机床电主轴多结构耦合损耗因子的试验研究

机床电主轴的精细化动力学建模是确保其高速高精且平稳运行的理论基础。电主轴结构复杂,而采用统计能量分析原理可以实现对复杂系统动力学模型的求解。针对统计能量分析研究模型中的关键参数,以耦合损耗因子为研究对象,建立了多结构的内损耗因子、总损耗因子、能量比及耦合损耗因子的试验理论模型;依据瞬态衰减法测试并通过数据处理获得了耦合子系统内损耗因子和总损耗因子,利用均值导纳法获取耦合子系统能量比,根据瞬态能量平衡方程计算了耦合损耗因子;通过与理论分析对比,验证了提出的瞬态激励试验实现耦合损耗因子的测量分析方法是正确的。该方法可实现快速高效的获取复杂动力学系统的耦合损耗因子。     

基于Hilbert变换的结构内损耗因子测试研究

统计能量分析法（SEA）被广泛用在中高频段预测复杂结构的振动和噪声传递，运用该方法解决实际问题的关键是获得每个子系统的模态密度、内损耗因子和耦合损耗因子，其中内损耗因子是表征子系统消耗能量能力的参数。为了测量结构在任意频率范围内的平均内损耗因子，运用Hilbert变换得到响应信号的包络线函数，得到各频段的衰减曲线，可以求得结构的平均内损耗因子。依据上述原理，采用瞬态衰减法测量一块钢板的内损耗因子，实验结果表明，测量结果与真实值一致性较好。     

列车白车身损耗因子试验研究

对7m长高铁车厢白车身划分子系统,根据能量平衡方程确立子系统总损耗因子、内损耗因子和耦合损耗因子的关系,通过测量总损耗因子和能量比可以直接计算内损耗因子和耦合损耗因子。为了准确测量总损耗因子,计算中采用Hilbert变换求瞬态信号对数衰减率的方法,其创新点在于不需要测量输入功率就可以得到完整方程并获得统计能量分析参数。内损耗因子和耦合损耗因子的计算结果可以为建立车厢能量统计模型提供数据参考。     

经典参数在多结构耦合系统统计能量分析中的应用

直接和间接耦合损耗因子是用统计能量分析方法研究多结构耦合系统振动响应的关键参数，也是急待解决的问题之一。本文提出了用经典统计能量分析参数计算多结构耦合系统的直接和间接耦合损耗因子的方法。其优点是利用经典统计能量分析已取得的成果解决了多子结构耦合系统的问题。文中首先推导了经典的双子结构耦合系统的耦合损耗因子和结构参数的关系，然后研究了多子结构耦合系统的直接和间接耦合损耗因子与结构参数的关系，最后推导得到多子结构耦合系统的直接和间接耦合损耗因子和经典统计能量分析中的耦合损耗因子的关系。以三子结构耦合系统为例进行了实验测量，直接、间接耦合损耗因子和结构振动响应的实验测量值与理论预测结果吻合较好。     

经典参数在我结构耦合系统统计能量分析中的应用

直接和间接耦合损耗因子是用统计能量分析方法研究多结构耦合系统振动响应的关键参数，也是急待解决的问题之一。本文提出了用经典统计能量分析参数计算多结构耦合系统的直接和间接耦合损耗因子的方法。其优点是利用经典统计能量分析已取得的橡胶敢多子结构耦合系统的问题。文中首先推导了经典的双子结构耦合系统的耦合损耗因子和结构参数的关系，然后研究了多子结构耦合系统的直接和间接耦合损耗因子与结构参数的关系，最后推导得到     

振动主动控制系统的统计能量分析

基于能量观点对振动主动控制系统进行了统计能量分析。首次推导出振动主动控制系统的统计能量关系式和耦合振子间耦合损耗因子的表达式,并通过实例研究了控制反馈系数对系统耦合损耗因子的影响,分析了阻尼对系统输入功率、子系统间传递功率流以及各子系统振动能量的影响。     

