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CFD在“工程流体力学”教学中的案例应用与教改探讨
1
作者 陈伟 刘旭 +4 位作者 左青松 王志奇 卢海山 朱国辉 马颖 《南方农机》 2025年第14期159-162,178,共5页
【目的】传统教学方法仅依赖理论讲解和数学推导“工程流体力学”课程知识,学生难以理解工程对象的内部细节和流动规律;而CFD技术可直观地呈现实际流动规律、可视化流动过程。因此,将CFD仿真融入教学过程中,加强学生对流动现象的理解和... 【目的】传统教学方法仅依赖理论讲解和数学推导“工程流体力学”课程知识,学生难以理解工程对象的内部细节和流动规律;而CFD技术可直观地呈现实际流动规律、可视化流动过程。因此,将CFD仿真融入教学过程中,加强学生对流动现象的理解和提升仿真能力具有重要现实意义。【方法】分析了CFD在“工程流体力学”教学中的优势,包括软件普及率高、实践成本低、信息可视化展示、提高仿真能力等。展示了学生运用不同CFD软件独立完成仿真分析的案例,包括管道层流与湍流仿真、卡门涡街模拟、渐缩管仿真、擤鼻涕流体力学仿真。【结果】在“工程流体力学”教学中引入自主仿真案例分析,不仅能够提高学生的学习兴趣,还能加强对相关知识点的理解,并提升学生仿真能力和动手实践能力,为后续发展积累仿真知识和实践经验。【结论】CFD技术在“工程流体力学”教学中的应用是一种推动课程教学质量提升和促进教学手段改革创新的有效方式,可为工程教育者提供教改的新途径与新思路。 展开更多
关键词 工程教育专业认证 CFD “工程流体力学”
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车用大功率柴电机组机电耦合动力学特性及控制
2
作者 韩政达 吴云豪 +3 位作者 张伟 刘翼 刘金刚 朱卫国 《兵工学报》 北大核心 2025年第4期82-100,共19页
大功率柴电机组是重型串联式混合动力车辆的供电单元,受多缸柴油机曲轴谐振转矩冲击和发电机电磁转矩脉动耦合作用的影响,系统扭转振动现象突出,动力学品质较差。针对上述问题,建立考虑机电耦合效应的发动机-发电机组动力学模型,分析机... 大功率柴电机组是重型串联式混合动力车辆的供电单元,受多缸柴油机曲轴谐振转矩冲击和发电机电磁转矩脉动耦合作用的影响,系统扭转振动现象突出,动力学品质较差。针对上述问题,建立考虑机电耦合效应的发动机-发电机组动力学模型,分析机电耦合效应对系统固有特性的影响,揭示扭转振动特性随电磁刚度、转子偏心率、扭转减振器刚度等参数变化的规律,分析系统在发动机和电机联合激励作用下动力学响应特性,明确了主响应的阶次。为解决低频扭转振动响应过大的问题,提出基于双回路解耦的扭转振动控制总体框架,针对发动机主谐次扰动抑制设计面向启停机过程的独立模态空间最优控制器和面向稳态运行工况的自适应滤波补偿控制器,并进行仿真验证。研究结果表明,所设计的扭转振动主动控制算法能够在发动机全速域内实现对主谐次扭转振动的有效抑制。 展开更多
关键词 柴电机组 机电耦合 动力学模型 振动控制
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退火温度对5A06铝合金力学、成形性能和微观组织的影响
3
作者 李承波 谌琴瑶 +5 位作者 赵启忠 徐夕 赵偲 蓝东华 林树生 黄文辉 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第9期2896-2912,共17页
