AFM探针-样品作用力模拟及动力学分析

1

作者 周德元 张琪昌 王炜 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2016年第10期1477-1483,共7页

针对原子力显微镜中探针-样品系统间力学特性的复杂性,本文建立了针尖-样品系统的分子动力学模型,采用混合势模拟了它们间的相互作用力并获得了力-距离曲线表达式。基于该表达式,建立了系统动力学方程,分别采用多尺度法和数值仿真研究... 针对原子力显微镜中探针-样品系统间力学特性的复杂性,本文建立了针尖-样品系统的分子动力学模型,采用混合势模拟了它们间的相互作用力并获得了力-距离曲线表达式。基于该表达式,建立了系统动力学方程,分别采用多尺度法和数值仿真研究了不同样品材料对原子力显微镜针尖-样品耦合系统动力学特性的影响。结果表明:不同样品材料对针尖的受力情况影响较大,力-距离曲线波动明显,分析中应区别对待;针尖样品系统中存在丰富的周期运动,且不同的样品材料对原子力显微镜耦合系统的非线性动力学行为有较大的影响。 展开更多

关键词 原子力显微镜 探针-样品作用力 分子动力学模拟 非线性动力学

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于Caputo导数的分数阶非线性振动系统响应计算 被引量：6

2

作者 李亚杰 吴志强 章国齐 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期466-472,共7页

研究了含分数阶Caputo导数的非线性振动系统响应的数值计算方法。首先,由Caputo分数阶导数算子的叠加关系,得到含分数阶导数项非线性振动系统状态方程的标准形式。其次,基于Caputo导数与Riemann-Liouville导数和Grunwald-Letnikov导数... 研究了含分数阶Caputo导数的非线性振动系统响应的数值计算方法。首先,由Caputo分数阶导数算子的叠加关系,得到含分数阶导数项非线性振动系统状态方程的标准形式。其次,基于Caputo导数与Riemann-Liouville导数和Grunwald-Letnikov导数间的关系,推导计算了Caputo导数的一般数值迭代格式。本文方法不要求状态方程中各分数阶导数阶数相等,弱化了已有算法中对分数阶导数阶数的限制,并可推广到多自由度的情形。随后,选择若干有解析解的算例验证了本文方法的正确性。最后,以多吸引子共存的分数阶Duffing振子系统为例,比较Caputo和GL两种算法所得结果,说明了用GL算法求解存在的问题。 展开更多

关键词 分数阶导数 算法 数值迭代格式 导数阶数 系统初值

在线阅读 下载PDF 职称材料

水下缆绳松弛—张紧过程的冲击张力影响因素实验研究 被引量：5

3

作者 张素侠 唐友刚 +3 位作者 张若瑜 林维学 曹阳 杨钢 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期1102-1107,共6页

为了研究系泊缆绳在松弛-张紧过程产生冲击张力的影响因素,采用实验方法进行了研究.通过测试缆绳内的动态张力,分别研究了缆绳的端点运动和缆绳的自身特性对冲击张力的影响趋势,其中端点运动包括端点的运动频率和运动幅值,缆绳的自身特... 为了研究系泊缆绳在松弛-张紧过程产生冲击张力的影响因素,采用实验方法进行了研究.通过测试缆绳内的动态张力,分别研究了缆绳的端点运动和缆绳的自身特性对冲击张力的影响趋势,其中端点运动包括端点的运动频率和运动幅值,缆绳的自身特性包括缆绳长度、缆绳刚度及缆绳材料.结果表明,在相同的预张力和激励频率下,缆绳内的冲击张力随端点激励幅值增大而增大;在相同的激励幅值下,缆绳的冲击张力随激励频率的增大而增大.在相同的激励条件下,缆绳内的冲击张力随缆绳刚度和弹性模量的增大而增大,随缆绳长度的增大而减小.研究结果为理论分析和实际的工程设计提供参考依据. 展开更多

