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题名基于压阻反馈信号纳米梁非线性振动控制
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作者
孔维旭
刘灿昌
万磊
党壮
贺成泰
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机构
山东理工大学交通与车辆工程学院
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2020年第4期1319-1325,共7页
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基金
国家自然科学基金(51575325)
山东省自然科学基金(ZR2017LA004)。
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文摘
研究了基于硅压阻效应纳米梁非线性振动控制方法。在纳米梁固定端上表面粘贴硅压阻膜片,压阻膜片的电阻值随着纳米梁的振动发生变化。利用惠斯通电桥电路提取振动信号作为电压反馈控制信号,控制纳米梁的非线性振动。用多尺度法求解方程,得到系统主共振的幅频响应方程。由幅频响应方程分析系统非线性振动方程解的稳定性,研究了交流激励电压幅值、阻尼、反馈增益参数对系统稳定性和振幅的影响规律。研究结果表明:激励电压由0.25 V减小至0.1 V时,最大振幅衰减60%。无量纲阻尼由0.0585增加至0.0878时,最大振幅衰减40%。增大阻尼和反馈增益参数可以减弱甚至消除纳米梁振动的非线性特性。该研究成果为纳米梁非线性振动控制及信号提取提供了一种理论方法。
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关键词
非线性振动控制
硅压阻膜片
主共振分析
多尺度法
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Keywords
nonlinear vibration control
silicon piezoresistive diaphragm
primary resonance analysis
multiscale method
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分类号
O322
[理学—一般力学与力学基础]
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题名主共振纳米梁非线性振动电容控制
被引量：4
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作者
巩庆梅
许英姿
刘灿昌
马驰骋
周继磊
姜瑞瑞
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机构
山东理工大学交通与车辆工程学院
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2017年第18期142-148,共7页
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基金
国家自然科学基金(51575325)资助
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文摘
针对纳米梁非线性振动控制问题,以Euler-Bernoulli梁为模型,提出了纳米梁非线性振动电容式传感器控制方法。纳米梁电容器电容值随纳米梁的振动而变化,纳米梁电容式传感器根据电容变化提取振动信号,并将放大后的振动信号传递给控制器以控制纳米梁的非线性振动。应用多尺度法得到系统的近似解,推导出系统主共振的幅频响应方程。应用数值模拟方法,通过不同控制参数下的幅频图分析了纳米梁振动的非线性动力学行为。研究表明,该方法能够有效地控制纳米梁的非线性振动,通过选取适当的控制参数能够削弱甚至消除纳米梁非线性振动特性。
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关键词
非线性振动控制
纳米梁电容式传感器
主共振
多尺度法
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Keywords
nonlinear vibration control
nanobeam capacitive sensor
primary resonance
multi scales method
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分类号
O322
[理学—一般力学与力学基础]
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题名巨子有控结构体系非线性地震响应的半主动控制
被引量：2
- 3
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作者
吴昊
张洵安
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机构
西安理工大学土木建筑工程学院
西北工业大学力学与土木建筑学院
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出处
《地震工程与工程振动》
CSCD
北大核心
2017年第5期155-161,共7页
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基金
陕西省教育厅专项科研计划项目(16JK1547)
西安理工大学科技创新计划项目(2014CX017)
陕西省自然科学基础研究计划项目(2017JQ5062)~~
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文摘
巨子有控结构体系(MSCSS)是一种具有自控能力的新型结构体系。本研究将磁流变(MR)阻尼器与MSCSS的工作机理相结合,采用模糊神经网络建立MR阻尼器的控制规则,利用遗传算法对模糊神经网络结构进行优化,在考虑构件发生非线性变形的情况下,研究了不同场地地震作用时的MSCSS非线性振动响应控制效果。通过与被动控制工况和以LQR算法为基础的半主动控制工况进行时域、频域范围内的对比研究,结果表明本文设计的模糊神经网络算法可以有效减小MSCSS的地震响应,并且在结构构件进入非线性状态以后仍然保持良好的稳定性,大大提高了结构的抗震性能。
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关键词
巨子型有控结构体系
磁流变阻尼器
模糊神经网络
非线性振动控制
抗震性能
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Keywords
MSCSS
MR damper
fuzzy neural network
nonlinear vibration control
seismic performance
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分类号
TU311.3
[建筑科学—结构工程]
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题名基于非线性吸能机理的涡激振动减振理论与实验研究
- 4
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作者
陆子
何毅翔
张岚斌
代胡亮
王琳
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机构
