西安交通大学谢石林教授和西北工业大学高彤副教授来所交流

浏览:1353 发布时间:2017-09-10

       应所邀请,2017年4月25日下午,西安交通大学谢石林教授、西北工业大学高彤副教授到我所进行了学术交流。交流活动由环境中心副主任陈胜来主持,人教处处长张凯,相关科研室科研人员参加交流。

  高彤老师先进行了题为“连续体结构动力响应下的拓扑优化方法研究”的报告。报告中,高老师首先介绍了在拓扑优化中出现的局部模态和“孤立岛”现象上的研究。“孤立岛”是指拓扑优化后有时出现的几处非设计域相互分离的情况。高老师详细分析和阐述了局部模态和“孤立岛”产生的原因,给出了解决方法。随后,高老师结合丰富的算例,分别介绍了简谐力激励、随机力激励、基础加速度激励和旋转力激励下的结构拓扑优化方法和技术。对于简谐力激励作用下的结构动力学拓扑优化,采用模态加速度法和完全法替代模态位移法;对于随机力激励作用下的拓扑优化,采用虚拟激励法与模态加速度法相结合的方法;对于基础加速度激励,采用大质量法,将加速度等效为力施加在结构上,转化成力激励作用下的结构动力学拓扑优化,以实现在通用有限元中进行优化;对于旋转力,可分解为两个作用方向互相垂直且存在相位差的简谐力,将动柔顺度或借助KS凝聚函数将受力节点在一个周期内的位移响应幅值最大值作为目标函数,建立了两种拓扑优化模型。

       谢石林教授的报告为“介电弹性作动器及在振动主动隔离中的应用”。介电弹性材料在外加电场的作用下,能够改变形状,当撤掉外加电场后,又恢复其最初的形状。谢教授在报告中首先介绍了介电弹性材料力学性能及建模、介电弹性作动器的研究进展及在振动控制中的应用。随后,介绍了其团队设计的新型介电弹性作动器。对该作动器开展了如下的研究工作:建立了作动器静态力电耦合模型,表明该作动器在静态时表现出较好的驱动性;开展了作动器对频率依赖性的动态力学模型的研究,并基于动态力学模型对作动器的被动隔振性能进行分析,该作动器表现出优异的被动隔振性能;构建了作动器动态力电耦合模型,对作动器在交流电压作用下的动态变形特性进行了研究,结果表明作动器在电压驱动时变形特性与偏置电压、交流电压以及电压频率有关;开展了作动器主动隔振性能的仿真与试验研究,并讨论了PII2控制算法以及模糊控制算法对介电弹性作动器主动隔振性能的影响,结果表明介电弹性作动器表现出显著地主动隔振性能,且PII2控制策略表现出的主动隔振性能和稳定性上明显优于模糊控制。

       两位老师的报告时理实结合,内容丰富,引起了我所科研人员的极大兴趣,报告结束后,分别展开了热烈的交流讨论。我所科研人员从理论和工程实践方面对拓扑优化和介电弹性作动器有了更深一步的认识。