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基于人工神经网络的共振吸声超材料声学性能快速预测及结构优化设计
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作者 高兆瑞 李铮 +2 位作者 姜永烽 沈承 孟晗 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2024年第8期1058-1069,共12页
针对共振吸声超材料声学性能快速预测及结构优化设计需求,提出了一种基于人工神经网络的共振吸声超材料性能预测方法.首先,建立了由微穿孔板和Helmholtz共振腔组成的多层穿孔型共振吸声超材料的理论模型,并通过仿真与实验验证其正确性;... 针对共振吸声超材料声学性能快速预测及结构优化设计需求,提出了一种基于人工神经网络的共振吸声超材料性能预测方法.首先,建立了由微穿孔板和Helmholtz共振腔组成的多层穿孔型共振吸声超材料的理论模型,并通过仿真与实验验证其正确性;随后,通过理论模型生成数据集,并以此为基础,采用BP(back propagation)神经网络原理,搭建了结构特征参量与声学性能的人工神经网络模型;之后,将训练后的人工神经网络模型与遗传算法相结合,对共振吸声超材料进行声学性能最优化设计.结果表明:训练后的人工神经网络模型可以对目标结构的吸声性能进行准确预测,并且预测效率相较理论模型提高50%以上;人工神经网络模型与优化算法的结合不仅能提高优化效率,优化后的结构也具有良好的低频宽带吸声性能.人工神经网络为大规模结构性能预测计算提供了便利,在超材料等结构设计及优化领域具有广阔的应用前景. 展开更多
关键词 共振吸声超材料 人工神经网络 吸声系数 BP神经网络 遗传算法
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轻巧⁃承力⁃功能一体化超结构:概念、设计及应用
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作者 康瑞 李雪 +5 位作者 孟晗 高金翎 邓健 姜永烽 林国兴 卢天健 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2024年第8期949-973,共25页
高端装备在极端环境下的适应性和机动性是国防安全的核心保障,具有重要战略意义.提高主承载结构的轻量化水平与功能性,是推动高端装备升级换代的关键环节.高端装备在多场耦合极端环境下工作,对主承载构件的轻量化和多功能性提出了严苛要... 高端装备在极端环境下的适应性和机动性是国防安全的核心保障,具有重要战略意义.提高主承载结构的轻量化水平与功能性,是推动高端装备升级换代的关键环节.高端装备在多场耦合极端环境下工作,对主承载构件的轻量化和多功能性提出了严苛要求.现有装备的承力结构与功能(减振降噪、抗弹防爆、冲击吸能、散热隔热、吸波等)分离,造成结构和重量冗余,性能难以提升.因此,亟需开发轻巧-承力-功能一体化超结构,推进高端装备的升级换代.该文首次提出轻巧-承力-功能一体化超结构的概念并给出了明确的定义,然后结合实际工程应用需求对多种超结构的设计方案开展综述,最后对超结构未来的发展方向进行了展望. 展开更多
关键词 轻巧-承力-功能一体化超结构 轻量化 多功能 设计 应用
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局部冲击下复合材料蜂窝夹芯结构的失效行为与吸能机理 被引量:3
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作者 薛普 秦绪国 +2 位作者 苏伟 公鑫 邓健 《导弹与航天运载技术(中英文)》 CSCD 北大核心 2022年第5期126-131,共6页
由于复合材料夹芯结构在局部冲击作用下会产生多种破坏模式,降低结构的承载能力,建立基于物理机制的失效分析方法和损伤模型,研究局部冲击作用下复合材料蜂窝夹芯结构的失效行为,并与试验结果进行对比分析。结果表明,随着冲击能量的改变... 由于复合材料夹芯结构在局部冲击作用下会产生多种破坏模式,降低结构的承载能力,建立基于物理机制的失效分析方法和损伤模型,研究局部冲击作用下复合材料蜂窝夹芯结构的失效行为,并与试验结果进行对比分析。结果表明,随着冲击能量的改变,冲击力、下面板中心位移均会呈现出不同的变化趋势。进一步研究了不同能量下多次冲击的结构响应。研究表明,芯材的抗冲击能力较弱,下面板承受了较多次冲击,且随着冲击能量的增加,重复冲击的破坏次数大大降低。 展开更多