多源激励下浮筏隔振系统导纳功率流研究

建立了浮筏隔振系统的振子力学统计分析模型，使用导纳功率流的方法研究了隔振系统的振动响应和振动功率流特性，并通过数值方法分析了筏体和隔振器参数变化对传递到基础结构功率流的影响。分析结果表明：增大基础厚度、减小系统中耦合元件的耦合刚度和增大筏体质量可以有效控制系统的传递功率流。     

一种新的基于脉冲激励的内损耗因子获取方法

根据稳态能量流法和瞬态衰减法各自的原理和优缺点,利用脉冲激励和稳态能量流法的思想,提出了一种新的基于脉冲激励的内损耗因子获取方法。该方法克服了稳态能量流法和瞬态衰减法的不足之处。使用此方法通过试验获取了一块金属板的内损耗因子。将该方法与瞬态衰减法计算的内损耗因子和结构损耗因子进行了比较,结果表明该方法计算的结果具有较高的精度。     

扣件胶垫温变特性对车辆-轨道垂向耦合动力响应的影响分析

为了更加科学的表征扣件系统的温变力学特性,以此实现车辆-轨道耦合振动的精确预测,以高速铁路WJ-7B型常阻力扣件的扣件胶垫为研究对象,采用动态力学分析仪对扣件胶垫进行温度扫描试验,将试验所得的模型参数与基于格林函数法建立车辆-轨道垂向耦合动力学分析模型相结合,采用虚拟激励法分析扣件胶垫温变对车辆、轨道的结构振动响应的影响规律。计算结果表明:扣件胶垫的模量值和损耗因子具有明显的低温敏感性;扣件胶垫的温变特性对车体的振动响应基本无影响;转向架、轮轨力、轮对、钢轨在中频段内的振动响应峰值频率随温度降低均向右迁移,峰值减小;扣件胶垫的刚度和损耗因子在玻璃化转变区数值较大,导致轮轨耦合系统的刚度和损耗因子均较大,表现为振动主频的右移和高频振动响应的衰减。     

基于区间摄动法的不确定结构高频动响应预示

统计能量分析是目前航空航天、汽车、船舶和核能等领域解决高频段振动及噪声问题的有效方法之一。考虑稳态统计能量分析模型中损耗因子和外载荷的不确定性,将带有测量误差的内损耗因子和耦合损耗因子等参数以区间变量形式表示。提出基于区间摄动方法的不确定结构高频段动响应预示方法,给出每个统计能量分析子系统总能量区间的计算步骤及方法,揭示损耗因子和外载荷测量误差对稳态响应预示结果的影响规律,通过对两块复合板结构的实验验证了理论的合理性和有效性。     

梁与正交各向异性板弯曲波的传递特性研究

以正交各向异性板与各向同性梁耦合系统弹性波传递特性为研究对象,基于弯曲波传播的动力学分析,推导出子系统间的功率流传递系数(power flow transmission coefficient,PTC)和耦合边界处的耦合损耗因子(coupling loss factor,CLF)表达式。计算分析了内损耗因子、频率和方向角α等参数对传递系数的影响,并通过与有限元结果的对比验证了耦合模型的正确性,最后与各向同性板梁耦合结构进行了比较。模拟结果表明,当弯曲波入射时,方向角α对传递系数有明显影响,当方向角α为90°时传递系数最小。同时梁的内损耗因子对传递系数有明显影响,随着内损耗因子的增大,传递系数也越大。     

非保守耦合振子的能量预估及功率流特点

对于统计能量分析(SEA)中的非保守耦合问题,在较早的研究中均假设耦合阻尼只对内耗有影响。本文研究认为耦合阻尼至少在内耗、输入功率和相关输入三方面有影响,首次将非保守耦合问题与相关输入问题联系起来。为了使问题简化,用构造经验系数的方法来消除相关输入的影响,提出了一种将非保守耦合问题转化为保守耦合问题来处理的方法,并用大量的计算对这一方法进行了验证。     

The Total Source Error of Adjustment model: A methodology for the elimination of setup and process adjustment