关键词 系泊系统 冲击张力 实验研究 松弛-张紧

在线阅读 下载PDF 职称材料

干摩擦双层梁的工作模态实验方法 被引量：4

4

作者 赵峰 曹树谦 +1 位作者 于跃斌 吕可维 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期971-976,1092,共6页

采用模态实验方法,针对具有干摩擦的双层梁结构,基于LMS Test.lab 9A软件及采集仪,研究出一种有效的工作模态实验方法。将模型安置振动台上,在独立的垂向和横向随机激励工况下,分别拾取模型的响应信号,采用Polymax方法识别两种工况的模... 采用模态实验方法,针对具有干摩擦的双层梁结构,基于LMS Test.lab 9A软件及采集仪,研究出一种有效的工作模态实验方法。将模型安置振动台上,在独立的垂向和横向随机激励工况下,分别拾取模型的响应信号,采用Polymax方法识别两种工况的模态参数,获得系统模态参数。同时分析了参考方向、采样时间、采样点数等参数对实验方法的影响规律。实验结果表明:参考方向应与激励方向保持一致,采样时间应足够长,识取的系统模态参数与采用锤击法模态实验得到的结果具有一致性。 展开更多

关键词 双层梁 干摩擦 工作模态 激励方向 模态实验

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于多目标优化的被动控制技术 被引量：1

5

作者 汪健生 毕晓慧 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第12期27-32,52,共7页

在低雷诺数Re=50—200的分布范围内,在主圆柱附近放置一个附加小圆柱时对其流动与传热特性进行了数值研究,并采用动网格方法实现附加小圆柱在流场中位置的变化。研究过程中分别以主圆柱阻力系数和努塞尔数构建了单目标函数模型,同时基... 在低雷诺数Re=50—200的分布范围内,在主圆柱附近放置一个附加小圆柱时对其流动与传热特性进行了数值研究,并采用动网格方法实现附加小圆柱在流场中位置的变化。研究过程中分别以主圆柱阻力系数和努塞尔数构建了单目标函数模型,同时基于二者构建了多目标函数模型。通过对主圆柱阻力系数、努塞尔数和流场特性的变化规律的分析,发现附加小圆柱所放置位置对主圆柱流动阻力和换热性能有显著影响。基于不同目标函数,并依据附加小圆柱的放置位置对主圆柱流动阻力和换热性能的影响程度,从而确定了附加小圆柱的3种有效放置区域。当附加小圆柱放置于这3种有效控制区域内时,可分别获得最大减阻、最优传热特性和综合特性。 展开更多

关键词 被动控制方式 减阻 强化传热 动网格技术 多目标优化

在线阅读 下载PDF 职称材料

机动飞行条件下双转子系统动力学建模与响应分析 被引量：14

6

作者 李杰 曹树谦 +3 位作者 郭虎伦 李利青 王俊 白雪川 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期835-849,共15页

考虑航空发动机双转子中介轴承的耦合作用及陀螺力矩的影响,利用Lagrange方程建立了机动飞行条件下双转子-滚动轴承支承耦合系统动力学模型,对耦合双转子系统的动力学特性进行了理论与实验研究.结果表明:随着内外转子转速比增大,高压转... 考虑航空发动机双转子中介轴承的耦合作用及陀螺力矩的影响,利用Lagrange方程建立了机动飞行条件下双转子-滚动轴承支承耦合系统动力学模型,对耦合双转子系统的动力学特性进行了理论与实验研究.结果表明:随着内外转子转速比增大,高压转子振动幅值减小,分岔点处转速增大,最大增幅近67.49%.机动飞行使转子的振动响应幅值增大,出现较多分频.在跃升和横滚飞行姿态下,高压转子响应主要表现为:随着跃升速度增加,高压转子振动幅值明显增加,最大增幅近409.24%,分岔点对应的速度增大;在横滚速度增大时,转子振动特性主要表现为从复杂的运动形态变换到单周期运动形态,转子的振动幅值明显增加.利用基础运动双转子模型实验台对跃升和横滚两种飞行姿态下耦合双转子系统的部分动力学特性进行了实验研究,实验结果与数值模拟结果有较好的一致性,证明了计算结果的正确性. 展开更多