采用硬度测试、室温拉伸测试、杯突实验、电子背散射衍射分析(EBSD)以及透射电子显微镜分析(TEM)等方法研究了退火温度对5A06铝合金力学性能、成形性能和微观组织的影响。结果表明:当退火温度从室温升高至540℃时,5A06铝合金的力学性能... 采用硬度测试、室温拉伸测试、杯突实验、电子背散射衍射分析(EBSD)以及透射电子显微镜分析(TEM)等方法研究了退火温度对5A06铝合金力学性能、成形性能和微观组织的影响。结果表明:当退火温度从室温升高至540℃时,5A06铝合金的力学性能下降,成形性能提高,屈服强度和抗拉强度分别从336 MPa和465 MPa降低至159 MPa和317 MPa,伸长率从8%升高至19%,杯突值从1.9 mm提高至13.3 mm;当退火温度为300~330℃时,5A06铝合金具有较好的成形性能,杯突值可达13 mm,该退火温度范围为较佳的退火温度;退火温度越高,合金越不容易发生破裂;冲压速度越大,合金越容易发生破裂。随着退火温度的升高,5A06铝合金再结晶程度增加,小角度晶界占比和位错密度下降;当退火温度为300~330℃时,5A06铝合金发生了明显的再结晶,位错密度急剧下降。 展开更多
关键词 5A06铝合金 退火温度 DYNAFORM 成形性能
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基于改进金枪鱼群算法的机械臂时间最优轨迹规划 被引量：3
4
作者 吴继春 张斋武 +2 位作者 杨永达 张平 范大鹏 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期4292-4301,共10页
针对机械臂在满足运动学约束的前提下,以最短的时间完成工作任务的问题,提出一种基于改进金枪鱼群算法的机械臂最优时间轨迹规划。在标准的金枪鱼群算法(TSO)上对其进行优化,采用tent混沌种群初始化和莱维飞行等方法进行改进,并引入自... 针对机械臂在满足运动学约束的前提下,以最短的时间完成工作任务的问题,提出一种基于改进金枪鱼群算法的机械臂最优时间轨迹规划。在标准的金枪鱼群算法(TSO)上对其进行优化,采用tent混沌种群初始化和莱维飞行等方法进行改进,并引入自适应阈值来提高算法的性能。该方法以6自由度串联机械臂为研究对象,建立时间优化目标数学模型,以3-5-3混合多项式插值函数为基础对其进行轨迹规划。实验结果表明,改进的金枪鱼群算法相比原始算法具有更高的寻优精度和更强的跳出局部最优解能力,其优化后得到的机械臂的位移、速度、加速度曲线平滑,无突变,从而表明改进的金枪鱼群算法能有效地实现机械臂时间最优轨迹规划。 展开更多
关键词 改进金枪鱼群算法 混沌种群初始化 莱维飞行 自适应阈值 轨迹规划
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飞机牵引车驾驶台人机工程仿真分析及设计改进
5
作者 周宁 姚湘 +2 位作者 罗钦林 刘燕波 欧阳霜平 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第8期209-214,共6页
为提升飞机牵引车驾驶安全性和舒适性,根据其操作流程提取驾驶员关键操作姿势并进行人机工程分析。在Jack软件中导入飞机牵引车驾驶台数字模型,并根据GB∕T 10000—1988建立的成年男性人体数字模型,搭建驾驶员驾驶、换挡、操作中控屏、... 为提升飞机牵引车驾驶安全性和舒适性,根据其操作流程提取驾驶员关键操作姿势并进行人机工程分析。在Jack软件中导入飞机牵引车驾驶台数字模型,并根据GB∕T 10000—1988建立的成年男性人体数字模型,搭建驾驶员驾驶、换挡、操作中控屏、一键启动及紧急停止5个关键操作姿势;采用Jack软件对关键操作姿势进行驾驶员可视域、可达域及舒适度的仿真分析。结果表明:驾驶姿势下,驾驶台右部区域相较于前部区域的可达程度更高,且驾驶员在一键启动和紧急停止两种操作姿势下的舒适度较差。基于分析结果,将驾驶台的一键启动和紧急停止按钮布置到驾驶台右侧区域。对设计改进方案分析后发现:驾驶员一键启动与紧急停止2种关键操作姿势的Porter和Krist舒适度参数趋向舒适。采用虚拟人机工程仿真技术,对驾驶员的关键操作姿势进行人机合理性分析,可为复杂装备产品设计的方案迭代提供有效依据。 展开更多
关键词 人机工程 飞机牵引车 JACK 关键操作姿势 仿真分析
