论文阅读_用于低频隔振的高负刚度新型阵列磁性弹簧的分析与设计_3

news/2025/3/27 13:00:50/

前言

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文章目录

  • 前言
  • 论文引用
  • 名词翻译与解释( 摘要部分abstract)
  • 名词翻译与解释( 引言部分Introduction)
    • (1)
    • (2)
      • 负剪切模量
      • 振荡器
      • 激振力
    • (3)
      • 电磁分流器
  • 论文概述


论文引用

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名词翻译与解释( 摘要部分abstract)

可参见:论文阅读_用于低频隔振的高负刚度新型阵列磁性弹簧的分析与设计_1
在这里插入图片描述

名词翻译与解释( 引言部分Introduction)

(1)

可参见:论文阅读_用于低频隔振的高负刚度新型阵列磁性弹簧的分析与设计_2

(2)

英文中文
several typical configurations几种典型构型
rotation of non - spherical particles非球形颗粒的旋转
isotropic matrix各向同性基体
isotropic cylindrical inclusions各向同性圆柱形夹杂物
negative shear modulus负剪切模量
a chain of oscillators一串振荡器
exhibit stable motion呈现稳定运动
cam - roller - spring mechanisms凸轮 - 滚轮 - 弹簧机构
bio - inspired structures仿生结构
cylindrical structure composed of spatial curved beams由空间曲梁组成的圆柱结构
friction, backlash, and space consuming摩擦、间隙以及占用空间(问题)
electromagnets电磁铁
relatively compact design相对紧凑的设计
non - contacting features非接触特性
attractive configuration吸引式构型
configured in attraction interaction以吸引相互作用配置
force transmissibility力传递率
jumping frequencies跳跃频率
the effect of excitation force激振力的影响
a repulsion configuration排斥式构型
semi - actively半主动地

负剪切模量

负剪切模量是一个与材料在剪切应力作用下变形有关的概念。在材料科学中,剪切模量(也称为刚度模量)是描述材料抵抗剪切变形能力的弹性常数。通常,剪切模量是一个正值,表示材料在剪切应力作用下产生的剪切应变与剪切应力的比值。

1. 剪切模量的定义
剪切模量 G G G 的定义为:
G = τ γ G = \frac{\tau}{\gamma} G=γτ
其中:

  • τ \tau τ 是剪切应力,即单位面积上的剪切力。
  • γ \gamma γ 是剪切应变,即材料在剪切应力作用下的形变程度。

2. 负剪切模量
在某些特殊情况下,材料可能会表现出负剪切模量。这意味着在剪切应力作用下,材料的剪切应变与剪切应力的方向相反。这种现象通常出现在具有特殊微观结构或宏观结构的材料中,例如某些复合材料或具有负泊松比的材料

3. 负剪切模量的数学表达
如果材料表现出负剪切模量,那么剪切模量的公式可以表示为:
G = − τ γ G = -\frac{\tau}{\gamma} G=γτ
这里的负号表示剪切应变与剪切应力的方向相反。

4. 负剪切模量的意义
负剪切模量的出现通常意味着材料具有特殊的力学性能。例如,在某些复合材料中,纤维和基体之间的相互作用可能导致负剪切模量。这种现象在材料设计和工程应用中具有重要意义,因为它可以影响材料的强度、韧性和其他力学性能。

5.相关研究
在材料科学中,研究负剪切模量的材料可以帮助我们更好地理解材料的微观结构与宏观性能之间的关系。例如,在纤维增强复合材料中,纤维和基体之间的相互作用可能导致负剪切模量,从而影响复合材料的整体性能。

总之,负剪切模量是一个描述材料在剪切应力作用下表现出特殊变形行为的弹性常数。它在材料科学和工程中具有重要的研究和应用价值。


振荡器

可参见:振荡器简单介绍


激振力

激振力是使物体产生振动的力,在机械振动、结构动力学等领域应用广泛,以下结合相关数学公式来介绍激振力的概念:

