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磁约束阻尼系统通过动态磁力与约束层、阻尼层和基本结构的耦合作用，对基本结构产生显著阻尼效应，从而实现有效的振动控制。本项目将针对板壳结构的特殊性，建立适用于减振分析的阻尼层本构模型、含有磁约束阻尼的板壳结构动力学模型，探索和建立有效的求解方法；深入研究各种关键因素与减振效果的关系和规律，建立参数选取优化方法；研究新型的阻尼层约束结构和磁约束方式，探索建立板壳结构磁约束阻尼的主、被动控制系统。磁约束阻尼系统与压电陶瓷、形状记忆合金、磁致伸缩元件等为机敏元件的系统相比，具有结构简单、易于实现，性能稳定可靠，控制作用效果强等优越性，是一种具有重要应用价值的人工阻尼系统；但目前在板结构中的应用探索还刚刚开始，而在壳体结构中的应用研究基础还基本是空白。本项目取得的成果，将为板壳结构磁约束阻尼系统的发展和应用提供有力的理论和技术支撑。 2100433B
| 批准号 |
10472035 |
| 项目名称 |
板壳结构磁约束阻尼振动控制系统的研究 |
| 项目类别 |
面上项目 |
| 申请代码 |
A0803 |
| 项目负责人 |
何锃 |
| 负责人职称 |
教授 |
| 依托单位 |
华中科技大学 |
| 研究期限 |
2005-01-01 至 2007-12-31 |
| 支持经费 |
27（万元） |
当某个本来好好的自由振动受到阻碍时，就变成了阻尼振动。在不同的时候，这个施加阻碍的东西是不一样的。在力学中的机械振动，其受到的阻碍往往是摩擦力、流体阻力。而电学中利用电容、电感产生的电流振荡，其受到的...
你可能是搞错了。 首先，你讲的问题肯定是单自由度的质点振动问题。 所以的问题归结为求解一个二阶线性齐次常系数微分方程 当阻尼比小于1时，该微分方程的特征方程的解只有复数根(特征方程的概念请看高等数学里...
规格不同不能合并到一块
建筑结构利用磁流变阻尼器振动控制技术的研究进展
建筑结构利用磁流变阻尼器振动控制技术的研究进展
近年来,人们对磁流变阻尼器进行了大量研究的结果表明它是一种比较理想的半主动控制装置.本文从磁流变液的特点,磁流变液体的力学模型,半主动控制策略及工程应用等几个方面阐述了其发展过程,并指出磁流变阻尼器存在的问题及发展前景.
建筑结构TMD振动控制及其新体系减震研究
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分析了结构TMD振动控制机理及在结构风振控制中的研究应用;针对建筑结构的TMD减震控制,介绍了研究现状及进展,进一步采用时程分析法和地震波输入,研究了TMD新体系采用摩擦支座和橡胶支座时的减震控制分析理论。通过研究,指出了其在结构强震反应控制中面临的几个问题。
板壳磁弹性力学是一门新兴的学科，是弹性体耦合场理论的一个分支。
《板壳磁弹性力学基础》向读者介绍了板壳磁弹性力学的发展简史及应用前景，阐述了板壳磁弹性力学的数学基础、电动力学基础、弹性力学基础和板壳磁弹性理论模型的建立、研究方法及数值计算方法等内容；给出了板壳磁弹性力学的普遍方程、非线性动力学方程及求解方法；具体讨论了板壳磁弹性的轴对称问题、振动问题、稳定性问题、热磁弹性问题和二维问题的数值解法等，并且提供了具体算例。这里所列举的实际问题的解决方法，对于现代科学技术中的板壳电磁结构的理论分析和设计制造，具有一定的参考价值。
《板壳磁弹性力学基础》可供高等院校力学、物理、机械设计等专业的教师、研究生、本科生及科研工作者参考，也可供从事机械设计制造、仪器仪表、电磁设备等领域的工程技术人员使用，是研究板壳磁弹性力学的必备参考读物。