关键词 蜂窝夹芯结构 有限元 局部冲击 多次冲击 冲击损伤
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蜂窝夹芯结构用连接接头抗冲击性能研究 被引量:1
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作者 张智扬 赵振宇 +1 位作者 任建伟 高辉遥 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2024年第8期1024-1036,共13页
夹层结构在工程领域的应用广泛,但其连接装配问题却日益突出,尤其是面临强动载荷下的作战装备,如何设计连接接头以提升结构的可靠性及维修性,是目前研究的热点.针对蜂窝夹芯防护结构在典型作战环境中的连接装配问题,设计了一种由方管锁... 夹层结构在工程领域的应用广泛,但其连接装配问题却日益突出,尤其是面临强动载荷下的作战装备,如何设计连接接头以提升结构的可靠性及维修性,是目前研究的热点.针对蜂窝夹芯防护结构在典型作战环境中的连接装配问题,设计了一种由方管锁定的快速组装连接接头,并通过泡沫子弹冲击实验以获得连接结构在不同冲量下的动态响应,随后采用有限元方法对冲击试验进行了模拟,仿真结果与实验结果吻合度较好.在此基础上,利用该有限元模型进一步探讨了方管壁厚、连接单元宽度等几何参数对该结构在泡沫子弹冲击载荷作用下的峰值挠度的影响.结果表明,较薄方管壁厚(t_(t)/t_(f)≤0.375)使得连接结构容易陷入方管压溃的失效模式导致其峰值挠度显著增大,而较小的连接单元宽度(2a/W≤0.267)将导致面板抗拉强度下降,进而削弱连接结构抗冲击性能.此外,随着连接单元宽度的不断增加,连接结构的峰值挠度呈现先减小后增大的趋势,这是由于连接单元的有效横截面积与机械互锁接触面积之间存在竞争机制.当前研究表明,这种快速组装连接接头能有效抵御动态冲击载荷,具有抗冲击吸能、便于维护更换的特点,有望应用于各型主战装备防护结构的连接,为夹层连接结构的抗冲击设计提供参考. 展开更多
关键词 蜂窝夹芯结构 连接接头 快速组装 抗冲击 动态力学行为
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考虑挠曲电效应的薄板声学超材料隔声特性研究
5
作者 杨莎莎 彭聪 +1 位作者 孟晗 沈承 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2024年第8期1070-1081,共12页
区别于传统的压电效应,当结构尺寸减小到微纳米尺度时,一种新的力电耦合效应——挠曲电效应将无法被忽略.该文利用变分原理推导了考虑挠曲电效应的薄板声学超材料结构隔声问题的控制方程和边界条件,基于Kirchhoff薄板理论预测了薄板质... 区别于传统的压电效应,当结构尺寸减小到微纳米尺度时,一种新的力电耦合效应——挠曲电效应将无法被忽略.该文利用变分原理推导了考虑挠曲电效应的薄板声学超材料结构隔声问题的控制方程和边界条件,基于Kirchhoff薄板理论预测了薄板质量块结构的隔声曲线,系统讨论了挠曲电效应、几何尺寸、质量密度等参数对结构隔声性能的影响.结果表明,当结构尺寸减小到微纳米尺度时,挠曲电效应显著增加了隔声曲线的隔声谷值和峰值频率,因此考虑挠曲电效应是十分有必要的.该文的工作有望为微机电系统的噪声控制研究提供理论基础. 展开更多
关键词 挠曲电效应 薄板超材料 隔声特性
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金属蜂窝夹层结构抗水下爆炸特性 被引量:5
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作者 魏子涵 赵振宇 +4 位作者 叶帆 裴轶群 王昕 张钱城 卢天健 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期58-74,共17页