关键词 航空发动机双转子 机动飞行 建模 振动响应 分岔

原文传递

考虑转向架影响的重载货车车厢模态特性 被引量：3

7

作者 王婧 张琪昌 +3 位作者 于跃斌 吕大力 靳刚 赵峰 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期1179-1183,1206-1207,共5页

为深入研究转向架对重载货车动力学特性的影响,以某空车工况的40t轴重矿石车为研究对象,在实车装配模型的基础上建立了整车及车厢的力学仿真模型,并应用有限元法对二者进行了模态分析。对实际车辆进行了模态实验研究,通过计算结果及实... 为深入研究转向架对重载货车动力学特性的影响,以某空车工况的40t轴重矿石车为研究对象,在实车装配模型的基础上建立了整车及车厢的力学仿真模型,并应用有限元法对二者进行了模态分析。对实际车辆进行了模态实验研究,通过计算结果及实验结果的对比,从刚体振型及弹性体振型两个方面考察了转向架对重载货车车厢模态特性的影响。研究表明,转向架的质量、刚度及边界条件均会对模态计算结果产生影响,整车模型能更精确地描述实车的模态特性。 展开更多

关键词 结构振动 模态分析 模态实验 有限元分析 ANSYS软件 铁路重载货车

在线阅读 下载PDF 职称材料

车轮高阶多边形磨耗发生与演化特征分析 被引量：3

8

作者 董雅宏 曹树谦 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期665-676,共12页

针对日益突出的车轮高阶多边形磨耗问题,基于轮轨系统转子动力学模型、轮轨接触模型和车轮圆周磨耗深度模型,建立车轮多边形磨耗发生与演化模型;分析列车运行速度和车轮质量偏心的变化,揭示车轮多边形磨耗发生与演化的规律,并进行现场... 针对日益突出的车轮高阶多边形磨耗问题,基于轮轨系统转子动力学模型、轮轨接触模型和车轮圆周磨耗深度模型,建立车轮多边形磨耗发生与演化模型;分析列车运行速度和车轮质量偏心的变化,揭示车轮多边形磨耗发生与演化的规律,并进行现场跟踪实测数据验证;通过模态和灵敏度分析研究系统参数对多边形磨耗的影响.研究结果表明:车轮高阶多边形磨耗的产生和演化遵循“定频整分”规律,即580 Hz左右的固定频率整分轮对转频时,车轮磨耗会演化成19阶左右的多边形,否则车轮磨耗将趋于均匀;该固定频率主要来源于轮对的2阶弯曲模态,且对车轴直径的灵敏度最大,通过定转速运行、增大车轴直径等措施改变固定频率可有效抑制车轮多边形磨耗. 展开更多

关键词 高阶多边形 磨耗 定频整分 灵敏度

在线阅读 下载PDF 职称材料

非对称截面环状Kirchhoff弹性细杆的拓扑构型分析 被引量：1

9

作者 张琪昌 赵彬 王炜 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期1089-1094,共6页

为了揭示非对称截面环状Kirchhoff弹性细杆受到外力(矩)作用时其拓扑状态的变化情况,引入了等效初始扭矩的概念,利用势能密度函数与哈密顿函数形式上的相似性,建立了其与系统哈密顿函数、初始自连接数之间的定量关系.以环状DNA分子为背... 为了揭示非对称截面环状Kirchhoff弹性细杆受到外力(矩)作用时其拓扑状态的变化情况,引入了等效初始扭矩的概念,利用势能密度函数与哈密顿函数形式上的相似性,建立了其与系统哈密顿函数、初始自连接数之间的定量关系.以环状DNA分子为背景,对扭矩模型进行了非线性动力学分析,并利用解析方法中的待定固有频率法,分析了主要参数对扭矩模型稳定构型的影响.最后,利用等效刚度得到相应状态下曲率的表达式,为进一步认识和描述DNA环受到生物酶作用下的稳定构型提供了新的理论途径. 展开更多