华中科技大学航空航天学院
工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室
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出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第11期3147-3156,共10页
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基金
机械系统与振动国家重点实验室开放基金资助项目(MSV202205)。
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文摘
流致振动现象广泛存在于机械、航空、土木和石油等重要工程领域,为防止工程结构因流致振动行为而造成疲劳破坏,有必要对稳定性、动力学响应及其振动控制做深入研究.本文提出了一种由弹簧和质量块构成的非线性吸能器(nonlinear targeted energy transfer, NTET),研究了该非线性吸能器对弹性支承圆柱体涡激振动的被动控制影响机制.基于能量法推导了圆柱体涡激振动非线性被动控制的耦合动力学方程,通过设计非线性弹簧-质量块构型的NTET,进一步开展了涡激振动控制的实验研究,并与理论预测结果进行了较好的对比,获得提升涡激振动控制效果的最佳参数值.研究发现, NTET的质量、弹簧刚度以及弹簧预应力等参数会对涡激振动控制效果产生显著的影响.本文研究结果表明,该耦合系统中圆柱体和NTET均表现出周期性的稳态振动响应, NTET质量的改变会显著影响系统的耦合频率.在无预应力状态下, NTET质量越大、刚度越小时,有更好的减振效果.当弹簧预应力逐渐增大时, NTET的非线性刚度逐渐变弱,会降低涡激振动控制性能.参数分析表明:随着涡激振动控制性能的提升,圆柱体的振幅逐渐较小, NTET的振幅逐渐增大,能量传递效率逐渐提高.研究结果可为工程中涡激振动控制策略的高效设计提供有用的理论支撑和实验数据.
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关键词
涡激振动
非线性吸能器
非线性振动控制
锁频区域
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Keywords
vortex-induced vibrations
nonlinear targeted energy transfer
nonlinear vibration and control
synchronization region
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分类号
TB126
[理学—工程力学]
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题名波动温度环境下形状记忆合金梁的参激振动控制
被引量：1
- 5
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作者
王龙飞
崔璐
韩志军
吴莹
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机构
太原理工大学生物医学工程学院
太原理工大学信息化管理与建设中心
西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2022年第7期135-138,181,共5页
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基金
国家自然科学基金(11772242,11972275)。
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文摘
引入形状记忆合金多项式本构模型描述材料的热力学行为,导出形状记忆合金梁在横向周期力扰动下的非线性动力学控制方程,从而研究合金梁在波动变化温度场中的参数激励振动控制。数值分析表明,温度对形状记忆合金梁的弹性模量和振动特性影响很大,且利用最大Lyapunov指数法可以获得临界温度值,当温度在该临界温度值附近波动时可以实现形状记忆合金梁的参数激励振动控制。最后,讨论临界温度值受外激励振幅和频率的影响,从而拓展所提出方法的实际应用。
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关键词
形状记忆合金(SMA)梁
参数激励
非线性振动控制
混沌
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Keywords
shape memory alloy(SMA)beam
parametric excitation
nonlinear vibration control
chaos
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分类号
O3
[理学—力学]
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题名静电激励纳米梁超谐共振电容控制
被引量：2
- 6
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作者
巩庆梅
许英姿
刘灿昌
周长城
马驰骋
姜瑞瑞
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机构
山东理工大学交通与车辆工程学院
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出处
《广西大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2017年第2期461-469,共9页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51575325)
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文摘
为研究静电激励纳米梁非线性振动的超谐共振控制问题,以Euler-Bernoulli梁为模型,提出一种非线性振动电容控制方法。纳米梁平行板电容器形成于纳米梁与平行极板间,其电容值随纳米梁的振动而变化,电容式传感器根据电容变化提取振动信号、产生控制电压。控制电压作为控制信号输入控制器控制纳米梁的非线性振动。应用多尺度法求得系统超谐共振的幅频响应方程,分析了振动方程解的稳定性,以及交流激励电压幅值、阻尼、反馈增益参数对系统振动稳定性及振幅的影响规律。应用数值分析方法得到纳米梁振动稳定性与纳米梁参数之间的关系,求得振动响应的稳定解。结果显示:当无量纲阻尼由0.017 5增大至0.020 3或是激励电压幅值减小至1.8 V时,最大振幅分别衰减40%和50%左右;增大阻尼和反馈增益参数能够削弱甚至消除纳米梁超谐振动的非线性特性。该研究结果为控制纳机电系统非线性振动提供了一种新的理论方法。
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关键词
非线性振动控制
电容式传感器
纳米梁
超谐共振
多尺度法
-
Keywords
nonlinear vibration control
capacitive sensor
nanobeam
superharmonic resonance
multiple scales method
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分类号
O322
[理学—一般力学与力学基础]
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