The Total Source Error of Adjustment (TSEA) model identifies and describes the sources of error that create the need for setup and process adjustment. Adjustment is the result of uncontrolled sources of variation or error. To control error, it must first be systematically identified and described. The TSEA model is a systematic means of identifying and classifying the error sources contributing to setup adjustment and process adjustment for machining processes. Once error sources are properly classified, touch-trigger probing can then be effectively used to eliminate variability. When implementing the TSEA model, probing is applied to control error sources of adjustment. A case study examines the utility of the TSEA methodology in identifying the sources of variation causing adjustment. The analysis and control of error sources that occur in machining will reduce setup time, increase consistency in manufacturing, and improve the quality of the final product.     

Analyses of the temperature field in a bar-shaped piezoelectric transformer operating in longitudinal vibration mode

In this study, a theoretical model of the steady-state temperature field in a bar-shaped piezoelectric transformer operating in longitudinal vibration mode is developed, and the characteristics of the temperature field are analyzed numerically. Being different from previous work, the effects of the stress distribution and the relative positions of input and output parts on the internal loss distribution are taken into account in this model. Using this model, the temperature rise and its distribution are calculated, and the effects of ambient temperature, internal loss distribution, size, heat dissipation coefficient, and heat conductivity of the transformer on the temperature rise are estimated. The calculated temperature rise and its distribution agree quite well with the experimental data. It is found that the allowable output power of the transformer should be reduced markedly when the ambient temperature increases to maintain a reasonable working temperature for the piezoelectric material of the transformer. It also is found that decreasing wavelength, making internal loss distribution uniform, and increasing the ratio of perimeter to area of the cross section (for example, decreasing the cross-sectional area and using a thin plate structure), decrease the temperature rise for a given internal loss per unit volume. Furthermore, it is revealed that the heat dissipation coefficient has a remarkable effect on the temperature rise at a large internal loss, and the variation in the heat conductivity of the piezoelectric material has little effect on the temperature rise.     

电磁式发动机水冷系统流固耦合传热研究

针对电磁式发动机电磁线圈由工作温度过高导致其内阻过大、发动机工作效率降低的问题,应用流固耦合传热理论对发动机水冷系统的传热性能进行研究。以电磁式发动机水冷系统流场和固场为研究对象,建立流固耦合传热的数学模型;利用UG （Unigraphics）软件建立水冷系统流固耦合模型,对水冷系统的流场和温度场分布进行仿真分析。结果表明：水冷系统死角区域内的流体会使周围流体的运动阻力加大,流速变小;冷却水套材质采用导热性较好的铝合金,可提高无流区的散热能力;水套进出口采用对角结构设计,可使水冷系统热量吸收较均匀。根据汽车行业相关标准进行温升实验,测量水冷系统各关键部位的温度,测得进水口处的温度为26.4 ℃,出水口处的最高温度为46.7 ℃,表明冷却系统设计合理,具有较好的传热降温作用。所设计的电磁式发动机水冷系统在新能源汽车领域具有较广的应用前景。     

The low frequency internal friction and electric magnetic properties in La0.7Pb0.3MnO3 bulk materials

The polycrystalline samples of La_0.7Pb_0.3MnO₃ synthesized by the sol–gel method were studied by the low frequency internal friction measurements and the resistance and ac susceptibility measurements. There are two internal friction peaks at 258 and 198 K, respectively, the peak positions of which do not shift with frequency but the peak heights of which decrease with increasing frequencies. The modulus softening is evident at the corresponding temperatures. Corresponding to the two internal friction peaks, there are two resistance peaks, and a sharp rise and a following continuous decrease of ac susceptibility. It is suggested that the high temperature peaks correspond to the paramagnetic (PM) to ferromagnetic (FM) transition, while the low temperature peaks originate from the process of an anti-ferromagnetic phase (AFM) separating from the ferromagnetic matrix (phase separation) in polycrystalline materials. The peak positions of internal friction and resistance will move towards higher temperature when the sample was annealed in flowing oxygen, and the low temperature peaks become smaller.