黄凯
- 作品数：12 被引量：33H指数：4
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- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：一般工业技术交通运输工程理学金属学及工艺更多>>
- 无网格法及其在金属成形中的应用综述被引量：3
- 2016年
- 对无网格方法的定义、分类以及无网格方法在金属成形中的应用进行了综述。无网格方法主要根据函数近似方案和离散方程进行分类。函数近似方案是无网格方法的基础,函数近似方案的近似特征、近似精度和近似效率对无网格方法的分析计算能力具有重要影响。无网格法虽然不如有限元方法成熟,但是其具有很多有限元方法不具备的优点,如:近似函数没有网格依赖性、基函数可以包含反映问题特性的函数系列、采用紧支函数的无网格法具有带状稀疏系数矩阵等。由于无网格法对非线性问题的强大求解能力,使其在金属成形领域具有广阔的应用前景。
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- 关键词：无网格法金属成形
- 金属橡胶毛坯3D自动铺设轨迹生成方法被引量：1
- 2016年
- 提出金属橡胶自动化铺设工艺,基于该工艺和数控铺设设备,以金属橡胶构型、定位销排布、既定路径为基础,设计了通用的毛坯3D自动铺设轨迹生成方法。该方法将以定位销编号排序为表现形式的路径变成机械手实际移动轨迹。机械手移动轨迹与既定路径一致,螺旋卷能钩挂在相应的定位销上,且避免了机械手与定位销发生碰撞,避免了机械手与已铺设的螺旋卷发生勾连,实现了金属橡胶毛坯三维自动化连续铺设。
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- 关键词：金属橡胶自动化
- 金属橡胶自动铺设工艺及路径判别策略
- 2016年
- 在现有的金属橡胶毛坯制备工艺基础上,提出了一种金属橡胶毛坯铺设工艺,利用该工艺和数控毛坯铺设设备实现了金属橡胶铺设工艺的自动化。研究了以该铺设工艺为基础的金属橡胶构型和铺设路径的类别。设计了非铺设区域分别为圆形、椭圆形、三角形和多边形时不可行路径的判别策略。为路径规划和自动化铺设提供了技术支撑。
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- 关键词：金属橡胶自动化
- 金属橡胶毛坯铺设路径规划被引量：2
- 2016年
- 针对金属橡胶毛坯铺设工艺,提出了以背景网格为基础的优化模型,利用遗传算法建立了定位销设计和路径规划的优化方法,为毛坯铺设提供了理论依据.定位销数量由底面背景网格非零网格数确定,定位销排布由遗传算法计算得到.根据定位销优化设计结果,逐层对铺设路径进行规划,优化路径比经验路径所得毛坯更加均匀、密实,铺设层数越多,路径规划的优势越明显,铺设10层时,两毛坯目标函数b的值相差50%;单层路径数对毛坯的铺设质量影响不大;随着螺旋卷铺设长度的增加,不同单层路径数铺设的毛坯接触状态趋于一致.
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- 关键词：金属橡胶定位销路径规划组合优化遗传算法
- 薄膜超材料的等效特性分析及试验研究被引量：1
- 2017年
- 基于一维超材料梁的理论思想,将薄膜超材料简化成具有周期性的谐振单元和一维梁的结构;根据薄板的Kirchhoff理论,建立了整体结构的运动方程,计算了周期性谐振单元作用力及薄膜两侧载荷的声压差。利用牛顿第二定律及虚功原理,得到了薄板不同阶的振动模态幅值A_n所满足的运动方程。通过引入等效密度概念,得到等效密度共振形式受薄膜的刚度k、厚度h、谐振单元周期常数L及附加质量M等因素影响,并针对每种影响因素进行了等效密度峰值的分析;得出在一定尺寸范围内,得到了薄膜厚度h越薄,谐振单元刚度与质量的比值越小,共振频率越低的结论;而且周期常数L越大,薄膜自身的共振形式与谐振单元的共振形式同时存在,且薄膜本身的振动形式越强烈。通过探讨谐振单元质量与透射峰值的试验验证,表明质量-弹簧谐振子的共振作用对薄膜超材料的透射吸收起到至关重要作用。
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- 关键词：虚功原理
- 新型低刚度减振轨道特性研究被引量：2
