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再论大采高采场顶板“组合短悬臂梁-铰接岩梁”定量化结构 被引量：2
1
作者 闫少宏 路洋波 +1 位作者 尹希文 徐刚 《煤炭学报》 北大核心 2025年第4期1894-1906,共13页
针对大采高采场“组合短悬臂梁-铰接岩梁”定量化结构进行研究,采高加大必然引起采场覆岩在横向、纵向的活动范围加大,由于采场覆岩自下而上运动以及冒落碎胀的特点,必将使采空区冒落空间在某一时间趋近于零,因此提出了对采场支架产生... 针对大采高采场“组合短悬臂梁-铰接岩梁”定量化结构进行研究,采高加大必然引起采场覆岩在横向、纵向的活动范围加大,由于采场覆岩自下而上运动以及冒落碎胀的特点,必将使采空区冒落空间在某一时间趋近于零,因此提出了对采场支架产生作用力的顶板岩层是有范围的,即存在边界层并给出了边界层的概念和判断方法。随着采场的继续推进,采空区冒落的矸石将继续在上覆岩层的作用下发生蠕变而再次压缩变形,从而引起上覆岩层多次下沉传导,引起地表沉陷直至最终稳定,因此从对采场矿压显现有影响的角度将采场至地表的覆岩分为近场岩层和远场岩层。近场岩层为支架上方至边界层内的复合岩层,远场岩层为边界层至地表的复合岩层,近场岩层运动规律是采场矿压研究的重点、远场岩层运动规律是开采地表沉陷研究的重点。基于大采高采场下位复合顶板在垮落前不能触矸而呈“组合短悬臂梁”结构、其上位复合顶板岩层在采场前方煤壁、支架与直接顶联合支撑体、采空区冒落矸石支撑下在采场横向呈“铰接岩梁”结构的特点,提出了大采高采场近场岩层中直接顶、基本顶的新概念并给出了定量化判定方法,从而形成了大采高采场顶板“组合短悬臂梁-铰接岩梁”定量化结构。呈“铰接岩梁”结构的基本顶岩层一般会有一层甚至多层,取决于采高与顶板岩层的厚度、强度、层位等,其形成铰接结构的基本条件是:(1)基本顶可能下沉量小于其极限下沉量(Δ_(m)<Δ_(j));(2)在结构面的中截面上部应力大于其抗拉强度(σ_t>[R_t])且下部应力小于其抗压强度(σ_(c)<[R_(c)]);(3)断裂步距大于其厚度的2倍。以曹家滩煤矿10 m超大采高采场为工程背景,通过现场实测分析得到边界层存在的客观性。作为大采高采场“组合短悬臂梁-铰接岩梁”定量化结构理论的应用,研究确定了曹家滩煤矿10 m超大采高采场设备回撤专用垛式支架的支护强度。 展开更多
关键词 组合短悬臂梁-铰接岩梁结构 边界层 近场与远场岩层 极限下沉量 可能下沉量
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建筑悬臂梁裂缝故障检测方法
2
作者 耿城 黄波 马尤苏夫 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第7期57-61,67,共6页
为提高悬臂梁裂缝故障检测的准确性和鲁棒性,提出基于振动分析的建筑悬臂梁裂缝故障非侵入式检测方法。该方法从振动信号中提取基于高阶统计量的紧凑向量特征,并使用One-class支持向量机在无裂缝故障的悬臂梁数据周围构建一个闭合区域,... 为提高悬臂梁裂缝故障检测的准确性和鲁棒性,提出基于振动分析的建筑悬臂梁裂缝故障非侵入式检测方法。该方法从振动信号中提取基于高阶统计量的紧凑向量特征,并使用One-class支持向量机在无裂缝故障的悬臂梁数据周围构建一个闭合区域,使得该区域内的事件被标记为无故障,而该区域外的事件被标记为故障。通过对悬臂梁裂缝故障的检测试验验证了所提方法的有效性。在该试验中,振动由3轴加速度计传感器收集;采集系统由开源电子原型平台ARDUINO?控制。验证结果表明,所提方法对早期裂缝检测具有很好的灵敏性;此外,所提方法仅需要训练无裂缝故障的悬臂梁数据,使得流程更加简单和更符合实际情况,可有效解决无法事先了解悬臂梁可能故障的问题。 展开更多
关键词 悬臂梁 裂缝故障 振动信号 支持向量机 检测