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含柔性连杆的曲柄滑块机构动力学分析与实验研究
6
作者 黄超 李媛媛 +4 位作者 李萌 刘思思 马静雅 张福林 刘金刚 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第7期1168-1179,共12页
为了研究柔性连杆、带有固体润滑涂层MoS_2的铰链接触副对含间隙铰链机构的动力学特性的影响规律,以曲柄滑块机构为研究对象,使用Adams软件进行数值仿真分析,研究了柔性连杆材料、铰链间隙、铰链接触副材料和铰链接触副表面固体润滑涂... 为了研究柔性连杆、带有固体润滑涂层MoS_2的铰链接触副对含间隙铰链机构的动力学特性的影响规律,以曲柄滑块机构为研究对象,使用Adams软件进行数值仿真分析,研究了柔性连杆材料、铰链间隙、铰链接触副材料和铰链接触副表面固体润滑涂层对曲柄滑块机构动力学特性的影响。通过搭建与数值仿真参数一致的含间隙铰链的曲柄滑块试验台,试验验证了柔性大的连杆、较小的间隙值、接触刚度较小的接触副材料能够减小机构的振动,带有涂层的铰链能够有效减小接触面的磨损量。试验结果和数值仿真结果较为一致,能够有效的反应各种工况对含间隙机构的影响规律,为固体润滑涂层在航天领域中含间隙铰链接触副展开机构的减振抗冲击研究提供理论基础和试验依据。 展开更多
关键词 间隙 铰链 柔性连杆 振动 曲柄滑块
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基于隐式动力学的港口起重机小车轨道凹坑缺陷仿真分析
7
作者 吴丛铭 周雄 唐现琼 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第10期151-156,共6页
为研究港口起重机小车轨道凹坑缺陷对车轮-轨道系统的动力学响应,文中以某港口起重机小车轨道及车轮为研究对象,采用ABAQUS软件的隐式动力学算法计算车轮-轨道系统的Mises应力和垂向加速度,通过振动加速度传感器实测数据及谱峭度图验证... 为研究港口起重机小车轨道凹坑缺陷对车轮-轨道系统的动力学响应,文中以某港口起重机小车轨道及车轮为研究对象,采用ABAQUS软件的隐式动力学算法计算车轮-轨道系统的Mises应力和垂向加速度,通过振动加速度传感器实测数据及谱峭度图验证有限元计算结果的有效性。结果表明:与平顺轨道相比,凹坑缺陷使轨道的最大应力增大近2倍,进而引发轨道的塑性变形。同时,凹坑缺陷还会导致车轮的振动加剧,引起整个起升机构的振动,严重影响起重机的工作效率和安全性。因此,港口码头应该加强小车轨道的检测并及时进行维修,以确保起重机的正常运行。 展开更多
关键词 隐式动力学 港口起重机 轨道踏面缺陷 Mises应力 振动加速度
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基于洞穴的月球基地研究
8
作者 李林凌 刘金刚 +7 位作者 侯宇葵 刘卫 李明富 尹硕辉 王磊 许梦川 彭兢 孙泽洲 《中国空间科学技术(中英文)》 北大核心 2025年第3期9-18,共10页
系统性调研了国内外洞穴月球基地相关政策、计划及具体项目,重点对比分析了国内外研究成果的现有差距。基于国内外月球探测的影像信息及洞穴月球基地概念研究成果,梳理了洞穴月球基地建设的可行性构想。基于洞穴的独特优势(如温度适宜... 系统性调研了国内外洞穴月球基地相关政策、计划及具体项目,重点对比分析了国内外研究成果的现有差距。基于国内外月球探测的影像信息及洞穴月球基地概念研究成果,梳理了洞穴月球基地建设的可行性构想。基于洞穴的独特优势(如温度适宜、辐射低、月尘少等)以及月球基地建设的难易程度等客观条件,对多种洞穴月球基地构想进行了定性分析。各类月球基地构型均展现出独特优势:以陨石坑改造为基础的洞穴月球基地,充分利用了月球表面的天然地形,结合了自然结构特点和人工改造需求,具有显著的原位资源利用优势。无论是无人还是载人洞穴月球基地,都将经历月球探测、月面选址、基地建设和基地应用四个关键战略阶段。尽管通过已发射的月球轨道探测器和月面探测器等手段获取了大量月球影像,但当前对月球表面的探测能力仍需进一步提升,为洞穴月球基地建设的“选址”工作提供更有力支撑;同时,亟需加快研制月球基地建设关键设备,为无人月球基地建设提供必要的实施工具,确保“建基”任务的顺利推进,尽早实现洞穴月球基地的“用洞”战略目标。 展开更多
