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基于多稳态的智能可调表面设计及仿真分析
1
作者 陶强 夏振猛 +2 位作者 王亚飞 李晓月 王长国 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1283-1289,共7页
结合多稳态结构的跳变特性和形状记忆智能材料,提出了一种基于多稳态结构的智能可调表面设计。首先,研究了双稳态余弦梁单胞的机械驱动跳变行为;其次,将形状记忆聚合物材料引入余弦梁单胞,实现了智能驱动双稳态结构的跳变,并研究了余弦... 结合多稳态结构的跳变特性和形状记忆智能材料,提出了一种基于多稳态结构的智能可调表面设计。首先,研究了双稳态余弦梁单胞的机械驱动跳变行为;其次,将形状记忆聚合物材料引入余弦梁单胞,实现了智能驱动双稳态结构的跳变,并研究了余弦梁支座厚度对结构跳变行为的影响;基于余弦梁单胞设计了马鞍形余弦梁单胞,通过调控支座厚度,影响单胞的形状记忆跳变成功与否;基于“像素成像”思想,结合马鞍形余弦梁结构单胞的可调形状记忆跳变特性,实现了可定制表面的设计策略;最后,通过有限元仿真分析验证了“HIT”和“力”智能可调表面的设计有效性。 展开更多
关键词 余弦梁 多稳态结构 跳变行为 形状记忆 可调表面
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多稳态结构耗能增强特性及减振性能
2
作者 孟祥剑 李明 +2 位作者 方辉 王忠平 王志浩 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2022年第8期21-26,34,共7页
导管架平台易遭受巨大波浪荷载作用,同时具备有利于控制振动幅值的高承载高刚度特征。但这种特征不利于降低振动衰减。为保证导管架平台高承载不变的同时大幅提高耗能特征,开发出一种可承受拉伸和压缩荷载的高阻尼支撑结构,该支撑结构... 导管架平台易遭受巨大波浪荷载作用,同时具备有利于控制振动幅值的高承载高刚度特征。但这种特征不利于降低振动衰减。为保证导管架平台高承载不变的同时大幅提高耗能特征,开发出一种可承受拉伸和压缩荷载的高阻尼支撑结构,该支撑结构中内置一种多稳态偏心压杆;有限元模拟循环加载过程,明确了偏心压杆发挥耗能的作用机制,呈现出了线性弹簧可灵活调整支撑结构整体刚度的特性;进行模型试验分析,进一步验证了结构稳态转换为耗能增强的关键因素;将多稳态结构替换导管架平台斜撑,数值模拟分析导管架平台在波浪砰击荷载作用下的振动衰减特征,结果展示出该多稳态支撑结构可为导管架平台带来高耗能属性,同时不改变导管架的整体刚度。为多稳态支撑结构在海洋工程中的应用提供了一定可行性。 展开更多
关键词 多稳态结构 偏心压杆 耗能 稳态转换 减振
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变截面多稳态梁结构减振吸能分析与优化设计 被引量：1
3
作者 刘姣姣 付莉莉 +2 位作者 高超 张晓鹏 罗阳军 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期159-165,共7页
基于多稳态梁结构具有吸能且可重复使用的特点,本文研究包含变截面多稳态梁的单胞结构及其周期性排布的减振吸能效应及其优化设计方法。对多稳态结构进行考虑几何非线性的位移加载/卸载有限元仿真,根据其载荷-位移曲线分析多稳态结构的... 基于多稳态梁结构具有吸能且可重复使用的特点,本文研究包含变截面多稳态梁的单胞结构及其周期性排布的减振吸能效应及其优化设计方法。对多稳态结构进行考虑几何非线性的位移加载/卸载有限元仿真,根据其载荷-位移曲线分析多稳态结构的减振吸能原理,并研究串联与并联周期性排布形式对结构整体吸能特性的影响规律。研究基于多参数调控的变截面梁结构形状表征方法,根据多稳态结构储能特点建立变截面多稳态单胞结构的结构优化模型,通过求解优化问题获得总质量不变条件下最优变截面梁结构形状。进一步地通过对优化结果的有限元分析验证优化的有效性,并对结构进行瞬态冲击荷载下动响应分析,证明多稳态结构的冲击保护作用。 展开更多
关键词 结构优化 多稳态梁结构 减振吸能 变截面梁
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基于介电弹性体和形状记忆聚合物的多稳态抓取结构研究
4
作者 刘立武 刘蕾 +1 位作者 刘彦菊 冷劲松 《黑龙江大学工程学报》 2021年第3期20-28,共9页
介电弹性体是一种典型的智能软材料,具有高的介电常数,且具有重量轻、韧性好、形变大、高弹性能密度以及机电效率高等诸多优点。由介电弹性体制作而成的智能驱动器是通过具有柔性电极的弹性体在电场作用下产生的应变响应进行驱动变形的... 介电弹性体是一种典型的智能软材料,具有高的介电常数,且具有重量轻、韧性好、形变大、高弹性能密度以及机电效率高等诸多优点。由介电弹性体制作而成的智能驱动器是通过具有柔性电极的弹性体在电场作用下产生的应变响应进行驱动变形的,在软体机器人、航空航天等许多方面展现出潜在的应用价值。然而,利用介电弹性体制备的抓取结构驱动力较小,将介电弹性体和形状记忆聚合物的变刚度特性相结合,可增加抓取结构的驱动力,并且在抓取和释放过程中无需持续通电即可固定形状。利用介电弹性体的电致变形特性和形状记忆聚合物的形状记忆及变刚度特性,设计了一种智能多稳态抓取结构。建立了驱动器的理论模型,确定结构参数,基于有限元软件对驱动结构的弯曲和恢复过程进行数值模拟,并对其进行弯曲和恢复试验,测试出恢复角度,基于理论和仿真对驱动器结构进行优化设计,基于优化后的驱动器制备了多稳态抓取结构,测试了抓取结构的性能。 展开更多
关键词 介电弹性体 形状记忆聚合物 多稳态抓取结构 有限元仿真
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