我学者发现高倍压电效应材料

西安交通大学多学科材料研究中心主任、金属材料强度国家重点实验室任晓兵博士,通过多年研究,发现了基于全新原理的巨大电致变形效应,同时研究开发出对环境无污染的无铅压电材料。这种效应是普通压电效应的40倍,能使电致应变效应提高一个数量级以上,国际学术界和业界人士认为这     

钢筋混凝土框架结构厂房的建模及动力特性分析

基于大型通用有限元软件ANSYS,利用有限元法建立了一个钢筋混凝土框架结构厂房的分析模型,考虑了剪切和翘曲变形的影响,用Block-Lanczos法分析了其振动规律和动力特性,得到了厂房的振型、频率等资料数据,对厂房的动力性能做出评价,得出了一些有价值的结论,可作为同类型厂房结构计算分析的参考。     

钢筋混凝土框架结构厂房的建模及动力特性分析

基于大型通用有限元软件ANSYS,利用有限元法建立了一个钢筋混凝土框架结构厂房的分析模型,考虑了剪切和翘曲变形的影响,用Block-Lanczos法分析了其振动规律和动力特性,得到了厂房的振型、频率等资料数据,对厂房的动力性能做出评价,得出了一些有价值的结论,可作为同类型厂房结构计算分析的参考.     

微重力条件下腔体内竖板火蔓延的三维非稳态数值模拟

本文用数值求解基本控制微分方程组的方法研究了微重力条件下腔体内部固体可燃物表面火焰传播的三维非稳态过程。建立的理论模型考虑了气相有限速率化学反应，以及固相的传热和热解过程，阐明了微重力场中固体表面火蔓延过程可燃表面热解的“表面燃料喷射”效应的重要作用，并建立了相应的数学处理方法。数值模拟的结果反映了微重力大小对竖板火蔓延过程形成重要影响的特点，结果基本合理。     

一种用于水环境电控工具的振动能量采集器设计

本文设计了一种用于水环境电控工具的供能的涡激振动能量收集装置。该器件主要包括钝体和压电悬臂梁,流体绕流钝体产生涡街的交替脱落引起梁发生振动,通过压电效应将振动能量转为电能。通过对能量采集效果的初步研究,得出了较高的电压输出特性,表明该装置为电控工具供电的可行性。     

液固耦合下压电陶瓷晶片的声学分析

压电晶体是压电传感器的核心部件,其受到电压激励后会发生振动。压电陶瓷晶片的在水中振动会引起介质的振动,但是目前关于压电晶体的振动模型大多仅考虑了固体晶片,对于液体的影响研究较少。本文采用ANSYS有限元方法建立了液固耦合模型,分析了压电晶体在水中振动过程中的声学特性。结果表明,压电晶体声压分布大致为锥形,靠近晶片处的声压最强,由于衰减,远离晶片时声压逐渐减弱,且声压在晶片的两边大致成对称分布。同时,晶片振动时,其在厚度方向的振动能量大且比较集中,在径向振动方向振动能量较小,因而得到水介质结构内部晶片在压电晶片的厚度方向分布较强而径向方向分布较弱的特点。     

新型压电陶瓷的研制

自居里兄弟发现压电效应及逆压电效应以来,压电材料得到了迅猛发展,各种具有优异性能的压电陶瓷及单晶相继被科研工作者发明和发现。针对现有的压电陶瓷介电损耗低仍然很高,无法满足要求的技术问题,本文通过优化掺杂相组成和烧结工艺,提供了一种具有介电损耗低,压电系数高等特点的压电陶瓷材料。     

露天高边坡爆破地震波传播特征及强度预测研究

边坡地形振动放大与衰减效应是岩质边坡地震波传播规律研究的重要内容。采用数值模拟方法通过对台阶模型输入不同频率的振动波,研究岩质边坡质点振动速度动力响应特征及地形效应的产生及变化规律。试验结果表明:台阶地形质点振动速度分布存在明显的非线性高程放大效应,且放大系数变化规律与振动频率紧密相关。由于地形作用的影响,台阶坡脚对质点振动速度具有明显的抑制作用;竖直方向振动速度对地形变化的响应更加显著;不同频率振动波激励下,岩体表面质点竖直方向振动速度较早出现放大现象,且放大系数随高程、频率的增加呈非线性增大特征。频率增强了振动波的地形效应。     

压电圆盘扭转致动装置及其发电方法

一种微型盘状叉指电极的压电圆盘扭转致动器,利用压电陶瓷材料的传感、致动、高能量密度、快速响应速率及纳米级精度等特性,实现了扭转变形大,堵转力矩强及谐振频率高的目标。盘状叉指电极的压电圆盘扭转致动器的设计,实现了平面扭转功能,更加高效。     

滑动简支压电层合梁的非线性弯曲

压电弯曲执行器具有卓越的机电性能,它在精确位置如高音喇叭,震动阻尼。噪音控制,继电器,唱机拾音器。声传感器和压力传感器等领域有着广泛的应用。对于简支压电层合梁执行器。中心点挠度是用于描述执行器特征的重要力学量,它依赖于执行器的几何参数、材料参数和作用的电场大小,特别在强电场下,它们具有明显的非线性性。根据线性压电效应得到的结果会产生很大的误差。因此,为了优化执行器的性能,深入研究弯曲执行器的非线性压电效应是非常重要的。本文研究简支压电层合梁在强电场作用下的非线性弯曲行为,考虑材料非线性和几何非线性导出压电层合梁的数学模型,并求得挠度与电场之间非线性关系的解析表达式。通过数值计算及分析得到线性与非线性模型之间的误差及适用范围,及电场和外载对简支梁中心点挠度的影响。     