关键词 月球基地 洞穴 探测 选址 建基
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团聚硼颗粒在高温水蒸气中的点火燃烧过程
9
作者 陈斌斌 杨干 +4 位作者 冯运超 马立坤 夏智勋 段炼 李潮隆 《固体火箭技术》 北大核心 2025年第3期416-425,共10页
通过研究硼(B)颗粒在高温水蒸气中的点火燃烧过程,为B颗粒在水冲压发动机等能源动力系统中的应用提供理论支持。利用自制的氢气平面火焰炉生成高温水蒸气,通过高速相机和光纤光谱仪对单个团聚B颗粒的点火燃烧过程进行观测。研究发现,B... 通过研究硼(B)颗粒在高温水蒸气中的点火燃烧过程,为B颗粒在水冲压发动机等能源动力系统中的应用提供理论支持。利用自制的氢气平面火焰炉生成高温水蒸气,通过高速相机和光纤光谱仪对单个团聚B颗粒的点火燃烧过程进行观测。研究发现,B颗粒在高温水蒸气中燃烧时的火焰面积变化规律与在氧气中不同,火焰面积导数存在两处峰值,称为B-H2O燃烧的双峰特征。将其点火燃烧过程划分为点火阶段、第一燃烧阶段和第二燃烧阶段,第一燃烧阶段氧化层较薄,燃烧速率快、放热强;第二燃烧阶段氧化层增厚限制了B水解反应速率,当生成和消耗氧化硼的速率平衡时,燃烧速率相对稳定,火焰面积变化出现平台期。B颗粒在水蒸气中的燃烧受反应动力学和组分扩散共同控制。环境温度升高时,两个阶段的燃烧时间均减小。 展开更多
关键词 颗粒燃烧 硼颗粒 水蒸气 水解反应 平面火焰燃烧器
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2MW风力机全尺寸组合叶片的实验测试及仿真分析
10
作者 龚曙光 蒋灵 +1 位作者 卢海山 谢桂兰 《太阳能学报》 北大核心 2025年第1期201-207,共7页
针对由DU+NACA翼型组合的风力机叶片,在完成其气动性能分析的基础上,构建全尺寸叶片的实验测试方案与有限元仿真分析模型,提出载荷转换的计算方法及其实验测试加载方式,对全尺寸组合叶片进行正挥舞、负挥舞、正摆振、负摆振4个方向的静... 针对由DU+NACA翼型组合的风力机叶片,在完成其气动性能分析的基础上,构建全尺寸叶片的实验测试方案与有限元仿真分析模型,提出载荷转换的计算方法及其实验测试加载方式,对全尺寸组合叶片进行正挥舞、负挥舞、正摆振、负摆振4个方向的静力试验和固有频率测试,以及模态分析与静强度仿真分析,所得结果显示叶片仿真分析所得到的固有频率与实测结果的相对误差小于3%,且第一阶固有频率与3倍叶片激励频率相接近,满足叶片的动力学性能要求;全尺寸叶片实验测试得到的应变与仿真分析结果具有相同的变化规律,证实了所建立全尺寸叶片测试方案与有限元仿真模型的可行性,同时所设计叶片具有良好的气动性能和较高的功率系数。 展开更多
关键词 风力机叶片 有限元分析 固有频率 全尺寸组合叶片 静力试验
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特种装备用高强度5A06铝合金板材退火工艺研究
11
作者 赵启忠 李承波 +6 位作者 王春霞 徐夕 杨鸿驰 卢贤业 闫焱 孙宜琳 阮晋德 《材料导报》 北大核心 2025年第19期218-222,共5页