1.1磁弹性理论研究的意义
1.2磁弹性理论发展与研究现状
1.2.1板壳磁弹性应力、应变问题研究简介
1.2.2板壳磁弹性振动问题研究简介
1.2.3板壳磁弹性稳定性问题研究简介
1.2.4磁弹性理论在断裂力学中的应用
1.2.5实验研究简介
1.3本书主要内容
2.1数学基础知识
2.1.1场、标量场、矢量场、电磁场矢量
2.1.2矢量函数的概念
2.1.3标量函数、等值面、方向导数、梯度
2.1.4矢量线、通量、矢量场的散度、Gauss定理
2.1.5环量、矢量场的旋度、Stokes定理
2.1.6场函数的微分算子
2.1.7Green定理
2.1.8Оcтроградский定理
2.2正交曲线坐标
2.2.1正交曲线坐标系、正交性、Lame系数
2.2.2坐标轴单位向量的导数
2.2.3梯度
2.2.4散度
2.2.5旋度
2.2.6Laplace微分运算
2.3电动力学基础知识
2.3.1基本概念与部分基本定律
2.3.2磁场的散度和旋度
2.3.3位移电流与极化电流
2.3.4Maxwell方程组
2.3.5Lorentz力及边界条件
3.1弹性体的变形方程
3.1.1正交曲线坐标系的建立及Lame系数的微分关系
3.1.2弹性体的变形
3.1.3应力与平衡方程
3.1.4广义Hooke定律
3.1.5变形势能与边界问题的形成
3.2各向同性板壳理论的普遍方程
3.2.1几何关系的建立
3.2.2位移和应变
3.2.3平衡方程
3.2.4弹性关系
3.2.5板壳中性面的变形势能
3.2.6边界条件
3.3板壳非线性问题的基本方程
3.3.1弹性体的非线性应变
3.3.2基本关系的简化
3.3.3壳体的变形
3.3.4平衡方程
3.3.5弹性关系与弹性势能
3.3.6变形连续条件
3.3.7边界条件
3.3.8非线性壳体理论中方程的简化
3.3.9板理论中的基本方程
4.1电动力学方程的Euler形式与Lagrange形式
4.1.1运动介质中的电动力学方程
4.1.2边界条件
4.2薄壳薄板理论中的电动力学方程
4.2.1薄壳理论中电动力学方程
4.2.2柔性薄板薄壳的磁弹性方程
4.2.3柔性板壳的二维电动力学方程
5.1方程组的建立及离散正交法
5.1.1方程组的建立
5.1.2变量分离与可解系统的线性化
5.1.3离散正交化方法及其应用
5.2轴对称问题的解
5.2.1环形板应力应变状态的研究
5.2.2圆形薄板的磁弹性分析
5.2.3圆柱壳应力应变状态的研究
5.2.4变厚度柔性圆锥台壳在磁场中的变形
5.2.5载流球台薄壳的磁弹性应力与变形分析
5.2.6载流圆锥薄壳的磁弹性应力与变形分析
6.1薄板磁弹性稳定分析的理论基础
6.1.1平衡状态的稳定性及分类
6.1.2稳定性的判别准则
6.2薄板的磁弹性动力稳定方程
6.2.1薄板的磁弹性运动方程
6.2.2薄板的磁弹性动力稳定性
6.3载流薄板磁弹性动力失稳临界状态的判别
6.3.1载流薄板磁弹性动力失稳临界状态的判别
6.3.2判别依据的确定
6.4四边简支矩形载流薄板的磁弹性稳定问题分析
6.4.1特征方程
6.4.2电磁场单独作用时的稳定性
6.4.3电磁场与机械荷载共同作用时的稳定性
6.5三边简支一边自由矩形载流薄板的磁弹性稳定分析
6.5.1特征方程
6.5.2电磁场单独作用时的稳定性
6.5.3电磁场与机械荷载共同作用时的稳定性
6.6对边简支对边固定矩形载流薄板的磁弹性稳定分析
6.6.1特征方程
6.6.2电磁场单独作用时的稳定性
6.6.3电磁场与机械荷载共同作用时的稳定性
6.7四边固定矩形载流薄板的磁弹性稳定问题分析
6.7.1特征方程
6.7.2电磁场单独作用时的稳定性
