石先杰 作品数:32 被引量:60 H指数:4 供职机构: 中国工程物理研究院总体工程研究所 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 国际科技合作与交流专项项目 国家留学基金 更多>> 相关领域: 理学 一般工业技术 机械工程 兵器科学与技术 更多>>
金属基体复合材料圆锥壳的材料参数识别及动力学敏感性研究 2023年 目的研究以金属作为基体的碳酚醛复合材料圆锥壳的动力学特性,基于模态实验建立复合材料参数优化识别方法。方法通过建立金属基体复合材料圆锥壳结构的动力学模型,表征各层材料参数对结构动力学特性的影响。开展典型铝合金-环氧胶-碳酚醛圆锥壳自由模态实验,在模态实验结果基础上,采用数值仿真开展复合材料参数识别,并采用响应面优化法研究获得材料参数的全局最优解。最后,开展结构模态对复合材料参数的敏感性分析。结果基于拉丁超立方抽样和多项式代理模型,建立了多层复合圆锥壳的高效代理模型。对于[0,90]S铺层的复合材料圆锥壳结构,前5组模态频率参数对E11最敏感,对v23最不敏感,剪切模量的影响介于拉伸模量及泊松比之间。结论建立了针对各向同性-正交各向异性材料组合的多层复合圆锥壳结构的动力学模型及参数识别方法,可为结构动力学设计提供参考。 王珺瑶 陈红永 石先杰 石先杰关键词:金属基体 模态 参数识别 敏感性 一种基于主动控制的金属橡胶三向抗冲复合减振器 本发明公开了一种基于主动控制的金属橡胶三向抗冲复合减振器,包括减振支撑骨架、顶端压盘、顶端密封盘、顶端矩簧形状记忆合金、第一垂向减振的高密度金属橡胶、第一侧向减振的低密度金属橡胶、底端密封盘、底端压盘、底端矩簧形状记忆合... 石先杰 黄舟 郭卓涛 黄鑫 冯佳基于谱几何法的耦合板结构固有振动特性分析 被引量:2 2018年 以耦合板结构为研究对象,建立结构振动特性分析模型,利用人工虚拟弹簧技术模拟结构边界条件及耦合效应,并通过调整弹簧刚度系数模拟任意边界条件及耦合条件。考虑板结构弯曲、面内振动及耦合边界处的耦合效应,采用谱几何法(Spectro-Geometric Method,SGM)对弯曲振动位移和面内振动位移函数进行描述,可以克服传统傅里叶级数在整个求解区域内周期展开时在边界上存在的不连续或者跳跃现象。应用Hamliton原理从能量的角度推导获得表征耦合板振动特性的离散动力学方程,求解得到耦合板结构的自由振动特性。通过不同数值算例,并与有限元法计算结果进行对比,验证了文中方法的正确性。 石先杰 李春丽 任龙龙关键词:振动与波 再入飞行振动环境试验等效性探讨 被引量:2 2021年 目的提高再入体实验室模拟再入飞行振动环境的等效性,确保地面环境试验结果的可靠性。方法首先分析再入飞行过程中受脉动压力等因素影响诱发的振动环境载荷特征。其次,基于飞行实测数据,分析再入飞行振动响应的空间分布规律和频域能量分布特征。最后,将飞行试验实测数据与传统实验室振动模拟试验结果进行对比,从载荷传递规律、空间分布规律、频谱特征等方面对主要关注区域"天地"响应存在的差异进行探讨,研究实验室等效模拟再入飞行振动环境的因素。结果针对特定的再入体结构,设置有限等效响应目标点,通过对试验系统动态特性分析、夹具优化设计、试验控制方式、振动台激振模式等多方面综合研究,可以提升再入飞行振动环境模拟等效性。结论提出了以"天地一致性"为目标的工程可行措施和实验室振动试验等效原则,为再入飞行振动环境的实验室等效模拟提供了支撑。 