通过拉伸测试、晶间腐蚀测试、光学显微组织观察以及电子背散射衍射(EBSD)分析等手段,研究了退火温度对特种装备用5A06铝合金冷轧板力学性能、腐蚀性能以及显微组织的影响。研究结果表明:对于5A06铝合金冷轧板材,退火温度低于120℃时为... 通过拉伸测试、晶间腐蚀测试、光学显微组织观察以及电子背散射衍射(EBSD)分析等手段,研究了退火温度对特种装备用5A06铝合金冷轧板力学性能、腐蚀性能以及显微组织的影响。研究结果表明:对于5A06铝合金冷轧板材,退火温度低于120℃时为稳定化退火阶段,合金的晶间腐蚀性能轻微改善;退火温度在150~240℃范围内为回复处理阶段,合金的晶间腐蚀性能急剧下降;退火温度在270~330℃区间为合金的再结晶阶段,β(Al_(3)Mg_(2))相发生回溶,合金的晶间腐蚀性能极速改善,力学性能趋于完全退火态;退火温度在360~540℃范围内为合金的再结晶长大阶段,退火温度超过540℃时合金的晶粒粗化严重,合金的力学性能和腐蚀性能恶化。最佳稳定化退火温度区间为90~120℃,最佳的O态退火温度为330℃,退火温度高于540℃时发生“过烧”。 展开更多
关键词 5A06合金 退火处理 腐蚀性能 再结晶
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立式上行管内正四面体颗粒群的运动分布特性
12
作者 彭德其 周靖强 +5 位作者 冯源 黄治中 谭卓伟 唐明成 彭建国 陈莹 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期130-138,共9页
液固两相流技术广泛应用于换热器的强化传热设计,其关键在于引导低体积分数颗粒运动至壁面以扰动并破坏附近的热边界层,进而实现强化传热效果。颗粒的运动行为是深入解析传热强化机理的关键因素,其中非球形颗粒因其形状的各向异性而具... 液固两相流技术广泛应用于换热器的强化传热设计,其关键在于引导低体积分数颗粒运动至壁面以扰动并破坏附近的热边界层,进而实现强化传热效果。颗粒的运动行为是深入解析传热强化机理的关键因素,其中非球形颗粒因其形状的各向异性而具有更佳的扰动效果以及更为复杂的运动行为。该文以正四面体颗粒群为研究对象,为分析其在立式上行管内液固两相流中的运动分布规律,基于CFD-DEM(计算流体动力学−离散单元模型)耦合方法模拟研究颗粒进口体积分数(1%、2%、3%、4%、5%)和液相进口流速(1.0、1.2、1.5、1.8、2.0 m/s)对管内颗粒群平均速度和颗粒群相对体积分数分布的影响,并通过PIV(粒子图像测速技术)实验验证数值模拟的准确性。结果表明:在研究参数范围内,颗粒群平均速度沿轴向波动,波动幅度随进口流速的增大而加剧,沿径向由中心至管壁递减,分布随流体轴向的充分发展而越发集中;颗粒群相对体积分数沿径向遵循管中心区域和近壁面较高、过渡区域较低的双峰规律;颗粒进口体积分数为1%、液相进口流速为2.0 m/s时,管壁附近的颗粒体积分数最高。 展开更多
关键词 液固两相流 正四面体颗粒 运动特性 速度分布 体积分数分布
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土石混合体细观数值模拟的弹塑性自适应有限元分析 被引量：1
13
作者 余科 肖映雄 徐亚飞 《应用力学学报》 北大核心 2025年第2期395-404,共10页
在土石混合体的细观弹塑性有限元分析中,为了能有效克服不规则块石附近的应力集中以及更好地捕捉塑性区大的塑性应变、提高塑性区的计算精度,需要采用自适应网格技术,以避免加密网格时的盲目性。采用基于后验误差估计的自适应网格重划... 在土石混合体的细观弹塑性有限元分析中,为了能有效克服不规则块石附近的应力集中以及更好地捕捉塑性区大的塑性应变、提高塑性区的计算精度,需要采用自适应网格技术,以避免加密网格时的盲目性。采用基于后验误差估计的自适应网格重划分算法,并结合Abaqus二次开发,编写了相应的弹塑性自适应有限元Python脚本,实现了土石混合体细观数值模拟的自适应求解全过程。通过将Python脚本应用于几类典型的二维土石混合体细观结构模型的数值模拟,验证了基于网格重划分算法的自适应有限元方法在克服应力集中及更好捕捉塑性区大的塑性应变、提高塑性区计算精度上的有效性和适应性。 展开更多