金属蜂窝夹层结构是一种新型的舰船防护结构,在舰船防护领域具有广阔的应用前景,但目前缺乏对其在实际水下爆炸载荷作用下动态响应的研究。为研究金属蜂窝夹层结构在水下爆炸载荷作用下的动态响应及防护性能,设计并制备了背板加筋蜂窝... 金属蜂窝夹层结构是一种新型的舰船防护结构,在舰船防护领域具有广阔的应用前景,但目前缺乏对其在实际水下爆炸载荷作用下动态响应的研究。为研究金属蜂窝夹层结构在水下爆炸载荷作用下的动态响应及防护性能,设计并制备了背板加筋蜂窝夹层结构样件以及相应的浮箱,在大型露天水池中进行了水下实爆实验;通过声固耦合算法对结构响应进行模拟,实验结果与模拟结果吻合良好,随后分析了蜂窝夹层板的变形过程及能量吸收特性,量化了载荷参数(冲击因子)及结构参数(前后面板厚度比和芯体相对密度)对结构动态响应的影响;最后,以蜂窝夹层板的面密度和后面板中心点最大变形的无量纲量为目标函数,使用NSGA-Ⅱ遗传算法对结构进行了多目标优化,得到对应的Pareto前沿。结果表明,随着冲击因子的增大,蜂窝夹层板整体变形显著增大,蜂窝芯体始终是主要的吸能构件,但其吸能占比逐渐降低;随着前后面板厚度比或芯体相对密度的增加,蜂窝夹层结构的最大变形呈现先降低后升高的趋势,同时呈现不同的变形模式,芯体相对密度对结构变形的影响更为显著;对蜂窝夹层结构开展多目标优化可有效降低结构的面密度及最大变形,优化结果可为蜂窝夹层结构的设计选型提供参考。 展开更多
关键词 蜂窝夹层结构 水下爆炸 声固耦合法 优化设计
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着角与攻角联合作用下薄芳纶层合板抗平头弹侵彻性能
7
作者 季海波 王昕 +4 位作者 苏金波 李振 王鹏飞 巨圆圆 卢天健 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2024年第2期184-196,共13页
为探究着角和攻角对薄芳纶层合板抗平头弹侵彻性能的影响,建立了三维有限元仿真模型,对4 mm厚芳纶层合板在着角单独作用下以及着/攻角联合作用下的弹道行为进行了计算.通过弹丸的剩余速度、靶板的极限弹道速度及穿孔能量阈值反映了芳纶... 为探究着角和攻角对薄芳纶层合板抗平头弹侵彻性能的影响,建立了三维有限元仿真模型,对4 mm厚芳纶层合板在着角单独作用下以及着/攻角联合作用下的弹道行为进行了计算.通过弹丸的剩余速度、靶板的极限弹道速度及穿孔能量阈值反映了芳纶层合板的抗侵彻性能,分析了其在不同工况下的变形与破坏机理.结果表明:薄芳纶层合板的弹道极限速度随初始着角的增加先减小后增大;随着入射速度的增大和初始着角的减小,着角改变量和攻角改变量均有减小的趋势;对于固定的着角,负攻角不利于子弹侵彻,正攻角有利于侵彻. 展开更多
关键词 着角 攻角 芳纶层合板 平头弹 弹道极限速度 穿孔能量阈值
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脑组织热-力耦合行为综述 被引量:1
8
作者 秦璇 苏丽君 +3 位作者 万秀伟 陶泽 孙学超 卢天健 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2024年第6期670-690,共21页
脑组织是由固相与液相组成的饱和含液多孔材料,固、液、生理环境(尤其温度)之间相互作用,具体表现为脑组织内部温度场、渗流场、应力场相互影响的热-力耦合行为,故阐明脑组织的热-力耦合行为是理解大脑功能和疾病病理的关键.该文首先介... 脑组织是由固相与液相组成的饱和含液多孔材料,固、液、生理环境(尤其温度)之间相互作用,具体表现为脑组织内部温度场、渗流场、应力场相互影响的热-力耦合行为,故阐明脑组织的热-力耦合行为是理解大脑功能和疾病病理的关键.该文首先介绍了脑组织的传热学和力学性质,重点关注实验测量及应变率和温度的影响;其次,总结了描述脑组织热-力耦合行为的数理模型,包括力学模型、传热学模型和热-力耦合模型;最后,对该重要学科交叉领域进行了总结和展望. 展开更多
关键词 脑组织 力学性质 热物性 热-力耦合
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持续性高过载下人脑的多孔弹性响应
9
作者 田金 刘少宝 +1 位作者 卢天健 徐峰 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2024年第6期691-709,共19页
航空航天飞行期间经常出现的持续性高过载,对乘员的脑功能有重要影响,而脑功能受脑组织力学行为的影响,且后者与载荷特点高度相关.为预测持续性高过载下的人脑力学响应,该文采用多孔弹性本构描述了脑组织的力学行为,基于简化的头部一维... 航空航天飞行期间经常出现的持续性高过载,对乘员的脑功能有重要影响,而脑功能受脑组织力学行为的影响,且后者与载荷特点高度相关.为预测持续性高过载下的人脑力学响应,该文采用多孔弹性本构描述了脑组织的力学行为,基于简化的头部一维多层结构模型,推导了脑组织的多孔弹性控制方程、状态量传递矩阵,利用La-place变换及其逆变换,得到了颅内液体压力、颅内液体渗流速度、脑组织有效应力、脑组织位移的时空分布.结果表明,颅内液体渗流对脑组织在持续性高过荷下的响应有显著影响.该文强调采用多孔弹性本构描述脑组织力学行为的适切性和必要性,为极端载荷条件下人脑生物力学响应研究提供了重要的理论见解. 展开更多