关键词 KIRCHHOFF 弹性细杆 环状DNA分子 待定固有频率法 非线性动力学 等效初始扭矩

在线阅读 下载PDF 职称材料

轴向摩擦转子的弯扭耦合振动分析 被引量：2

10

作者 张昆鹏 丁千 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第21期2526-2531,共6页

推导了圆盘与封严圈之间的轴向碰撞力和摩擦力计算公式,并根据力矩相等原则,建立考虑轴向碰摩的单跨双盘转子-静子的弯扭耦合振动方程。采用数值方法,计算分析轴向摩擦对转子运动的影响。研究表明,轴向摩擦导致系统出现多周期和混沌的... 推导了圆盘与封严圈之间的轴向碰撞力和摩擦力计算公式,并根据力矩相等原则,建立考虑轴向碰摩的单跨双盘转子-静子的弯扭耦合振动方程。采用数值方法,计算分析轴向摩擦对转子运动的影响。研究表明,轴向摩擦导致系统出现多周期和混沌的横向运动,而圆盘扭转运动则能够较直接地反映轴向摩擦的严重程度。 展开更多

关键词 转子 轴向摩擦 弯扭振动 数值计算

在线阅读 下载PDF 职称材料

深海立管涡激振动双稳态现象 被引量：2

11

作者 李江涛 吴志强 +1 位作者 王远岑 张祥云 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第10期1168-1176,共9页

为研究深海立管的涡激振动现象,本文在其流固耦合非线性动力学模型中考虑了流体阻尼的平方非线性特性以及结构惯性耦合。基于一阶Galerkin模态离散方程,通过特征值计算分析了流速对系统稳定性的影响,通过Poincaré映射方法分析了流... 为研究深海立管的涡激振动现象,本文在其流固耦合非线性动力学模型中考虑了流体阻尼的平方非线性特性以及结构惯性耦合。基于一阶Galerkin模态离散方程,通过特征值计算分析了流速对系统稳定性的影响,通过Poincaré映射方法分析了流速对响应非线性特征(频率、幅值)的影响。结果表明:涡激振动锁频区范围,可用无阻尼情况下的耦合颤振区来估计;锁频区左右两侧均存在双稳态现象,左侧为概周期运动与锁频运动共存,右侧为锁频运动与小幅周期运动共存。小流速下,响应中同时存在结构模态和涡激模态,锁频时响应表现为结构模态,而大流速时响应只含有涡激模态。 展开更多

关键词 涡激振动 尾流振子模型 多稳态 频率变化 相位变化

在线阅读 下载PDF 职称材料

含间隙折叠舵面的主共振响应分析 被引量：8

12

作者 刘芳 丁千 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2965-2971,共7页

研究了含间隙折叠舵面的主共振响应.建立具有沉浮和俯仰间隙的二元舵面振动微分方程,两个运动方向受到同频简谐外激力.采用平均法求解系统的主共振周期解,结合数值法对方程组进行数值求解,研究系统主共振,得到振动幅频响应曲线.分析间... 研究了含间隙折叠舵面的主共振响应.建立具有沉浮和俯仰间隙的二元舵面振动微分方程,两个运动方向受到同频简谐外激力.采用平均法求解系统的主共振周期解,结合数值法对方程组进行数值求解,研究系统主共振,得到振动幅频响应曲线.分析间隙、外激力、固定预载对于折叠舵面主共振的影响,结果表明:随着间隙增大,主共振响应曲线整体向左移动,非线性特点越来越突出,开始出现振幅跳跃和滞后现象;随着外激力增大,间隙范围内响应所占比例降低,非线性的影响也随之降低,系统振动特点接近线性;随着固定预载增大,共振形态变化较大. 展开更多

关键词 主共振 间隙 折叠舵面 平均法 外激力

原文传递