关键词 细观随机模型 自适应网格重划分 等效塑性应变 应力集中 数值模拟
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双捕能柱布置形式对无叶片风力机捕能效率的影响
14
作者 刘奇良 龚曙光 +2 位作者 谢桂兰 唐芳 梁志玮 《振动与冲击》 北大核心 2025年第7期37-44,75,共9页
无叶片风力机基于风致涡激振动捕获风能,具有空间利用率高的优点。为提升无叶片风力机群的捕能效率,在单个捕能柱(energy harvesting column,EHC)捕能效率研究的基础上,探讨工作风速下错列角度为0°~90°、间距比为1.5~7.0内、... 无叶片风力机基于风致涡激振动捕获风能,具有空间利用率高的优点。为提升无叶片风力机群的捕能效率,在单个捕能柱(energy harvesting column,EHC)捕能效率研究的基础上,探讨工作风速下错列角度为0°~90°、间距比为1.5~7.0内、双EHC布置形式对其捕能效率、涡激振动响应以及尾涡结构的影响。所得结果表明:当错列角度为0°和15°时,下游EHC的捕能效率小于单个EHC,而上游EHC的捕能效率随间距比增大而逐渐提升,当间距比为3.5时,约等于单个EHC;通过对比双EHC和单个EHC的平均效率,布置范围被分为三个区域,即增强区、抑制区和弱影响区;特别地,当间距比为2.0,错列角度为90°时,双EHC的平均捕能效率达到单个EHC的2倍以上。 展开更多
关键词 无叶片风力机 涡激振动 捕能柱(EHC) 布置形式 捕能效率
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仿生准零刚度担架超低频半主动隔振设计与控制
15
作者 谭博欢 谭永发 +3 位作者 王宁 贺玉民 刘金刚 李纯清 《力学学报》 北大核心 2025年第10期2479-2492,共14页
救护车在转运患者过程中,路面颠簸产生的低频振动易加剧患者伤情,受线性弹簧隔振特性制约,传统担架系统难以在低频段同时满足减振效果与静载稳定性,这一矛盾成为制约急救转运安全性的瓶颈.受鸟类下肢“M型”构造启发,本文提出一种集成... 救护车在转运患者过程中,路面颠簸产生的低频振动易加剧患者伤情,受线性弹簧隔振特性制约,传统担架系统难以在低频段同时满足减振效果与静载稳定性,这一矛盾成为制约急救转运安全性的瓶颈.受鸟类下肢“M型”构造启发,本文提出一种集成电磁阻尼器的半主动仿生准零刚度结构超低频隔振系统,有效解决传统救护车担架在低频隔振中减振性能与静载稳定性难以协调的问题.首先,将鸟类下肢力学特性等效为准零刚度模型,引入电磁阻尼器动态阻尼调控机制,构建了具有高静刚度、低动刚度和阻尼可调于一体的半主动隔振系统,并采用谐波平衡法探讨关键参数对担架系统隔振性能的影响.其次,通过非线性反步算法及阻尼力跟踪控制策略,实现了非线性半主动减振控制,有效拓宽了隔振频带并提升了系统稳定性.最后,开展了动态特性和减振性能台架实验,结果表明,本文提出的半主动仿生准零刚度超低频隔振系统及其控制策略,显著提高了担架的隔振性能和稳定性能,有效规避了非线性系统的不稳定跳跃现象. 展开更多
关键词 仿生结构 准零刚度结构 电磁阻尼器 半主动控制 担架系统
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自限位双稳态压电能量采集性能优化研究
16
作者 喻顺 郑学军 白泉 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第4期676-683,共8页