关键词 脑组织力学响应 持续性高过载 多孔弹性本构
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超声波力学治疗学
10
作者 林姝娟 郭曜华 +1 位作者 齐兵 刘少宝 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2024年第6期787-802,共16页
超声波作为一种非侵入性干预或调控手段在力学疗法中备受关注.该文介绍了高频率高强度、低频率高强度、低频率低强度和高频率低强度四类超声波对组织/细胞的作用方法、效果与机制,以及当前新兴的超声波治疗装置,并分析了超声波力学治疗... 超声波作为一种非侵入性干预或调控手段在力学疗法中备受关注.该文介绍了高频率高强度、低频率高强度、低频率低强度和高频率低强度四类超声波对组织/细胞的作用方法、效果与机制,以及当前新兴的超声波治疗装置,并分析了超声波力学治疗学未来的发展趋势.有助于推动超声波力学疗法在肿瘤治疗、神经系统疾病治疗(如阿尔茨海默病、帕金森病治疗)等方面的技术进步及临床应用. 展开更多
关键词 细胞 肿瘤 频率 力学疗法 力学生物学
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流-固耦合作用下小尺寸肾结石引发的输尿管疼痛响应
11
作者 刘勇岗 苏丽君 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2024年第6期735-752,共18页
肾结石引发的输尿管疼痛长期折磨着人类,严重影响着人们的生活质量.然而,目前临床上由于缺乏肾结石与输尿管相互作用的定量分析,泌尿医师无法针对不同患者制定精准的个性化治疗及镇痛方案.针对该问题,以小尺寸肾结石为例,基于耦合Euler-... 肾结石引发的输尿管疼痛长期折磨着人类,严重影响着人们的生活质量.然而,目前临床上由于缺乏肾结石与输尿管相互作用的定量分析,泌尿医师无法针对不同患者制定精准的个性化治疗及镇痛方案.针对该问题,以小尺寸肾结石为例,基于耦合Euler-Lagrange(CEL)算法的流-固耦合有限元方法分析了进入输尿管管腔内的小尺寸肾结石与输尿管的相互作用规律,并基于已建立的输尿管疼痛模型,对由输尿管内小尺寸肾结石引发的输尿管疼痛进行了定量化研究.有限元分析结果表明,当结石直径小于输尿管内径时,结石会在输尿管壁蠕动作用下与输尿管发生动态接触,造成输尿管内壁上出现动态应力.随着输尿管壁蠕动幅度增大,结石的移动速度增大,且结石与输尿管接触的概率减小,同时输尿管壁上的接触应力也会降低.将应力结果输入输尿管疼痛模型计算对应的中心传输神经元细胞膜电位,结果表明,疼痛水平随时间的变化与动态应力随时间的变化趋势类似,在应力交替变化的情况下,疼痛程度并不会随应力降为零应力而降低至疼痛阈值以下,表现出疼痛程度与应力水平不对等的特征.该研究所得结果可以结合当前临床上已有的医学影像技术和计算机领域的大数据与人工智能等技术,有望为个性化精准诊断结石患者病况并定量化评估患者疼痛程度,从而制定个性化治疗方案的精准医疗临床策略提供理论基础. 展开更多
关键词 流-固耦合 耦合Euler-Lagrange(CEL)算法 输尿管软组织 神经电生理 疼痛量化
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低温冷冻下颅脑热-力耦合分析
12
作者 陶泽 苏丽君 刘少宝 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2024年第6期710-718,共9页
虽然大脑是人体最重要的器官,但其在低温冷冻过程中的热-力耦合机理仍不明晰.该文考虑颅脑特殊形状、多孔弹性、脑脊液流动、颅骨约束以及冻胀效应,建立脑组织低温冷冻热-力耦合模型,通过分析冷冻过程中的温度场、相场和脑脊液冻胀产生... 虽然大脑是人体最重要的器官,但其在低温冷冻过程中的热-力耦合机理仍不明晰.该文考虑颅脑特殊形状、多孔弹性、脑脊液流动、颅骨约束以及冻胀效应,建立脑组织低温冷冻热-力耦合模型,通过分析冷冻过程中的温度场、相场和脑脊液冻胀产生的压力场,发现在凝固过程中脑脊液温度保持不变,而脑组织内部最大温差可达20 K.固-液相界面厚度约0.3 mm,推进速度约0.09 mm/s.冻胀产生的脑组织最大位移(~0.12 mm)发生在靠近头盖骨处.固液界面处压力梯度高达500 MPa/mm,而固体和脑脊液内部压力几乎不变.本研究可为人类大脑的低温冷冻保存策略及脑防护提供理论支撑. 展开更多