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悬臂梁结构半余弦基函数冲击载荷识别及验证
3
作者 王莹 马晓力 王强 《中国工程机械学报》 北大核心 2025年第2期351-355,共5页
研究设备的振动状态还需考虑受工作冲击载荷因素导致的冲击损伤、部件松动以及自身结构振动的影响。为此设计了一种建立在半余弦函数基础上的冲击载荷识别算法,通过遗传算法确定合适区间,利用数据方法确定梁、薄板与桁架的尺寸,并进行... 研究设备的振动状态还需考虑受工作冲击载荷因素导致的冲击损伤、部件松动以及自身结构振动的影响。为此设计了一种建立在半余弦函数基础上的冲击载荷识别算法,通过遗传算法确定合适区间,利用数据方法确定梁、薄板与桁架的尺寸,并进行实验验证。数值模拟结果表明:拟合冲击载荷(SCFF)方法误差均比Tikhonov、切比雪夫正交多项式拟合(COPF)更低,随着噪声增大SCFF识别优势更加明显。获得10%以内的峰值误差,在参数优化下达到最小值,表明参数优化具备良好的适用性。试验验证结果表明:通过分析响应信号频谱数据,推断该冲击载荷之后造成的悬臂梁发生低频振动状态,前四阶模态对模型实施修正满足可行性要求。采用SCFF方法识别时,可以跟实际载荷形成良好的吻合状态,可以识别获得更小峰值误差。 展开更多
关键词 冲击载荷 悬臂梁 载荷识别 函数拟合 遗传算法
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压电悬臂梁结构参数对摩擦自激振动能量收集的影响
4
作者 朱瑞丹 刘方平 +1 位作者 何冬康 项载毓 《机械设计》 北大核心 2025年第3期132-142,共11页
针对滑动摩擦副普遍存在的摩擦自激振动问题,尝试通过安装压电悬臂梁振动能量收集器以实现摩擦自激振动能量的收集。基于CETR摩擦磨损试验机开展了摩擦自激振动能量收集试验,建立该试验装置的有限元模型及含压电悬臂梁振动能量收集器的... 针对滑动摩擦副普遍存在的摩擦自激振动问题,尝试通过安装压电悬臂梁振动能量收集器以实现摩擦自激振动能量的收集。基于CETR摩擦磨损试验机开展了摩擦自激振动能量收集试验,建立该试验装置的有限元模型及含压电悬臂梁振动能量收集器的5自由度数值模型,探讨了悬臂梁结构参数变化对压电陶瓷输出电压的影响。结果表明:设计的压电悬臂梁振动能量收集器可有效地将摩擦块∕摩擦盘滑动摩擦产生的摩擦自激振动能量转换为电能,而且悬臂梁质量和刚度等结构参数通过改变压电悬臂梁振动能量收集器的变形能力以影响摩擦自激振动能量收集效果;悬臂梁质量和刚度较小时,压电悬臂梁振动能量收集器具有较好的变形能力,使得压电陶瓷更好地将摩擦自激振动能量转换为电能;随着悬臂梁质量和刚度的增大,压电悬臂梁振动能量收集器的变形能力减弱,导致压电陶瓷输出电压减小。 展开更多
关键词 摩擦自激振动 压电悬臂梁 能量收集 有限元仿真 数值分析
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纳米孔阵列微悬臂梁设计与力学特性研究 被引量：1
5
作者 孟青 赵静楠 +2 位作者 郭志全 朱静雪 杨嫄 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第2期31-34,共4页
微悬臂梁阵列生物传感器因其强大的适用性和快速响应特性,在无标记生物分子的检测工作中广泛应用。为提高传统微悬臂梁传感器的灵敏度,设计了具有纳米孔洞结构的微悬臂梁,并详细模拟了单个微悬臂梁的固有频率及其在集中载荷作用下自由... 微悬臂梁阵列生物传感器因其强大的适用性和快速响应特性,在无标记生物分子的检测工作中广泛应用。为提高传统微悬臂梁传感器的灵敏度,设计了具有纳米孔洞结构的微悬臂梁,并详细模拟了单个微悬臂梁的固有频率及其在集中载荷作用下自由端的弯曲位移,进一步研究了纳米孔洞结构如何改善微悬臂梁传感器的力学性能,以确定微悬臂梁传感器的最佳纳米孔洞几何参数。结果表明:经过设计改进后的微悬臂梁自由端弯曲位移增加了1.21%。设计的纳米孔洞结构微悬臂梁有效提高了灵敏度,为微悬臂梁的进一步优化设计和工艺改进提供了新的策略。 展开更多