针对现有压电能量收集装置输出功率低下,俘能范围小的问题,提出了一种新型的自限位双稳态悬臂梁压电收集装置来收集旋转能量。双稳态悬臂梁可以获得更大的位移,使粘贴在悬臂梁根部的压电片获得更大的变形,以获得更高的电输出。同时引入... 针对现有压电能量收集装置输出功率低下,俘能范围小的问题,提出了一种新型的自限位双稳态悬臂梁压电收集装置来收集旋转能量。双稳态悬臂梁可以获得更大的位移,使粘贴在悬臂梁根部的压电片获得更大的变形,以获得更高的电输出。同时引入了曲面边界对悬臂梁起到限位作用,防止悬臂梁过度变形导致压电片破损。悬臂梁撞击曲面边界还会产生振动,进一步提升了装置的电输出。通过实验和仿真分析进一步对装置进行优化,并与无双稳态的结构进行对比,最大平均功率提升了21%,并且可以收集高转速下的能量。 展开更多
关键词 压电俘能 双稳态 旋转能量收集 磁力 自限位
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超音速火焰喷涂NiCoCrAlY粒子沉积行为的数值模拟研究
17
作者 崔彦郁 刘思思 +2 位作者 杨正航 涂晓萱 刘金刚 《摩擦学学报(中英文)》 北大核心 2025年第1期3-12,共10页
面对航空部件高效高性能需求,表面涂层技术快速发展.宏观涂层沉积实质是微观颗粒冲击堆垛,当前关于喷涂粒子的沉积行为研究大多集中在冷喷涂单颗粒变形,忽略了超音速火焰喷涂这类复杂热流固耦合过程中多颗粒的沉积变化.通过耦合欧拉-拉... 面对航空部件高效高性能需求,表面涂层技术快速发展.宏观涂层沉积实质是微观颗粒冲击堆垛,当前关于喷涂粒子的沉积行为研究大多集中在冷喷涂单颗粒变形,忽略了超音速火焰喷涂这类复杂热流固耦合过程中多颗粒的沉积变化.通过耦合欧拉-拉格朗日法和Johnson-Cook材料方程建立随机多颗粒冲击模型,研究了超音速火焰喷涂过程中主要沉积参数(颗粒冲击速度、颗粒冲击温度、基体预热温度和表面摩擦系数)对NiCoCrAlY涂层孔隙率和GH4169基体残余压应力的独立影响.基于沉积前喷涂颗粒系统内的速度层级,探索了颗粒对撞速度差值和撞击点数量差异导致的不同碰撞程度对涂层质量的作用.结果表明:沉积系统动能绝大部分转为了颗粒变形与升温所需的塑性耗散能和内能;随着颗粒冲击速度和温度的增加,粒子的扁平化变形更充分,涂层孔隙率呈逐渐降低的趋势;为了形成连续的层状结构,颗粒冲击温度不宜过高(不大于1 300 K),以保证颗粒有效适度的变形;改变基体预热温度与表面摩擦系数对孔隙率的影响甚微;基体残余压应力受颗粒冲击速度影响最大,速度减小使冲击影响深度减小的同时平均应力值也减小;沉积前颗粒系统内速度层级较少时(一级或二级),对撞速度差值越大,碰撞程度越大越有利于颗粒间形成共融,涂层孔隙率越低;速度层级逐渐增多,撞击点数量逐渐增大,孔隙率先减后增,过度碰撞使颗粒散射.最后,建议沉积前颗粒筛分以获得颗粒系统中等速度层级,此时适当程度的颗粒碰撞有助于提高涂层致密度. 展开更多
关键词 数值模拟 孔隙率 残余应力 颗粒碰撞
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面向鲜莲子去心的莲仁物理与力学特性 被引量：3
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作者 马秋成 张鑫宇 +4 位作者 卢安舸 孙宁 王雨腾 彭禹奇 欧阳睿 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第21期288-296,共9页
为揭示莲仁浸泡时间对鲜莲子去心质量的影响规律,该研究开展不同浸泡时间下莲仁的物理与力学特性分析。首先分析了莲仁、莲心几何参数随浸泡时间的变化规律;测定了不同浸泡时间下莲仁的硬度、弹性模量、抗压强度去心力等力学特性,获得... 为揭示莲仁浸泡时间对鲜莲子去心质量的影响规律,该研究开展不同浸泡时间下莲仁的物理与力学特性分析。首先分析了莲仁、莲心几何参数随浸泡时间的变化规律;测定了不同浸泡时间下莲仁的硬度、弹性模量、抗压强度去心力等力学特性,获得了莲仁材料的应力-应变与载荷-位移曲线;采用回归分析方法建立了莲仁物理和力学特性指标与莲仁浸泡时间的对应关系。研究结果表明,莲仁最大短径、长度、尖端裂口长度与最大宽度,莲心长度、根部直径、最大厚度与最大宽度数值均随浸泡时间的增大而增大;莲仁硬度、弹性模量、抗压强度与去心力则随莲仁浸泡时间的增加而降低。