1. 定义及产生方式
激振力是一种能够引起物体或系统产生振动的外力,通常是由于外部激励源作用于物体或系统而产生的。常见的产生激振力的方式包括不平衡质量的旋转、周期性的电磁力、流体的脉动等。

2. 数学公式表达

  • 简谐激振力:在振动理论中,最常见的激振力形式是简谐激振力,其数学表达式为 F ( t ) = F 0 sin ⁡ ( ω t ) F(t)=F_0\sin(\omega t) F(t)=F0sin(ωt) F ( t ) = F 0 cos ⁡ ( ω t ) F(t)=F_0\cos(\omega t) F(t)=F0cos(ωt)。其中 F ( t ) F(t) F(t)表示随时间 t t t变化的激振力, F 0 F_0 F0是激振力的幅值,即最大激振力, ω \omega ω是激振力的角频率,它决定了激振力的变化周期 T = 2 π ω T = \frac{2\pi}{\omega} T=ω2π。例如,在旋转机械中,由于转子的不平衡质量,会产生离心力,当转子以角速度 ω \omega ω旋转时,这个离心力在水平或垂直方向上的分量就可以看作是简谐激振力。
  • 一般周期激振力:对于更一般的周期激振力,可以利用傅里叶级数展开来表示,即 F ( t ) = a 0 + ∑ n = 1 ∞ ( a n cos ⁡ ( n ω t ) + b n sin ⁡ ( n ω t ) ) F(t)=a_0+\sum_{n = 1}^{\infty}(a_n\cos(n\omega t)+b_n\sin(n\omega t)) F(t)=a0+n=1(ancos(t)+bnsin(t))。其中 a 0 a_0 a0 a n a_n an b n b_n bn是通过傅里叶系数公式计算得到的系数, ω \omega ω是基频。这意味着任何周期激振力都可以看作是由一系列不同频率的简谐激振力叠加而成。
  • 非周期激振力:非周期激振力的描述相对复杂,通常用时间的函数 F ( t ) F(t) F(t)来表示,例如冲击力可以用狄拉克δ函数 δ ( t ) \delta(t) δ(t)的形式来近似描述,如 F ( t ) = F 0 δ ( t − t 0 ) F(t)=F_0\delta(t - t_0) F(t)=F0δ(tt0),表示在 t = t 0 t = t_0 t=t0时刻施加一个大小为 F 0 F_0 F0的瞬时冲击力。在实际应用中,对于复杂的非周期激振力,可能需要通过数值方法或实验测量来确定其随时间的变化规律。

3. 与振动系统的关系
当激振力作用于一个振动系统时,根据牛顿第二定律 F = m a F = ma F=ma,对于一个质量为 m m m的物体,在激振力 F ( t ) F(t) F(t)作用下,其运动方程可以表示为 m d 2 x d t 2 + c d x d t + k x = F ( t ) m\frac{d^{2}x}{dt^{2}}+c\frac{dx}{dt}+kx = F(t) mdt2d2x+cdtdx+kx=F(t)。其中 x x x是物体的位移, c c c是阻尼系数, k k k是刚度系数。这个方程描述了在激振力作用下,物体的位移随时间的变化关系,通过求解这个方程,可以得到物体的振动响应,包括位移、速度和加速度等。

(3)

英文中文
repulsive interaction排斥相互作用
a good candidate一个不错的候选方案
online tuning ability for negative stiffness负刚度在线调节能力
electromagnets电磁铁
an incubator一个孵化器
a bi - state nonlinear双态非线性
vibration isolator隔振器
be monostable or bistable呈单稳态或双稳态
nonlinear electromagnetic shunt非线性电磁分流器
dimension尺寸;维度
the magnitude and linearity of negative stiffness负刚度的大小和线性度
restricted design space受限的设计空间
opposite magnetizations between spatial adjacent magnets空间相邻磁铁间的相反磁化方向
the non - contacting feature非接触特性
the superiorities of high negative stiffness density高负刚度密度的优势
ameliorative nonlinearity改良的非线性
the same device volume相同的设备体积
parametric studies on the characteristics of the AMS - NS关于AMS - NS特性的参数研究
the resonance frequency共振频率

