能较常规的等厚度薄壁梁最大侵入位移大幅下降(下降82%),验证了变厚度设计的有效性;然后,考虑单向变厚度便于柔性轧制工艺制成TRB,给出了轴向连续变厚度薄壁梁的厚度分布设计,该设计较等厚度梁最大侵入位移下降73%;与连续变厚度梁相比,在侵入位移降低量略小的情况下,实现了可制造性。设计实例表明本文提出的连续变厚度设计能够有效提高侧向耐撞性能,所建立的方法能够获得合理的厚度分布设计,是有效的耐撞性优化设计方法。 展开更多

关键词 冲击吸能 薄壁结构 变厚度板 结构优化 元胞自动机

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于微振动隔离技术的平台载荷一体化设计 被引量：4

8

作者 申军烽 邓成晨 +2 位作者 陶炯鸣 周徐斌 倪涛 《航天返回与遥感》 2014年第3期28-34,共7页

针对大口径高分辨率相机对卫星平台结构、安装包络、振动环境等方面的要求,提出了一种基于微振动隔离技术的平台载荷一体化设计与分析方法。通过在卫星平台与载荷安装基板之间的一体化结构中增加柔性连接单元,利用系统刚度和能量耦合的... 针对大口径高分辨率相机对卫星平台结构、安装包络、振动环境等方面的要求,提出了一种基于微振动隔离技术的平台载荷一体化设计与分析方法。通过在卫星平台与载荷安装基板之间的一体化结构中增加柔性连接单元,利用系统刚度和能量耦合的原理对一体化结构平台的系统性能进行设计和仿真分析,并在此基础上,开展了平台载荷一体化结构地面模拟试验研究。结果表明:文章提出的基于微振动隔离技术的平台载荷一体化设计在满足载荷安装要求的同时,还能够将卫星平台传递至载荷基板的振动响应衰减80%以上,从而有效地确保载荷的主要性能。 展开更多

关键词 大口径相机 平台载荷一体化 微振动 振动隔离 能量解耦 空间遥感

在线阅读 下载PDF 职称材料

近断层地震动作用下密肋复合墙结构地震响应分析 被引量：8

9

作者 贾穗子 袁泉 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1366-1370,共5页

为了研究新型结构体系-密肋复合墙结构在近断层地震作用下的地震响应,基于密肋复合墙结构试验,建立该结构的简化计算模型.输入改变控制参数的不同近断层地震动,进行结构非线性地震反应分析.并对同等条件下密肋复合墙结构与框架剪力墙结... 为了研究新型结构体系-密肋复合墙结构在近断层地震作用下的地震响应,基于密肋复合墙结构试验,建立该结构的简化计算模型.输入改变控制参数的不同近断层地震动,进行结构非线性地震反应分析.并对同等条件下密肋复合墙结构与框架剪力墙结构在近断层地震作用下结构耗能分配系数对比分析.结果表明,由于密肋复合墙结构独特的构造特点,使其在近断层地震动作用下表现出良好的耗能减震能力,是一种较理想的抗震建筑结构新体系. 展开更多

关键词 近断层地震动 密肋复合墙结构 地震响应分析 耗能减震能力

在线阅读 下载PDF 职称材料

广西典型城市污水处理厂能耗分析 被引量：4

10

作者 陈珍 成官文 +2 位作者 胡喆 梁宁书 覃许江 《桂林理工大学学报》 CAS 北大核心 2017年第1期186-190,共5页

氧化沟工艺、A^2/O工艺、SBR及其变种工艺是广西乃至全国污水处理的主要工艺,对比研究3种处理工艺能耗,利于污水处理的节能降耗。经对这3种工艺的3个污水处理厂(A、B、C)能耗结构分析,结果表明:3个污水处理厂各环节能耗处于较合理水平,... 氧化沟工艺、A^2/O工艺、SBR及其变种工艺是广西乃至全国污水处理的主要工艺,对比研究3种处理工艺能耗,利于污水处理的节能降耗。经对这3种工艺的3个污水处理厂(A、B、C)能耗结构分析,结果表明:3个污水处理厂各环节能耗处于较合理水平,主要耗能均发生在污水提升、曝气供氧和污泥处理3个环节;A、B、C 3个厂比能耗分别为0.16、0.17、0.21 k Wh/m^3;污水处理厂能耗受进水水质、运行负荷率、规模、季节等因素的综合影响。 展开更多