关键词 大脑 脑脊液 多孔弹性 冻胀压力
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浅埋炸药爆炸动力学研究进展 被引量:5
13
作者 赵振宇 任建伟 +3 位作者 金峰 张杜江 周贻来 卢天健 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期1-11,共11页
浅埋炸药爆炸是现代装甲车辆及其乘员的主要威胁。分析和探究浅埋炸药爆炸的作用机理及其影响因素是提升装甲车辆地雷生存能力、保障乘员安全的前提条件和重要基础。综述了目前国内外学者在浅埋炸药爆炸动力学方面的最新研究成果。首先... 浅埋炸药爆炸是现代装甲车辆及其乘员的主要威胁。分析和探究浅埋炸药爆炸的作用机理及其影响因素是提升装甲车辆地雷生存能力、保障乘员安全的前提条件和重要基础。综述了目前国内外学者在浅埋炸药爆炸动力学方面的最新研究成果。首先介绍了浅埋爆炸动力学的研究方法,进而梳理了浅埋爆炸毁伤机理及其载荷传递规律。最后,针对本领域中相关研究工作给出了几点建议。 展开更多
关键词 浅埋炸药 爆炸载荷 结构毁伤 毁伤机理
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基于黏聚区模型的ENF试件层间裂纹扩展分析 被引量:3
14
作者 邓健 肖鹏程 +2 位作者 王增贤 邵光冉 卢天健 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2022年第5期515-523,共9页
基于经典层合板理论及黏聚区模型,针对纯Ⅱ型断裂ENF试件的裂纹扩展,建立了含一般分层裂纹层合板的理论模型.相较于传统的梁理论,该文模型充分考虑了黏聚区的软化过程,引入了试件发生失效前的非线性行为,预测的失效载荷小于梁理论结果,... 基于经典层合板理论及黏聚区模型,针对纯Ⅱ型断裂ENF试件的裂纹扩展,建立了含一般分层裂纹层合板的理论模型.相较于传统的梁理论,该文模型充分考虑了黏聚区的软化过程,引入了试件发生失效前的非线性行为,预测的失效载荷小于梁理论结果,与文献试验值更为接近.相比于梁理论(仅包含断裂韧性单一参数),该文模型可同时分析界面强度、断裂韧性及界面初始刚度对ENF试件载荷-位移曲线的影响.结果表明:界面强度主要影响试件失效前的力学行为,对裂纹扩展基本无影响,断裂韧性是影响裂纹扩展的主要参数,界面初始刚度仅影响线弹性加载段;黏聚区长度随断裂韧性增大而增大,随界面强度增大而减小;相较于断裂韧性,界面强度对黏聚区长度的影响更为明显;黏聚区尖端到达试件半长处时,黏聚区的长度呈现一定程度的减小. 展开更多
关键词 ENF试验 分层 黏聚区 裂纹
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某离心风机气动噪声计算与控制研究 被引量:6
15
作者 林康 沈承 +3 位作者 王斌 胥强荣 朱洋 马卿 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2023年第6期24-30,37,共8页
以某型号离心风机为研究对象,保留相关结构细节特征,建立三维有限元模型。基于CFD(Computational Fluid Dynamics)软件采用雷诺时均法对其内部流场开展稳态计算,并采用声类比积分法对风机的气动噪声进行预测。通过气动性能以及辐射噪声... 以某型号离心风机为研究对象,保留相关结构细节特征,建立三维有限元模型。基于CFD(Computational Fluid Dynamics)软件采用雷诺时均法对其内部流场开展稳态计算,并采用声类比积分法对风机的气动噪声进行预测。通过气动性能以及辐射噪声的试验测试和仿真结果对比来验证仿真模型的有效性。由宽频噪声模型分析可知,离心风机噪声源位置主要集中于叶片以及蜗舌附近。考虑到工程用离心风机结构改型成本较高,对叶片进行穿孔二次设计,提出一种优化的穿孔方案,探讨叶片穿孔对离心风机气动性能以及噪声声压级的影响。研究结果表明,优化后的叶片穿孔设计可降低叶片表面的压力脉动进而减少离心风机气动噪声,所提出的设计方案可使风机噪声总声压级降低2.64 dB。 展开更多
关键词 声学 离心风机 气动噪声 叶片穿孔 FW-H方程
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柔性扑翼翼型的气动性能仿真分析 被引量:4