- 2013年
- 为减小轨道交通对沿线的振动影响,提高轨道结构的减振性能,提出新型低刚度减振轨道设计方案。新型低刚度减振轨道与现有的减振轨道相比,具有更小的垂向刚度,从而降低轨道结构固有频率,提高减振性能。新型低刚度减振轨道的低刚度是由新型隔振器提供的,隔振器的弹性元件由金属橡胶元件和碟形弹簧元件构成,利用正负刚度并联的原理减小工作区间的刚度。通过ANSYS有限元软件对轨道结构和隔振器力学特性进行仿真分析,得到了不同轨道结构的结构特性和不同工况下隔振器的工作范围。结果表明,梯形轨枕结构具有较好的平均载荷的能力,证明设计的隔振器工作区间基本合理。可为低刚度减振轨道的进一步研究提供了科学依据。
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- 关键词：负刚度有限元分析
- 应用复合减振器的梯形轨枕提高轨道的减振效果被引量：5
- 2013年
- 为了分析使用金属橡胶-碟簧复合减振器的梯形轨枕轨道对地表及建筑物的减振效果以及地表振动传播规律,将地铁对沿线的振动影响问题简化成平面应变问题,利用ABAQUS有限元软件建立建筑物—地铁隧道—土层二维有限元模型。把仿真计算得到的道床加速度作为模型激励,研究使用复合减振器与普通线性减振垫的梯形轨枕轨道,对环境的振动影响差异,对复合减振器的减振效果做出评价。研究使用复合减振器的梯形轨枕轨道引起的地表振动传播规律。结果表明,相对于线性减振垫,金属橡胶—碟簧复合减振器可以提升减振效果,具有替换减振垫的可行性;得出地铁列车作用下的地表振动特性,并与文献结论做比较,证明模型的合理性。
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- 关键词：振动与波梯形轨枕环境振动有限元
- 金属橡胶冲压成形数值模拟分析被引量：7
- 2016年
- 以自动毛坯缠绕工艺为支撑,基于实际材料、工艺参数,建立了空间弯曲螺旋线参数化方程、金属橡胶及毛坯的细观结构数值模型。通过数值模型,预测了构件的成形压力、模具摩擦力、模具应力、构件成形尺寸、回弹量、固相体积分数、接触点数、材料细观结构和组织分布等特性,预测结果与实验结果吻合良好。数值模型具有明确的物理意义和良好的可靠性,对于金属橡胶的制备具有较强的指导作用,为金属橡胶的细观尺度研究提供了途径。
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- 关键词：金属橡胶冲压成形细观结构
- 金属橡胶-碟簧复合减振器在梯形轨枕轨道中的应用仿真研究被引量：1
- 2013年
- 为了提升现有梯形轨枕轨道的减振效果,研究金属橡胶-碟簧复合减振器在梯形轨枕轨道中的应用,以及为复合减振器的设计提供依据,根据金属橡胶-碟簧复合减振器的载荷-位移曲线形状特点,对载荷-位移曲线进行适当简化,利用有限元仿真软件建立车辆-梯形轨枕轨道耦合动力学模型和梯形轨枕-道床-大地模型,将车辆-梯形轨枕轨道耦合动力学模型中的轮轨力施加到梯形轨枕-道床-大地模型中,取距离轨道中心线5m处的地面节点的垂向加速度时程曲线及其幅频谱作为分析数据。计算表明,金属橡胶-碟簧复合减振器可以起到提升减振效果的作用,相对于线性减振垫,复合减振器可以使距离轨道中心线5m处的地面节点垂向加速度有效值减小11%。对金属橡胶-碟簧复合减振器的设计具有一定参考价值,对提高现有梯形轨枕轨道的减振效果具有一定促进作用。
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- 关键词：梯形轨枕非线性有限元
- 一种镶嵌薄膜共振型材料的吸声性能研究被引量：1
- 2017年
- 为了解决现有吸声材料对低频噪声衰减弱及吸收差的现状,该文提出了一种镶嵌薄膜共振型材料结构。其中镶嵌到条形薄膜上的结构单元作为拍动体,此时结构单元与背衬薄膜之间存在一定耦合作用,使行波在两部分间的局域共振作用削弱或存在很少反射。通过有限元仿真分析得到吸收峰值下的模态振型,进一步证明了材料的吸声机理。实验表明,该结构对100~1 000Hz内的声波具有很好的吸收效果,单层材料结构随着空腔距离的增大,吸收峰提前,而峰值基本不变。两层材料结构的吸声效果远大于单层材料结构,这解决了低频噪声问题。
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- 关键词：吸声机理