关于压电陶瓷的初步认识

压电陶瓷作为一种功能陶瓷已广泛深入到人们的日常生活中。通过对压电陶瓷文献的收集及分析,了解到晶体无对称中心的微观特性是压电陶瓷产生压电效应的必要条件。本文从科普角度介绍了压电陶瓷的工作原理、用途及发展趋势等知识,并以此给出了3点有意义的启示。     

深水闸板防喷器剪切油管过程力学分析

为研究深水闸板防喷器剪切油管过程应力和变形特征,计算了极限剪切力的理论值。采用有限元ANSYS软件模拟油管变形过程,建立了三维有限元模型并进行了非线性静力学仿真分析。结果表明,油管受力过程中最易出现应力集中和裂纹的部位是水平对径和上下对径四个塑性铰处。     

域外科技

华裔科学家、美国亚特兰大佐治亚理工学院王中林教授领导的研究小组在世界上首次发现了一种新型纳米结构,这种由单晶体纳米带环绕而形成的封闭式环型纳米结构具有半导体和压电效应双重性质,可应用于微米、纳米机电系统、纳米级传感器和生物细胞探测。该成果开辟了纳米结构生长的新理论和新应用。 这一成果发表在2月28 日出版的美国《科学》杂志上,《科学》杂志的审稿人评价说:“这是一项很有学问的工作……是非常振奋人心的研究。” 晶体结构具有各向异性,不同晶体表面具有不同的表面能,物理属性也     

含张力柔性管道的涡激振动计算方法

主要介绍并验证了求解考虑流固耦合时大变形海洋管道的涡激振动响应计算方法,为大变形海洋管道的涡激振动响应研究提供了准确的理论方法和研究基础。针对柔性管道的流固耦合振动问题,基于梁理论建立了有限元模型。使用VIV时域荷载模型来模拟作用在管道上的涡激力,运用增量形式的时域积分法来求解该振动模型,通过与文献试验及算例的对比,验证了该计算方法的准确性。计算表明涡激振动发生时的横流向脉动应力远大于顺流向脉动应力,因此在分析海洋管道悬跨段的涡激振动疲劳问题时应主要考虑横流向的振动响应。     

上覆单相弹性层的饱和地基上刚性圆板的摇摆振动分析

采用解析的方法研究了上覆单相弹性层的饱和地基上刚性圆板的摇摆振动.首先运用积分边变换技术分别求解了单相弹性介质和饱和介质情况时的控制方程,然后按混合边值条件建立了部分饱和地基上刚性圆板振动的对偶积分方程,并把对偶积分方程化为易于数值求解的第二类Fredholm积分方程,数值算例给出动力柔度系数和摇摆振动转角幅值随无量纲频率变化的曲线,并与完全饱和介质情况进行了对比.数值结果表明,在共振频率附近,弹性层的存在可减弱其振动.     

对称截面Timoshenko梁高阶固有频率的确定——连续梁结构

本文应用最小余能原理的理论和方法,对 Timoshenko 梁进行动力分析,具体计算了相邻跨按对称和反对称两种振型振动时,对称截面连续梁的基频和高阶固有频率,讨论了转动惯量及剪切变形效应对各阶固有频率的影响.     

压电陶瓷材料的研究进展

本文主要介绍了钛酸钡压电陶瓷,PbTiO3—PbZrO3系以及PbTiO3压电陶瓷的发展,同时也对目前研究的无铅压电陶瓷、陶瓷聚合物压电复合材料、纳米压电陶瓷进行了综述,指出了压电陶瓷将向着无铅化、纳米化、多种聚合物复合的发展趋势。     

复杂边界矩形板声辐射特性研究

本文以矩形板-重流体(水)声振耦合为研究对象,探究了任意安装边界条件下板辐射声问题。板的振动位移函数通过谱几何法获取,即假设板的振动位移由傅里叶余弦级数添加相应的附加项,其中余弦项可用于分析四边固支板的振动模态,而附加项的添加则是处理在非固支边界时仅用余弦项带来的边界不连续问题,同时附加项能高效率的提高结果的收敛性。本文建立了板-水声振耦合模型,通过将流体对板的做功加入拉格朗日方程,并同时利用瑞丽辐射声积分公式来建立二者强耦合模型,该耦合模型可用于分析板在水或空气中的辐射声问题。     

基于EDEM水稻育秧播种种子与大槽板的相互作用研究

<正>本文以2CYL-450型振动式水稻秧盘育秧精密播种机为模拟对象,运用EDEM仿真分析了水稻育秧播种的过程,探究了电机频率相同的情况下,振动频率对水稻种子与大槽板之间的关系影响,振动栅的频率分别取45HZ、50HZ、55HZ。以水稻种子与大槽板间的接触次数、距离等参数来体现。为水稻育秧播种的研究提供了理论依据。     

热塑剪切带

由中国科学院力学研究所白以龙、郑哲敏、俞善炳、沈乐天和中国科学院金属研究所徐永波合作完成的热塑剪切带项目,获得了第六次(1993)国家自然科学奖二等奖。这项工作的主要特色在于把热塑剪切带作为材料变形演化的一个阶段来考察,而没有满足于用当时国际通用的经验的最大剪应力准则估算临界应变的方法,率先从连续介质力学方程和“边界层近似”出发建立了既包含瞬时应变率又考虑热传导的演化模型和方程组,从而推断均匀热塑剪切变形必然导致不稳定性,并给出了不稳定性的通用准则。