16
作者 王奇 朱寅鑫 +1 位作者 牛培行 刘少宝 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2022年第5期586-596,共11页
与固定翼相比,在低速、小Reynolds数条件下,扑翼飞行具有显著的气动性能优势,受到越来越多的重视.然而,目前对扑翼翼型的研究以刚性翼型为主,对柔性翼型气动性能认识还不清楚.该文建立了柔性椭圆翼型的流固耦合仿真模型,分析了不同风速... 与固定翼相比,在低速、小Reynolds数条件下,扑翼飞行具有显著的气动性能优势,受到越来越多的重视.然而,目前对扑翼翼型的研究以刚性翼型为主,对柔性翼型气动性能认识还不清楚.该文建立了柔性椭圆翼型的流固耦合仿真模型,分析了不同风速、迎角下柔性椭圆翼型的周围流场、变形以及气动性能.仿真结果表明,较刚性翼型,柔性翼型延缓了尾涡脱落时间,有效降低升力扰动振荡频率;柔性翼型显著抑制了尾流流场的扰动,降低升力扰动振荡幅值,合适的弹性模量翼型使得扰动振荡完全消除.研究结果可为软飞行器气动设计提供参考. 展开更多
关键词 柔性翼型 流固耦合 气动性能 升力 有限元
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落锤冲击下叠层铝板的动态响应 被引量:2
17
作者 周贻来 赵振宇 +2 位作者 任建伟 边鹏 卢天健 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第15期233-243,286,共12页
叠层金属板作为一种新型抗冲击结构日益受到国内外关注。首先通过落锤冲击试验,研究了叠层铝板的变形以及对冲击物加速度的影响,对比了其与相同面密度单层铝板动态结构响应的异同。随后采用动态非线性有限元方法,对叠层铝板的落锤冲击... 叠层金属板作为一种新型抗冲击结构日益受到国内外关注。首先通过落锤冲击试验,研究了叠层铝板的变形以及对冲击物加速度的影响,对比了其与相同面密度单层铝板动态结构响应的异同。随后采用动态非线性有限元方法,对叠层铝板的落锤冲击试验进行了仿真计算,且仿真结果与试验吻合良好。结果表明:受到相同冲击载荷时,与单层板相比,多层叠层板可大幅降低加速度峰值,对冲击物(锤头)的缓冲效果更佳,起到更好的保护作用;叠层板在冲击点处的最大位移大于相同面密度单层板的最大位移,且随着总厚度(叠层数)的增加,差值逐渐增大;叠层板的层间摩擦因数显著影响其背凸位移,摩擦因数很小或很大时,背凸位移均减小。 展开更多
关键词 叠层铝板 落锤冲击 动态响应 数值仿真
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带攻角平头弹侵彻不同厚度芳纶层合板的数值模拟 被引量:3
18
作者 季海波 王昕 +4 位作者 赵振宇 赵中南 李雪 韩佳彤 卢天健 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期132-149,共18页
为研究攻角对不同厚度芳纶层合板抗平头弹侵彻性能的影响,构建了三维有限元计算模型,首先通过对比实验结果验证了其可靠性,然后基于该数值模型,进一步计算了0°~30°攻角范围内,4、8和16 mm靶板的弹道响应,从子弹剩余速度、靶... 为研究攻角对不同厚度芳纶层合板抗平头弹侵彻性能的影响,构建了三维有限元计算模型,首先通过对比实验结果验证了其可靠性,然后基于该数值模型,进一步计算了0°~30°攻角范围内,4、8和16 mm靶板的弹道响应,从子弹剩余速度、靶板能量吸收率、极限弹道速度与穿孔能量阈值4个方面,综合评估了芳纶层合板的抗侵彻性能。结果表明:攻角的影响与靶板厚度及子弹入射速度有关,随着攻角的增大,靶板的极限速度和穿孔能量阈值均有所降低,降低的程度随厚度的增加而减小;入射速度接近芳纶层合板弹道极限速度时,子弹剩余速度随着攻角增大而增大,但速度远高于弹道极限速度时,子弹剩余速度随着攻角增大而减小;攻角对芳纶层合板弹道性能的影响机理随靶板的破坏模式不同而改变。 展开更多
关键词 攻角 芳纶层合板 平头弹 弹道极限速度 穿孔能量阈值
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充液弹性毛细管低温相变的力学分析 被引量:2
19
作者 陶泽 李墨筱 +3 位作者 提飞 刘勇岗 刘少宝 卢天健 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2021年第10期1045-1061,共17页