关键词 微悬臂梁 灵敏度 纳米孔洞 力学性能
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基于电阻应变悬臂梁的浮选颗粒-气泡间相互作用力测试研究
6
作者 任玺冰 孙丽娟 +3 位作者 刘秦杉 成宇龙 桂夏辉 邢耀文 《煤炭学报》 北大核心 2025年第6期3174-3182,共9页
浮选是依据颗粒表面疏水性差异实现有用矿物与脉石选择性分离的界面分选方法,其核心作用单元是颗粒-气泡矿化。颗粒-气泡间相互作用力直接决定了颗粒-气泡矿化效率,是窥视浮选微观机理的重要窗口,但纳微尺度下力的高精度低成本测试一直... 浮选是依据颗粒表面疏水性差异实现有用矿物与脉石选择性分离的界面分选方法,其核心作用单元是颗粒-气泡矿化。颗粒-气泡间相互作用力直接决定了颗粒-气泡矿化效率,是窥视浮选微观机理的重要窗口,但纳微尺度下力的高精度低成本测试一直是领域内的巨大挑战。基于此,提出了基于电阻应变悬臂梁的浮选颗粒-气泡间相互作用力测试方法,采用电阻应变原理检测铝合金悬臂梁的微小形变与受力,并设计惠斯通全桥电路完成电阻变化与电压信号的转换-放大-输出。最后自主搭建了浮选微力测试系统,由电阻应变悬臂梁力传感器、位移驱动系统、图像采集系统、信号放大与采集系统、控制单元、隔振平台等模块组成,并探索了颗粒表面疏水性、气泡尺寸以及气泡接近速度对颗粒-气泡间相互作用力的影响规律,结果发现:浮选微力测试系统校准试验结果的线性拟合R^(2)值为0.99989,表现出优异的线性响应特性,系统的力学灵敏度为72.57563μN/mV,实际力检测下限约为2μN。颗粒-气泡间黏附力随表面接触角和气泡尺寸的增加呈现单调递增趋势,在20~60μm/s速度区间内,小梯度的气泡接近速度变化对颗粒-气泡间黏附力影响不大,同时力试验值与Young-Laplace方程理论计算结果相近。浮选微力测试系统具有结构简单稳定、灵敏度高、制造成本低等综合优势,在浮选界面作用基础研究领域有着广阔的应用前景。 展开更多
关键词 浮选 颗粒-气泡 相互作用力 电阻应变 悬臂梁
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基于周期性穿孔悬臂梁的压电俘能器数值仿真研究
7
作者 崔新风 徐思朋 +1 位作者 黄孝清 牟恺宁 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2025年第1期158-165,共8页
针对海洋监测等小型传感器无法长期稳定供电问题,压电俘能器提供了一种新的解决方案。本文提出了一种基于周期性穿孔梁的压电俘能器,它可以有效地将清洁能源(如波浪能)中的振动能转化为电能。本文首先建立了压电能量俘获结构的机电频响... 针对海洋监测等小型传感器无法长期稳定供电问题,压电俘能器提供了一种新的解决方案。本文提出了一种基于周期性穿孔梁的压电俘能器,它可以有效地将清洁能源(如波浪能)中的振动能转化为电能。本文首先建立了压电能量俘获结构的机电频响函数模型;然后在理论分析基础上,对与穿孔基底层相关的参数进行了敏感度分析;最后采用有限元方法进行了数值仿真研究。研究结果表明,基底层的厚度和填充率同峰值电压的相关度最为显著,而穿孔数与峰值电压的相关度最不显著。基底层厚度减小、填充率减小和穿孔数增多都有助于降低谐振频率,并提高峰值电压输出。仿真结果表明,与传统无孔结构相比,穿孔结构的谐振频率最大降低了22.63%,而峰值电压最大提高了61.54%。 展开更多
关键词 海洋传感器自供电 压电俘能器 周期性穿孔悬臂梁 参数敏感度 谐振频率 峰值电压
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音叉压电悬臂梁动力学建模及振动俘能特性分析
8
作者 马丽骞 曹东兴 詹昌海 《振动工程学报》 北大核心 2025年第5期984-993,共10页
