江苏省自然科学基金(BK2008408)
- 作品数：10 被引量：34H指数：4
- 相关作者：尹晓春杨钧骞朋波沈煜年刘中华更多>>
- 相关机构：南京理工大学南京航空航天大学江苏科技大学更多>>
- 发文基金：江苏省自然科学基金国家自然科学基金国防基础科研计划更多>>
- 相关领域：理学交通运输工程建筑科学更多>>
- 刚性质量对自由梁的塑性次撞击被引量：1
- 2011年
- 针对接触和分离对撞击响应的影响,该文基于刚塑性动力学理论和单轴压缩多次弹塑性接触模型,研究了刚性质量水平撞击自由梁的过程。研究结果发现该撞击过程是一个复杂的多次塑性撞击过程,按照撞击力变化形式可以划分为两个撞击区,计算结果表明该两个撞击区的总冲量相当。塑性次撞击造成撞击能量以间歇方式传递,并且大部分撞击能量是由后续次撞击传递给梁的。不断出现的次撞击将迫使移行塑性铰作短暂的往复运动。通过与三维动态有限元方法的比较表明,刚塑性动力学理论可以应用于塑性次撞击问题的研究,并可获得梁撞击响应的主要特征。
- 杨钧尹晓春刘中华骞朋波
- 关键词：自由梁
- 考虑负载影响的阶梯形超声变幅杆动力特性被引量：8
- 2012年
- 考虑与加工工件表面高频重复撞击对结构动力特性的影响,基于瞬态波传播理论,研究周期激励下阶梯形超声变幅杆重复撞击加工工件的瞬态动力响应,及负载对变幅杆放大特性的影响。首先,建立阶梯形变幅杆力学模型,采用瞬态波响应法分别对接触过程和分离过程动力控制方程进行求解,得到适用于任意级数的阶梯形变幅杆的特征项传递函数,和重复撞击系统的瞬态响应理论解。以工程中常用的三级阶梯形变幅杆为算例,分析了不同外载频率下变幅杆重复撞击动力特性和负载工件对变幅杆聚能效果的影响,得出考虑加工件撞击产生的瞬态响应下的变幅杆放大系数,小于自由振动空载的设计值。可为精细超声加工变幅杆的设计提供更为精确的理论依据。
- 谢欣平田阿利王自力尹晓春
- 关键词：变幅杆瞬态波超声加工动力特性
- 自由梁对简支梁的多次弹塑性撞击被引量：10
- 2010年
- 提出一种将局部弹塑性接触模型与有限差分法相结合,用来研究梁—梁多次弹塑性撞击问题的多次接触撞击分离方法(Multiple contact impact separation,MCIS)。将单轴压缩弹塑性接触变形模型加以推广,应用于多次弹塑性加卸载过程,并采用有限差分方法求解动力学方程组,完整地模拟自由梁与简支梁正交撞击全过程的各次弹塑性撞击。通过与理想刚塑性模型和三维有限元法的对比研究,表明MCIS方法的计算结果可靠,计算效率高。研究发现,梁—梁多次弹塑性撞击现象是由撞击变形响应造成的,它是局部接触变形和结构整体变形相互耦合作用的结果,具有明显的分区特征。另外,相对于第一次撞击,后续撞击过程中的撞击力、撞击冲量和撞击能量损失均是不可忽略的,说明柔性结构的多次弹塑性撞击现象应该予以足够的重视。
- 刘中华尹晓春
- 关键词：弹塑性瞬态分析能量耗散
- 刚性质量对自由梁的弹粘塑性次撞击被引量：6
- 2012年
- 采用过应力模型,考虑局部撞击接触变形和自由梁动力响应中的材料应变率效应,提出能够考虑多次撞击接触行为的单轴压缩弹粘塑性局部接触变形模型,并结合有限差分方法和撞击与分离条件,研究刚性质量水平撞击弹粘塑性自由梁的全过程。研究发现,该水平撞击过程实际上是一个复杂的弹粘塑性次撞击过程,梁材料的应变率效应在局部接触变形行为和自由梁的动力响应行为中有着显著的作用,导致撞击力幅值、弹性变形和塑性变形等发生明显的变化。通过与三维动力有限元法的计算结果的比较表明,所提方法是合理的。
- 杨钧尹晓春刘中华骞朋波
- 关键词：撞击力
- 多次弹塑性撞击实验系统的设计与数值仿真被引量：3
- 2012年
- 为了实验测量柔性撞击过程中的次撞击行为及其动力学响应,该文设计了一套多次弹塑性撞击实验系统。对该实验系统进行的三维动力有限元数值仿真结果表明,该系统可以激发出多次弹塑性撞击,有效地模拟几种典型构件之间的次撞击行为。采用数值仿真方法研究了测试梁材料、支承方式等对次撞击过程的影响,确定了满足实验要求的撞击力和梁位移测试性能指标。
- 戚晓利尹晓春王文杨海波沈煜年汪敏张兴权