充液弹性毛细管广泛存在于生物体(如毛细血管、植物导管等)和工程领域(如微流控冰阀门、制冷系统热管、MEMS微通道谐振器等).低温工作环境中,充液弹性毛细管内部的液柱会发生相变并引发冻胀效应,从而导致管壁的变形、损伤乃至断裂.该文... 充液弹性毛细管广泛存在于生物体(如毛细血管、植物导管等)和工程领域(如微流控冰阀门、制冷系统热管、MEMS微通道谐振器等).低温工作环境中,充液弹性毛细管内部的液柱会发生相变并引发冻胀效应,从而导致管壁的变形、损伤乃至断裂.该文建立并求解了考虑温度梯度、界面张力及液体冻胀作用的弹性毛细管平衡方程,分析了液柱低温相变过程中毛细管壁的径向和环向应力,发现管壁应力分布受热毛细弹性数和冻毛细弹性数的影响,且影响大小跟壁厚相关.该研究不仅有助于理解生物体内充液弹性毛细管冻胀失效机制,还可为MEMS微流控芯片的抗冻胀失效设计提供理论指导. 展开更多
关键词 相变 界面张力 冻胀 热毛细弹性数 冻毛细弹性数
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Sound Insulation Performance of Acoustic Metamaterials Based on Attachable Helmholtz Resonators 被引量:1
20
作者 ZUO Hongwei LI Jinze +2 位作者 SHEN Cheng YANG Shasha WANG Bin 《Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics》 EI CSCD 2022年第S01期23-31,共9页
To address the control of low frequency noises,we propose an new perforated thin-plate acoustic metamaterials with the attachable Helmholtz resonator(AHR)which can be directly attached to the existing structure to sup... To address the control of low frequency noises,we propose an new perforated thin-plate acoustic metamaterials with the attachable Helmholtz resonator(AHR)which can be directly attached to the existing structure to suppress acoustic radiation.Sound transmission loss of the aluminium plate with AHR has been simulated using the finite element method under a normal incident plane sound wave.The results show that AHR works well in the 50—500 Hz frequency band,with two peaks of insulation occurring and the corresponding frequency of the first insulation peak dropping to around 120 Hz.The study of the effects of plate thickness,cavity depth,perforation radius and perforation length on the sound insulation performance of metamaterials demonstrates that the effective suppression of acoustic radiation at specific frequencies can be achieved by changing the acoustic radiation properties of the structure. 展开更多
关键词 Helmholtz resonator acoustic metamaterials transmission loss
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