环境振动能量采集技术可为物联网低功耗电子设备提供绿色无源自供电技术,针对传统平直悬臂梁俘能器结构固有频率高,俘能效率较低的不足,提出一类叉型悬臂梁结构用于环境中振动能量的采集,克服传统悬臂梁结构自由端部分因振动时应变较小... 环境振动能量采集技术可为物联网低功耗电子设备提供绿色无源自供电技术,针对传统平直悬臂梁俘能器结构固有频率高,俘能效率较低的不足,提出一类叉型悬臂梁结构用于环境中振动能量的采集,克服传统悬臂梁结构自由端部分因振动时应变较小而不利于能量采集的缺点,从而提升系统的俘能效率。利用Lagrange方程建立音叉压电悬臂梁在谐波激励下的动力学方程,求解系统固有频率,综合对比理论解析、有限元仿真和试验结果,分析了结构尺寸、附加质量块以及负载电阻对系统俘能特性的影响。结果表明:在悬臂梁结构自由端处引入分叉结构可以降低系统的固有频率,证明音叉压电悬臂梁俘能器更有利于低频环境振动俘能;在加速度激励幅值为0.5 m/s^(2)时,系统俘能输出功率峰值为7 mW;进一步优化结构,在自由端引入20 g附加质量块,系统俘能输出功率峰值提升至18 mW;设计压电俘能接口电路,采集转换的电能直接为LED灯(发光二极管)供电,可同时点亮50个LED灯。研究结果可为适配80 Hz以下的低频振动环境的能量采集以及实现低功耗物联网传感器的自供电设计提供理论支撑。 展开更多
关键词 音叉压电悬臂梁 环境振动利用 分叉结构 动力学建模 低频多模态 俘能试验
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光响应液晶弹性体悬臂梁的自激振动分析
9
作者 赵俊 孙晓蝶 +1 位作者 赵晓敏 严志权 《应用数学和力学》 北大核心 2025年第6期755-763,共9页
研究了液晶弹性体(LCE)悬臂梁的光驱自持续弯曲振动现象,建立了光驱振动的动力学模型,利用振型叠加法得到其半解析公式,并利用MATLAB软件编程计算其动力学响应规律.结果表明:在恒定光照作用下,可以实现LCE悬臂梁周期性自激振动响应;同... 研究了液晶弹性体(LCE)悬臂梁的光驱自持续弯曲振动现象,建立了光驱振动的动力学模型,利用振型叠加法得到其半解析公式,并利用MATLAB软件编程计算其动力学响应规律.结果表明:在恒定光照作用下,可以实现LCE悬臂梁周期性自激振动响应;同时表明LCE梁弯曲振动的振幅可通过调节光强、阻尼系数和热弛豫时间来控制,而梁振动的频率主要取决于热弛豫时间.研究结果在远程光驱驱动器、传感器、软微机器人和光能转换系统的设计等领域具有一定的指导意义. 展开更多
关键词 液晶弹性体 自激振动 悬臂梁 光驱动
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内置压电悬臂梁的涡致振动圆管俘能结构实验研究
10
作者 陈鹏 林杉杉 +1 位作者 马雄飞 李莉 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第2期248-254,共7页
利用计算机仿真和水循环试验系统测试,分析了阻流体直径、间径比以及双俘能结构串列情况下内置压电悬臂梁柔性圆管涡致振动俘能结构的性能。结果表明:俘能结构的输出电压随着圆柱阻流体直径的增大而增大,随着间径比的增加先增加后降低... 利用计算机仿真和水循环试验系统测试,分析了阻流体直径、间径比以及双俘能结构串列情况下内置压电悬臂梁柔性圆管涡致振动俘能结构的性能。结果表明:俘能结构的输出电压随着圆柱阻流体直径的增大而增大,随着间径比的增加先增加后降低。当阻流体直径为0.03 m,高为0.05 m,间径比为3时,最优输出电压峰-峰值为5.83 V。当两个参数完全相同的俘能结构串列放置试验时,两者的输出电压大不相同,第2个俘能结构的输出电压远大于第1个俘能结构。综合考虑两个俘能结构的电压值,当间径比为4时,得到两个结构产生的电压值分别为0.71 V和5.24 V,优于间径比为其他值的情况。 展开更多
关键词 压电俘能器 涡致振动 压电悬臂梁 压电能量收集