苏波 张高楠 石先杰关键词:等效原则 复杂边界条件下圆柱壳-环板耦合结构振动特性分析 被引量:2 2018年 采用谱几何法(Spectro-Geometric Method,SGM)构建了复杂边界条件/耦合条件下圆柱壳-环板耦合结构动力学特性预报模型,并分别对各自外在边界和二者之间的耦合边界进行建模。耦合边界通过设置具有线性刚度和旋转刚度的三维弹性耦合器模拟结构之间的各类耦合效应。圆柱壳和环板的振动位移容许函数被统一地描述为一种谱形式的改进三角级数。应用哈密尔顿原理从能量的角度推导耦合结构系统的特征方程。将此方法获得的结果与文献解及有限元结果进行对比,验证了分析模型的有效性。 石先杰 李春丽 蒋华兵基于谱几何法的复合材料层合梁非线性振动特性研究 复合材料层合结构作为基本轻量化工程构件,具有力学性能优异、承载性好、可设计性强等优点,在飞行器等工程装备中应用潜力巨大,掌握此类结构的非线性振动特性是开展其动力学环境适应性设计、评估、验证的重要理论基础。为此,本文以复合... 石先杰 高正阳 黄舟关键词:复合材料结构 能量法 具有弹性板的封闭声腔结构-声耦合分析 建立了具有弹性板的环扇形体内的声场模型,并在环扇形体内的环扇形板四周均匀布置弹簧系统以模拟弹性板的不同边界支撑条件。弹性板和声场的容许函数采用谱几何法描述,用以去除各种空间偏导数在求解域边界上的间断点,该模型充分考虑了弹... 石先杰 李春丽 王峰军文献传递 热环境下功能梯度环板的谱几何法自由振动解 2022年 采用谱几何法建立了热环境下功能梯度环板自由振动分析模型。首先,在该模型中假设材料特性与温度相关,且沿结构厚度方向呈现连续梯度变化;其次,通过在边界处设置不同类型的边界弹簧来模拟任意边界条件,并且基于一阶剪切变形理论推导出热环境下功能梯度环板结构的能量方程;然后,利用谱几何法和傅里叶正余弦函数来描述结构位移容许函数,进而采用Rayleigh-Ritz法获得功能梯度环板结构热振特性分析理论模型。通过热环境下功能梯度环板频率特性对比算例发现,该模型具有良好的计算准确性,并且适用于多种边界条件。最后,给出功能梯度环板结构的参数化研究,研究结果表明,环境温度、边界条件、梯度指数的变化均会对结构的热振特性产生影响。 石先杰 左朋关键词:热环境 任意边界约束下矩形薄板结构振动功率流特性 被引量:1 2015年 以矩形薄板结构为研究对象,采用改进傅里叶级数方法(Improved Fourier Series Method,IFSM)对任意边界约束下矩形薄板的振动功率流特性进行计算分析。将矩形薄板结构的横向振动位移容许函数描述为一种改进的三角级数形式,并通过引入正弦级数项来消除位移容许函数及其导数在边界上可能存在的不连续或跳跃现象。应用哈密尔顿原理从能量的角度推导出任意边界约束下矩形薄板结构系统的特征方程,并对矩形薄板结构的振动功率流特性进行了研究分析。通过与有限元法结果进行对比来验证计算方法的有效性。 周渤 石先杰关键词:矩形薄板 振动功率流 弹性边界条件下圆板横向自由振动特性分析 被引量:7 2016年 采用谱几何法(spectro-geometric method,简称SGM)分析了弹性边界条件下圆板横向自由振动特性。首先,将圆板的振动位移容许函数描述为一种谱形式的改进三角级数,并采用沿边界均匀分布的约束弹簧来模拟弹性边界条件;然后,将未知级数展开系数看作广义变量,应用瑞利-里兹法从能量的角度推导弹性边界条件下圆板结构横向自由振动系统特征矩阵方程;最后,设计搭建了相关实验台架,对圆板结构横向自由振动模态参数进行测试。将文中方法计算结果与文献解、有限元计算结果和实验结果进行对比,验证了谱几何法求解圆板横向自由振动问题的正确性和计算精度。 石先杰 李春丽 蒋华兵 康甜关键词:圆板