- 关键词：弹塑性变形撞击力有限元
- 简支梁弹塑性碰撞响应动态子结构方法被引量：1
- 2012年
- 针对简支梁结构弹塑性碰撞响应问题,建立了碰撞子结构模型。基于弹塑性有限元理论和模态综合方法推导出了该碰撞子结构模型在模态坐标下的动力学控制方程,将动态子结构方法推广应用于柔性梁结构的弹塑性碰撞响应研究。采用接触模型考虑碰撞位置局部变形,数值计算表明,该方法可以计算复杂变化的弹塑性碰撞接触力响应,梁上二维动态弹塑性应力场,动态位移场,角位移场和横向振动速度场等动力学变量,还可以描述碰撞激发弹塑性波的传播和塑性铰形成过程这类复杂的瞬态动力学现象。通过对比计算得到的碰撞接触力响应,弹塑性波传播特征和塑性铰形成过程与有限元计算结果和塑性动力学理论,证明了该动态子结构方法研究柔性梁结构弹塑性碰撞动力响应问题的有效性和合理性。
- 骞朋波尹晓春沈煜年杨钧孔德平
- 关键词：碰撞
- 碰撞激发弹塑性波传播的动态子结构方法被引量：6
- 2012年
- 通过建立弹塑性碰撞动态子结构模型,推导了模态坐标下的控制方程,提出了模拟柔性结构碰撞激发弹塑性波传播的动态子结构方法,并对其中的主模态的存在性和主模态截断的收敛性进行了证明.通过对柔性杆纵向碰撞和柔性梁横向碰撞两个算例的计算,并将计算结果与理论解和三维动力有限方法计算结果进行了对比,验证了该方法的数值收敛性和计算碰撞弹塑性波传播的有效性.
- 骞朋波尹晓春沈煜年杨钧
- 关键词：柔性体碰撞
- 刚性质量与轴向约束简支梁多次弹塑性撞击的研究被引量：2
- 2010年
- 应用多次弹塑性接触模型模拟刚性质量与梁的多次弹塑性接触行为,采用有限差分法求解刚性质量与梁的动力学方程组,并考虑梁变形过程中的轴力作用,研究刚性质量与两端固支简支梁的水平撞击问题。研究发现,刚性质量与两端固支梁的撞击过程是一个复杂的多次弹塑性撞击过程。但是,由于刚性质量与梁的最大分离时间和最大分离位移量均非常小,易被视作一次撞击过程。在刚性质量与梁的暂时分离过程中,刚性质量速度不变,这和实验观察相符。另外,随着挠度的增加,梁上轴力逐渐增大,并且截面上的应力分布更加复杂。
- 刘中华刘冬敏尹晓春杨钧张林
- 关键词：轴向约束弹塑性变形
- 竖向地震作用下桥梁结构的瞬态波响应分析被引量：2
- 2012年
- 竖向地震引起的剧烈地面运动可能导致桥梁结构的损坏。针对竖向地震作用下双跨连续梁桥的瞬态动力学问题,考虑波动效应,应用瞬态波特征函数法求解了地震过程中桥梁结构的瞬态波响应理论解。通过实例分析,描述了桥墩中轴向波和桥跨结构中弯曲波的传播、反射、相互作用和波碰撞等现象。计算结果表明,不同的竖向地震动与水平地震动的比值会引起桥梁响应特征的明显改变。随着比值的增大,桥梁响应特征的改变主要表现为:①接触力的变化幅度增大,出现更大的接触力,加剧支座的损坏可能性;②出现了更低的接触力,甚至零接触力,大大增加了桥跨结构与桥墩相对滑动的可能性;③使原本整体处于受压状态的桥墩中出现了拉应力,拉应力有可能超过混凝土的抗拉强度,并使桥墩出现了拉-压交变应力,使得桥墩底部处于恶劣的应力状态;④桥跨中部向上的最大动挠度超过了两端,也就是桥跨结构被抛起的可能性增大。
- 徐然尹晓春
- 关键词：竖向地震桥梁瞬态响应波传播
- 竖向地震引发的桥梁结构间的多次重撞击响应分析
- 2011年
- 应用瞬态波函数法,针对双跨连续梁桥在竖向地震激励下可能出现的多次弹性重撞击问题进行了研究.推导出桥梁结构多次弹性重撞击问题的理论解,并采用临时组合结构法,求解了桥跨结构与桥墩之间的重撞击力.通过对桥梁算例的数值分析,计算模拟了多次重撞击现象,并分析了竖向地震激励周期、桥墩横截面积、梁与墩长度比以及桥跨弹性模量等参数对桥梁结构撞击响应的影响.研究结果表明,竖向地震可能使得桥跨结构与桥墩间发生多次重撞击行为,引发轴力的高频振荡,对桥梁结构响应有着明显的影响.多次重撞击的发生以及重撞击力的幅值对竖向地震激励周期相当敏感;梁与墩长度比和桥跨弹性模量都可以显著影响桥梁在竖向地震激励下的响应机理,应在桥梁抗震设计中予以考虑.
- 徐然尹晓春
- 关键词：桥梁竖向地震瞬态波