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铁路节段拼装悬臂梁受力性能试验
11
作者 朱希同 《铁道建筑》 北大核心 2025年第1期87-92,共6页
成昆铁路(成都—昆明)旧庄河1号桥是我国铁路领域最早应用节段拼装施工和铰接悬臂结构的大跨度预应力混凝土桥,建成已五十余年。由于桥上的运营状况与建成之初大不相同,为掌握桥梁的实际使用状态,1978年和2018年对旧庄河1号桥进行了静... 成昆铁路(成都—昆明)旧庄河1号桥是我国铁路领域最早应用节段拼装施工和铰接悬臂结构的大跨度预应力混凝土桥,建成已五十余年。由于桥上的运营状况与建成之初大不相同,为掌握桥梁的实际使用状态,1978年和2018年对旧庄河1号桥进行了静动载试验。结果表明:梁体竖向挠跨比满足规范要求,两次检定试验抗弯刚度基本一致。在荷载作用下梁体各截面的正应力变化基本是线性的,结构处于弹性工作状态。梁体实测动力系数小于规范计算值,横向振幅和振动加速度均满足规范要求。两次检定试验实测横竖向自振频率基本一致,梁体的使用状态保持稳定。梁体胶接缝处环氧树脂胶与混凝土的黏结状态良好。 展开更多
关键词 节段拼装 悬臂梁 静载试验 动载试验 刚度 胶接缝
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高频响应悬臂梁单向阀动态特性研究
12
作者 杨国来 杨鹏强 +2 位作者 曹文斌 谢万耀 孙丽霞 《液压与气动》 北大核心 2024年第4期74-82,共9页
单向阀动态性能是影响磁致伸缩电液作动器中核心部件磁致伸缩泵输出性能的因素之一。已应用于磁致伸缩泵配流的悬臂梁单向阀在使用过程中出现随着启闭频率上升而响应性能下降问题,通过理论分析,提出了一种高频响应双瓣式悬臂梁单向阀,... 单向阀动态性能是影响磁致伸缩电液作动器中核心部件磁致伸缩泵输出性能的因素之一。已应用于磁致伸缩泵配流的悬臂梁单向阀在使用过程中出现随着启闭频率上升而响应性能下降问题,通过理论分析,提出了一种高频响应双瓣式悬臂梁单向阀,对已有和提出的单向阀进行动态响应分析。通过流固耦合在阀两端输入幅值为60 kPa的正弦压差,对比分析了已有和提出的两种单向阀的响应性。结果表明:随着输入压差信号频率的增加,已有单瓣式悬臂梁单向阀出现了响应滞后和阀口不能关闭的情况,阀口未关闭位移随频率的增大而增大,输入频率每增加100 Hz,阀口不闭合位移增加2.1%;双瓣式悬臂梁单向阀在相同结构参数下频率响应和阀口关闭情况都优于单瓣式单向阀,输入频率每增加100 Hz,阀口不闭合位移增加1%,减少了阀口回流,阀的高频响应优点可以适应磁致伸缩材料高频宽的特点。为高性能智能电液作动器的发展提供支持。 展开更多
关键词 悬臂梁单向阀 电液作动器 微流体 高频响应
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基于半解析法的功能梯度悬臂梁力学行为研究
13
作者 张龙 刘秉斌 范钧滔 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第7期16-22,共7页
功能梯度材料(Functionally Graded Material,FGM)物理性能优良,具有重要的应用价值,近些年来受到了越来越多的关注。本文发展了一种可用于功能梯度悬臂梁受力分析的半解析方法,该方法具有与解析法同等的计算精度,并且可用于材料性能梯... 功能梯度材料(Functionally Graded Material,FGM)物理性能优良,具有重要的应用价值,近些年来受到了越来越多的关注。本文发展了一种可用于功能梯度悬臂梁受力分析的半解析方法,该方法具有与解析法同等的计算精度,并且可用于材料性能梯度分布复杂情况下的悬臂梁结构受力分析。将该方法用于材料性能按线性梯度分布、指数梯度分布、复杂经验公式梯度分布的功能梯度悬臂梁受力分析,并与解析法、梯度有限元法、分层有限元法的计算结果进行了对比验证。研究结果表明,当高度和长度方向的积分点数分别为11个和21个时,半解析法和梯度有限元法计算的弯曲应力分布结果与解析解基本一致,分层有限元法计算的弯曲应力分布结果与解析解相差较大,相对误差大于10%。而对于挠度值分析,半解析法、梯度有限元法、分层有限元法的计算结果均与解析解非常接近,最大相对误差不超过1.0%。 展开更多