其次,基于研制的鲜莲子空气挤出去心机开展了不同浸泡时间下莲仁的去心试验,研究发现,莲仁浸泡时间对通心率、莲仁破损率和莲心完整率有直接影响。当莲仁浸泡时间较短时,通心率和莲心完整率较低,莲仁破损率较高;而随着浸泡时间的增加,通心率和莲心完整率随之增加,莲仁破损率则降低,但浸泡时间过长,破损率又会增加。当浸泡时间为120 min,莲仁含水率为63.08%时,可获得较佳去心效果,通心率为94.67%,莲心完整率为84.00%,莲仁破损率为3.33%。研究结果可为提高鲜莲子去心加工质量、揭示鲜莲子高效低损伤去心机理提供基础数据支撑。 展开更多
关键词 农业机械 鲜莲子去心 莲仁 物理与力学特性 浸泡时间
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基于分层结构的UELMAT用户实体单元的建模与可视化
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作者 王铸 肖映雄 《计算力学学报》 北大核心 2025年第2期221-227,242,共8页
为在ABAQUS中快速实现基于用户实体单元的有限元模型,调用ABAQUS内置本构模型,可视化材料积分点处的计算结果,本文设计了一种便捷的用户实体单元建模和可视化方法。该方法使用分层结构定义有限元模型,并使用UELMAT子程序实现用户实体单... 为在ABAQUS中快速实现基于用户实体单元的有限元模型,调用ABAQUS内置本构模型,可视化材料积分点处的计算结果,本文设计了一种便捷的用户实体单元建模和可视化方法。该方法使用分层结构定义有限元模型,并使用UELMAT子程序实现用户实体单元。为解决输出数据库文件无法保存材料积分点处结果的问题,该方法还使用了UVARM子程序结合内核脚本接口将结果写入输出数据库文件。为验证该方法的可靠性,本文实现了基于四边形双线性单元的平面应力单元Q4S和使用B-bar方法的平面应变单元Q4EB,并分别与ABAQUS内置单元CPS4和CPE4在线弹性和小变形弹塑性算例的计算结果进行了对比。结果表明,用户实体单元Q4S和Q4EB可获得和CPS4和CPE4完全一致的计算结果。该方法可为调用内置本构关系的UELMAT用户实体单元的快速建模和可视化提供借鉴。 展开更多
关键词 UELMAT 分层结构 可视化 UVARM 用户实体单元
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分流叶片非谐对离心压气机叶轮气动噪声特性的影响研究
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作者 梁春娟 唐新姿 金绍哲 《动力工程学报》 北大核心 2025年第1期70-79,共10页
为探讨非谐设计在分流叶片离心叶轮上的可行性及气动降噪程度,以离心压气机叶轮为研究对象,采用全流道非定常数值模拟和FW-H气动噪声模型,对比分析了4种分流叶片非谐叶轮和原始均匀叶轮的气动噪声特性,通过叶片表面压力脉动频谱特性和... 为探讨非谐设计在分流叶片离心叶轮上的可行性及气动降噪程度,以离心压气机叶轮为研究对象,采用全流道非定常数值模拟和FW-H气动噪声模型,对比分析了4种分流叶片非谐叶轮和原始均匀叶轮的气动噪声特性,通过叶片表面压力脉动频谱特性和湍动能分布揭示了非谐设计对气动噪声的影响机理。结果表明:分流叶片周向角非谐设计在保证气动性能的同时,可以降低离散单音噪声;在采用的对比方案中,叶轮A1降噪效果最为明显,在第1、2和3阶处叶片通过频率的声谱密度分别下降43百分点、44百分点和50百分点,对应的压力脉动幅值分别下降25百分点、25百分点和30百分点,同时宽频噪声水平相比原始均匀叶轮明显增加。 展开更多
关键词 离心压气机 分流叶片 非谐 气动噪声 压力脉动
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