关键词 污水处理厂 经典工艺 能耗结构 比能耗 节能降耗

在线阅读 下载PDF 职称材料

3维水翼非定常云空化结构分析和侵蚀风险预估

11

作者 陈洋 杨朴 朱兵 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期436-449,共14页

空化是在流体设备中经常发生的现象,而云空化结构的溃灭会释放出极高的压力,常被认为是造成材料空蚀破坏的主要原因,因此研究云空化的演化、溃灭和对壁面的冲击作用具有重要意义.采用隐式大涡模拟方法和基于局部流场修正的空化模型,对... 空化是在流体设备中经常发生的现象,而云空化结构的溃灭会释放出极高的压力,常被认为是造成材料空蚀破坏的主要原因,因此研究云空化的演化、溃灭和对壁面的冲击作用具有重要意义.采用隐式大涡模拟方法和基于局部流场修正的空化模型,对不同空化数下的NACA00153维水翼进行了数值模拟,考察了空化流动结构的演化过程,并采用基于能量输运的侵蚀风险预估模型对空蚀风险区域进行了预估.主要结论如下:(1)基于局部流场修正的空化模型可更好地预测空化体积;隐式大涡模拟方法较好地捕捉到了多种形式的非定常空化流动结构.(2)空化数σ对云空化发生的程度、演化特征和溃灭位置的影响不同:当σ=1.19时,空化结构较为稳定,翼型表面附着型腔体最大长度约在0.4倍的翼型弦长处,而脱落腔体溃灭的位置约在0.6倍处;当σ=1.07时,翼型表面附着型腔体最大长度约在0.5倍处,而脱落腔体溃灭的位置约在0.7倍处;当σ=0.95时,空化结构演化剧烈,会出现多尺度腔体共同脱落现象,翼型表面附着腔体最大长度约在0.7倍处,而脱落腔体溃灭的位置在翼型尾缘附近.(3)基于能量输运的预估模型可用于预测因空化腔体发生溃灭引起的翼型表面发生侵蚀破坏的风险区域. 展开更多

关键词 云空化结构演化 空化模型 隐式大涡模拟 能量输运 侵蚀风险预估

在线阅读 下载PDF 职称材料

组合参数对频变自由型垫高阻尼结构振动性能的影响

12

作者 易少强 吴晓阳 +1 位作者 赵晓明 魏维 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第9期47-50,共4页

选择分数导数模型来拟合粘弹性材料的频变特性,通过Matlab与Ansys的相互调用,实现频变悬臂自由型垫高阻尼结构的仿真计算。利用模态应变能迭代法,分析附加层组合参数对系统振动特性的影响,讨论附加层厚度、附加层材料参量对前2阶模态频... 选择分数导数模型来拟合粘弹性材料的频变特性,通过Matlab与Ansys的相互调用,实现频变悬臂自由型垫高阻尼结构的仿真计算。利用模态应变能迭代法,分析附加层组合参数对系统振动特性的影响,讨论附加层厚度、附加层材料参量对前2阶模态频率和模态损耗因子的影响。分析结果表明:附加层厚度对系统阻尼特性的影响包括垫高层的增益以及阻尼层的耗能总量两方面的综合作用,附加层材料参量对系统阻尼特性的影响主要体现在垫高层弹性模量对阻尼层耗能水平的影响,而垫高层密度影响系统的附加质量,进而影响系统的模态频率,对于系统的模态损耗因子的影响很小。 展开更多

关键词 分数导数模型 自由型垫高阻尼结构 模态应变能迭代法 组合参数 阻尼特性

在线阅读 下载PDF 职称材料