关键词 功能梯度材料 悬臂梁 半解析法 有限元 复合材料
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一种双简支―悬臂梁反共振隔振器设计分析与试验
14
作者 张赣波 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第3期270-277,共8页
[目的]为探究三元件型反共振隔振器的实现形式,提出一种由一根悬臂端含质量块的双简支-悬臂梁与一根双支撑梁所组成的机械装置(BAVI)。[方法]首先,分析双简支-悬臂梁的动态特性,推导其阻抗方程;然后,根据驱动点阻抗函数综合其低阶模型... [目的]为探究三元件型反共振隔振器的实现形式,提出一种由一根悬臂端含质量块的双简支-悬臂梁与一根双支撑梁所组成的机械装置(BAVI)。[方法]首先,分析双简支-悬臂梁的动态特性,推导其阻抗方程;然后,根据驱动点阻抗函数综合其低阶模型是单惯容与单弹簧二元件的串联结构,并解析低阶模型的等效参数;最后,通过装置试件设计与试验,验证其反共振特性和理论方法有效性,并在此基础上分析装置刚度特性及不同阻尼形式的效果。[结果]结果表明,当跨度比共振隔振器结构,具有“高静低动”刚度特性;在双简支-悬臂梁上采取阻尼措施后,可实现隔振区传递率以最大速率衰减的同时抑制共振峰的效果。[结论]所提机械装置证明了三元件型反共振隔振器的可实现性,提供了一种简易可行的工程结构。 展开更多
关键词 双简支-悬臂梁 三元件型反共振隔振器 “高静低动”刚度 窄带吸振 宽带隔振
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基于CBAM-CNN和压电悬臂梁的温度解耦质量感知方法 被引量：5
15
作者 闫宇楠 刘智康 +1 位作者 徐佳文 严如强 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期113-126,共14页
悬臂梁结构广泛用于微小质量测量,而温度变化会引起测量结果漂移。传统测量方法需要在温度稳定的环境中进行,但实际应用中通常难以满足此要求,且温度漂移对测量的影响难以直接解耦。本文提出了一种基于数据驱动,CBAM-CNN和压电悬臂梁的... 悬臂梁结构广泛用于微小质量测量,而温度变化会引起测量结果漂移。传统测量方法需要在温度稳定的环境中进行,但实际应用中通常难以满足此要求,且温度漂移对测量的影响难以直接解耦。本文提出了一种基于数据驱动,CBAM-CNN和压电悬臂梁的自适应温度解耦质量感知方法。首先,搭建谐振式压电悬臂梁温控测量平台采集不同质量负载下的阻抗响应信号,设计自适应加权预处理方法以增强结构特征并突出有限样本中的关键信息;其次,设计基于混合领域注意力机制的CBAM-CNN网络来评估信号中多个谐振峰的相对关系,实现温度解耦和质量感知。实验结果表明,该方法在25℃至55℃的温度范围内的对0.1~1 g的质量感知准确率高达99.70%,无需进行温度补偿即可实现大跨度温度下的精确质量感知。 展开更多
关键词 压电悬臂梁 深度学习 CNN CBAM 质量感知 温度解耦
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变截面压电悬臂梁能量采集器在高斯白噪声激励下的稳态统计特性研究 被引量：1
16
作者 周坤涛 杨涛 +3 位作者 葛根 郝淑英 冯晶晶 张琪昌 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期864-874,共11页