6.7.3电磁场与机械荷载共同作用时的稳定性
6.8几种不同边界条件的比较
7.1板壳磁弹性振动基本方程
7.1.1磁场中矩形薄板振动方程式的建立
7.1.2磁场中壳体的轴对称振动方程式的建立
7.2薄板的磁弹性振动分析
7.2.1矩形薄板在电磁场中的振动
7.2.2圆形薄板在电磁场中的振动
7.2.3条形薄板在电磁场中的非线性振动
7.3圆柱壳在磁场中的轴对称振动
7.3.1纵向磁场中圆柱壳的振动
7.3.2横向磁场中圆柱壳的振动
7.3.3方程的求解与特征方程的建立
7.3.4算例分析
7.4薄板的磁弹性混沌运动分析
7.4.1横向磁场中矩形薄板在均布载荷作用下的耦合振动方程
7.4.2算例分析
7.4.3薄板混沌运动分析
8.1二维磁弹性问题基本方程
8.2差分离散正交法
8.2.1差分格式的建立
8.2.2线性化处理
8.2.3离散正交化
8.3无限长条板的磁弹性分析
8.3.1两边固定载流条形薄板的磁弹性应力与变形分析
8.3.2两边简支载流条形薄板的磁弹性应力与变形
8.3.3一端固定一端自由条形薄板磁弹性应力与变形
8.3.4利用电磁力效应控制板的变形
8.4矩形板的磁弹性分析
8.4.1矩形板的基本方程
8.4.2矩形板的磁弹性分析
9.1载流板的温度场分布
9.1.1电磁温度场的计算
9.1.2热传导温度场的计算
9.2热磁弹性基本方程
9.3计算方法
9.4算例
9.4.1载流环形薄板的热磁弹性耦合分析
9.4.2计算结果分析
随着近日磁约束聚变安徽实验室的启动建设，一大批在磁约束核聚变工程技术研发中产生的高新技术成果，将加快转化应用的步伐。
磁约束聚变安徽实验室依托中科院合肥物质科学研究院等离子所建设，该所拥有国家大科学装置——全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)，主要从事高温等离子体物理、磁约束核聚变工程技术及相关高技术研究和开发，以探索、解决人类无限而清洁的新能源为最终目的。近年来，EAST 物理实验与工程建设稳步推进，进展喜人。2012年，EAST 获得超过400秒的两千万度高参数偏滤器等离子体和稳定重复超过30秒的高约束等离子体放电，创造了当时两项托卡马克运行的世界纪录。2017年7月，EAST 在物理实验中实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行，创造了新的世界纪录，标志着中国在受控热核聚变研究领域走在了世界前列。
在大科学工程研究过程中，科研人员发现并发展了众多科学理论和工程技术。等离子所常务副所长宋云涛研究员告诉记者，随着磁约束聚变安徽实验室启动建设，这些尖端技术有望加快转移转化的步伐。目前已经或即将广泛应用的科学技术或工程技术包括：质子重离子技术、高温等离子体技术、低温等离子体技术、离子束生物技术、超导工程技术、低温工程技术、聚变遥操作技术、防辐射材料技术等，在材料改性、生物育种、医疗卫生、采矿探测、污染治理等方面均有重大应用前景。以质子重离子治疗技术为例，作为一种新型的放疗技术，是目前最为接近理想状态的癌症治疗方式，发展态势迅猛。目前已成立合肥中科离子医学技术装备有限公司，推动离子医学装备及技术研发、运行、维护及国产化平台建设，打造医学医疗装备科技创新基地。
未来，磁约束聚变安徽实验室将聚焦热核聚变工程及技术研究，积极参与中国聚变工程实验堆的工程设计和聚变堆核心部件的预研，为在不远的将来建成世界首个聚变实验电站作出自己的贡献。宋云涛表示，实验室还将积极参与国际热核聚变实验堆（ITER）的建设，不仅设计制造核心部件，还将参与总装，让国际大科学装置拥有更多的中国元素、中国智慧。
来源：《安徽日报》
板壳磁弹性力学基础内容简介