你可能想问的是与电磁相关的电流分流器或信号分流器,以下从原理、结构、特点、应用等方面为你详细介绍:


电磁分流器

1. 电流电磁分流器

  • 原理:基于欧姆定律和电磁感应原理。根据欧姆定律 I = U / R I = U/R I=U/R,当大电流通过一个精度很高的小电阻(分流电阻)时,会在电阻两端产生与电流成正比的电压降,通过测量这个电压降就可以精确计算出电流值。同时,为了减少对原电路的影响以及实现测量的安全性等,会利用电磁感应原理通过线圈等将被测大电流转换为小电流或电压信号来进行测量和处理。
  • 结构:一般由分流电阻、电磁转换装置(如电流互感器等)、测量电路等组成。分流电阻通常采用高精度、低温度系数的电阻材料制成,以保证测量的准确性。电磁转换装置则将通过分流电阻的电流转换为便于测量的电磁信号,测量电路负责对转换后的信号进行处理和显示。
  • 特点
    • 高精度:能够精确测量电流,误差可以控制在很小的范围内。
    • 宽量程:可以测量从较小到很大范围的电流。
    • 响应速度快:能快速跟踪电流的变化,及时反映电流的动态情况。
    • 抗干扰能力强:通过合理的设计和屏蔽等措施,能有效抵抗外界电磁干扰。
  • 应用
    • 电力系统:用于测量输电线路、变压器等设备中的大电流,监测电力系统的运行状态,为继电保护、计量等提供数据。
    • 工业自动化:在电机驱动、变频器等设备中,监测电流以实现对设备的精确控制和保护。
    • 能源领域:如电动汽车的电池管理系统中,测量电池的充放电电流,了解电池的工作状态。

2. 信号电磁分流器

  • 原理:主要基于电磁耦合或电磁波的特性来实现信号的分配。例如,在一些射频电路中,利用微带线、带状线等传输线的特性以及电磁感应原理,将输入的射频信号按照一定的比例分配到多个输出端口。或者利用电磁波的散射、反射等原理,通过特殊设计的电磁结构来实现信号的分流。
  • 结构:通常包括输入端口、输出端口、电磁耦合或分配结构等。输入端口用于接收输入信号,输出端口则将分流后的信号输出到不同的电路或设备中。电磁耦合或分配结构是核心部分,它决定了信号的分配比例和性能,可能是由微带线、耦合器、功分器等组成。
  • 特点
    • 信号分配均匀性好:能使各个输出端口的信号强度较为均匀,满足不同设备对信号的需求。
    • 频率特性好:在较宽的频率范围内保持稳定的信号分配性能。
    • 插入损耗低:对信号的衰减较小,保证信号质量。
    • 隔离度高:不同输出端口之间的信号相互干扰小。
  • 应用
    • 通信领域:在基站、卫星通信等系统中,将射频信号分配到不同的天线或接收模块中。
    • 雷达系统:用于将发射信号分配到多个发射通道,或者将接收信号分配到不同的处理通道。
    • 电子测量设备:如信号发生器、频谱分析仪等,将信号分配到不同的测量或显示单元。

论文概述

在这里插入图片描述

本文结构安排如下:

  • 第 2 节中,对阵列式负刚度磁弹簧(AMS - NS)进行描述推导其刚度模型,然后通过静态实验进行验证。
  • 第 3 节中,开展参数研究并比较刚度特性
  • 第 4 节研究隔振系统的非线性动力学
  • 第 5 节给出动态实验
  • 第 6 节对分析和实验进行讨论。
  • 第 7 节得出结论

http://www.ppmy.cn/news/1573060.html

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