环境振动是一种非周期、随机的宽频激励,研究振动能量采集器在环境振动下的能量采集特性具有重要意义。本文采用改进随机平均法,求解了变截面压电梁在高斯白噪声激励下的等效振幅、位移、速度的稳态概率密度函数,位移与速度的联合概率... 环境振动是一种非周期、随机的宽频激励,研究振动能量采集器在环境振动下的能量采集特性具有重要意义。本文采用改进随机平均法,求解了变截面压电梁在高斯白噪声激励下的等效振幅、位移、速度的稳态概率密度函数,位移与速度的联合概率密度函数以及稳态均方输出电压,随后研究了变截面压电梁的能量采集效能。结果表明:负载电阻一定时,截面系数β>0时的变截面压电梁相比β=0时的等截面压电梁有更好的稳态均方输出电压;截面系数β>0时,随着电阻电容乘积的倒数的增加,变截面压电梁的均方电压均呈现逐渐减小的趋势,当电阻电容乘积的倒数值一定时,β值越大,均方电压也越高;随着噪声强度的增加,变截面压电梁的均方电压均呈现逐渐增大的趋势,当噪声强度一定时,β值越大,均方电压也越高。本文研究结果可为变截面压电悬臂梁能量采集系统的设计及应用提供理论依据。 展开更多
关键词 能量采集器 变截面压电悬臂梁 高斯白噪声激励 稳态概率密度 均方电压
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动态测试木材泊松比的悬臂梁1/3跨贴片法 被引量：1
17
作者 王正 张栋 +3 位作者 邹红艳 陈清平 宋利明 张一凡 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期128-135,共8页
【目的】提出一种悬臂梁1/3跨贴片法,以简化木材泊松比测试方法并提高测试精度。【方法】基于梁一阶弯曲振动的应力和应变分析提出一种动态测试木材泊松比的方形截面悬臂梁1/3跨贴片法。首先,对于云杉、欧洲赤松和山毛榉3个主向方形截... 【目的】提出一种悬臂梁1/3跨贴片法,以简化木材泊松比测试方法并提高测试精度。【方法】基于梁一阶弯曲振动的应力和应变分析提出一种动态测试木材泊松比的方形截面悬臂梁1/3跨贴片法。首先,对于云杉、欧洲赤松和山毛榉3个主向方形截面悬臂梁试件,长厚比为8、10、12、16和20,应用ANSYS 19模态程序块计算其一阶弯曲模态应力和应变,确定横向应变与纵向应变比值的绝对值-ε_(y)/ε_(x)-x/l曲线以及横向应力σy=0的位置;其次,根据方形截面悬臂梁线的变化特征以及其上贴于距试件悬臂端l/3处);最后,利用1/3跨贴片法动态测试落叶松弦向(LT)和径向(LR)、西加云杉横切向(TR和TL)以及单板层积材(LVL)纵向和横向的泊松比。【结果】采用对称加载的四点弯曲梁法和轴向拉伸法试验验证了1/3跨贴片法动态测试木材泊松比的有效性(3种方法测试的落叶松、西加云杉和LVL泊松比十分吻合);从试验方面说明1/3跨贴片法与σ_(y)=0贴片法测试木材泊松比的一致性(1/3跨贴片法动态测试的落叶松和西加云杉的泊松比与σ_(y)=0贴片法相当吻合)。【结论】方形截面悬臂梁1/3跨贴片法除具有试验操作简单和测试精度高的优点外,用3根方形截面悬臂梁试件即可动态测试LT、LR、RT、RL、TR和TL共6个木材主向泊松比,优于悬臂板试件σ_(y)=0贴片法;该方法采用长厚比8~20的方形截面悬臂梁试件,适用于测试木材6个主向泊松比,贴片位置与木材主向和试件尺寸无关。 展开更多
关键词 木材 泊松比 正方形截面 悬臂梁 1/3跨贴片法 动态测试
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基于状态观测器的智能悬臂梁自适应SSDV半主动振动控制研究
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作者 白永明 蔡亮亮 季宏丽 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期238-245,共8页
半主动振动控制因其不需精确的结构模型就能实现较好的振动控制效果,以航天器上使用的某种轻质复合材料制作的智能悬臂梁结构件为载体,设计一种基于状态观测器的自适应SSDV半主动控制方法对其进行振动控制研究,取得了较好的控制效果,状... 半主动振动控制因其不需精确的结构模型就能实现较好的振动控制效果,以航天器上使用的某种轻质复合材料制作的智能悬臂梁结构件为载体,设计一种基于状态观测器的自适应SSDV半主动控制方法对其进行振动控制研究,取得了较好的控制效果,状态观测器观测值误差在1%之内,一阶振动幅值减少了75.24%。这为航天器上柔性化和低刚度的悬臂结构件的振动控制提供一种有效可行的参考方法。 展开更多
关键词 智能悬臂梁 状态观测器 自适应SSDV 半主动振动控制
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基于静电力的非接触式微悬臂梁刚度标定方法
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作者 张世玉 赵聆喆 +2 位作者 于枚可 赵美蓉 郑叶龙 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期256-265,共10页
微悬臂梁刚度的标定在工业和学术研究中有重要的意义。传统微悬臂梁标定方法存在粘附摩擦、接触磨损等缺点。为了有效解决传统刚度标定中接触摩擦的难题,本文提出一种基于静电力的非接触式微悬臂梁刚度标定方法。该方法将静电力作为标... 微悬臂梁刚度的标定在工业和学术研究中有重要的意义。传统微悬臂梁标定方法存在粘附摩擦、接触磨损等缺点。为了有效解决传统刚度标定中接触摩擦的难题,本文提出一种基于静电力的非接触式微悬臂梁刚度标定方法。该方法将静电力作为标准载荷施加于微悬臂梁末端,基于胡克定律计算微悬臂梁刚度。对平行极板结构进行了数值模拟,结果显示微悬臂梁与参考极板的相对位置存在较小的偏差时,静电力偏差小于5%。静电力标定实验结果显示微悬臂梁刚度为0.344 N/m,相对测量不确定度为1.86%。该方法适用于微悬臂梁的刚度标定,对微纳力值研究领域具有重大意义。 展开更多
关键词 微悬臂梁 刚度标定 静电力 不确定度
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间隙约束悬臂梁系统的不连续分岔
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作者 伏江龙 吕小红 +1 位作者 刘一凡 罗冠炜 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2114-2126,共13页
间隙约束悬臂梁广泛应用在机械和工程设计中,其动态力学特性的优劣直接反映主机运行品质的高低,是决定主机能否安全和高效运行的关键因素.从多参数角度研究悬臂梁碰撞系统的动力学可实现系统的动态特性与功能目标的优化设计.考虑间隙约... 间隙约束悬臂梁广泛应用在机械和工程设计中,其动态力学特性的优劣直接反映主机运行品质的高低,是决定主机能否安全和高效运行的关键因素.从多参数角度研究悬臂梁碰撞系统的动力学可实现系统的动态特性与功能目标的优化设计.考虑间隙约束悬臂梁系统,构建由光滑流映射复合的全局Poincaré映射及其Jacobi矩阵.应用数值方法获得各类吸引子在两参数平面的存在区域,结合数值仿真、延拓打靶法和胞映射研究相邻对称型周期1吸引子经混合运动域的转迁特征及共存吸引子的形成机理,揭示不稳定吸引子在系统动力学演化过程中的重要作用,以及不同类型的激变、迟滞、鞍结型周期倍化分岔和亚临界叉式分岔等不连续分岔行为.结果表明,在含对称间隙弹性碰撞系统中,周期吸引子的不连续分岔呈现9种不同的类型.叉式分岔使多吸引子共存更加普遍.两个反对称的不稳定周期轨道可引起两个共存的混沌吸引子同时发生内部激变.叉式型擦边分岔和9种不连续分岔的定义将进一步丰富非光滑系统动力学. 展开更多
关键词 非光滑系统 悬臂梁 两参数动力学 不连续分岔
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