考虑气体扩散表面应力的纳米梁非线性振动分析

工业有毒有害气体泄漏检测存在传感器灵敏度不高、检测时间长的问题。为解决该问题,提出一种基于气体吸附应力的浓度分析方法。考虑纳米梁表面气体扩散产生的表面应力敏感效应,通过分析纳米梁非线性振动性质的变化,得到泄漏气体相关信息。以Euler-Bornoulli梁为非线性振动模型,建立考虑气体扩散表面应力的纳米梁非线性振动方程,利用多尺度方法研究气体扩散表面应力影响下的纳米梁非线性振动。通过分析幅频响应曲线,研究了扩散气体浓度、偏摩尔体积、扩散时间、阻尼、直流激励电压和交流激励电压等参数与纳米梁振动之间的关系,分析了改变参数来减弱系统非线性的方法。研究结果表明:不同的扩散气体、浓度、扩散时间会对纳米梁振动产生不同的影响,检测纳米梁的振动可以进行扩散气体信息的检测;通过改变系统参数可以降低系统的非线性振动,增强系统的稳定性。该研究工作从振动角度为检测气体浓度以及扩散速度提供一种物理检测方法和检测理论。     

刮板输送机中部槽的磨损特性及其耐磨优化研究现状

为了降低刮板输送机中部槽磨损失效而产生的影响和提高耐磨性能，综述中部槽磨损特性和耐磨优化研究的发展历程，包括磨损形式、磨损原因、磨损形貌和磨损区域等理论研究，输运条件、煤岩散料特性等试验研究，离散元法及与多体动力学耦合的仿真分析等。概括耐磨材料、表面强化技术、结构改进、仿生设计等4种提高中部槽耐磨性能的方法。提出磨损特性研究的下一步方向为磨损内在本质的研究、磨损定量的研究，提出用非线性理论方法进行中部槽磨损量拟合、磨损预测等新的研究思路；耐磨优化研究重点应在节约成本，并将耐磨技术尽快应用于刮板输送机生产实际；用非线性理论方法进行中部槽磨损量拟合预测，并从中部槽摩擦副之间的相互作用为出发点进行磨损特性和耐磨优化的研究。     

纳米金属包覆材料研究进展

纳米金属材料的表面包覆和修饰是纳米材料学的一个新型研究方向。其制备方法主要有物理吸附法、表面沉积法、电弧放电法、等离子体聚合法、激光化学气相沉积法、乳液聚合法等。包覆结构主要用透射电镜直接观测和成分对比分析等间接手段表征。由于其独特的性质,主要应用在陶瓷增韧、双金属粉末和非线性光学性质等方面。     

基于离散宏单元的砌体结构高效非线性分析方法

砌体结构由力学性能不同的块体和砂浆构成，材料的各向异性使结构非线性行为体现出高度复杂性。砌体结构非线性分析模型主要包括分离式和整体式两种:分离式模型将块体、砂浆及二者粘结界面分开建模，可以精细化揭示砌体非线性行为和破坏形态，但非线性分析计算量大，多用于局部构件的细部分析和模拟；整体式模型将块体和砂浆假定为连续的匀质体，建模过程简单、易行，适用于整体结构的宏观分析。无论是分离式还是整体式，结构非线性计算分析中大规模刚度矩阵的实时更新与分解降低了分析效率。该文提出了一种基于整体式空间离散宏单元模型的砌体结构高效非线性分析方法，该方法采用剪切单元模拟砌体墙的斜截面剪切破坏模式，采用无厚界面单元模拟砌体墙的正截面弯曲破坏模式、正截面剪切滑移破坏模式和平面外剪扭破坏模式，进一步将剪切单元等效斜向弹簧的轴向变形和无厚界面单元上下表面的相对变形分解为线弹性和非线性两部分，并引入塑性自由度描述分离出的非线性部分，可将任意时刻的切线刚度矩阵表示为初始弹性刚度矩阵的低秩摄动形式，引入Woodbury公式进行求解，该文方法避免了大规模整体刚度矩阵的迭代更新，非线性分析的主要计算量仅集中于小规模非线性矩阵的更新与分解，显著提升了计算效率。     

光纤式表面粗糙度测量仪的研制

本文论述了光纤式表面粗糙度测量仪研制过程中关键问题的解决方法，对非线性特性的参数计算、零点漂移、信号噪声、不同加工表面特性差异的处理都给出了完美的解决方法。该仪器以光散射理论为测量原理，用光纤为传输媒介，并用单片机８０９８进行计算、数据处理和测量智能控制。     

光纤式表面粗糙度测量仪的研制

本文论述了光纤表面粗糙度测量仪研制过程中关键问题的解决方法，对非线性特性的参数计算，零点漂移，信号噪声，不同加工表面特性差异的处理都给出了完美的解决方法。该仪器以光散射理论为测量原理，用光纤为传输媒介，并用单片机８０９８进行计算，数据处理和测量智能控制。     

高速飞行器瞬态气动热试验模拟系统

为得到高速飞行器表面各部分的热应力，应变，结构膨胀量等高温力学性能参数，须建立高速飞行器瞬态气动热试验模拟系统。针对高速飞行器气动模拟试验瞬态热控过程所具有变化复杂，高度非线性，瞬变，强耦合的特点，将模拟控制方法应用于瞬态气动热模拟控制系统。该系统能够按照高速飞行器飞行过程中表面热流和温度的瞬态连续变化对气动模拟加热过程实施快速，准确的动态控制。     

功能梯度输流管的非线性自由振动分析

应用一个适用于管的高阶梁模型,分析并计算了功能梯度管在内流作用下的自由振动问题,该模型能够满足管内外表面剪应力为零的边界条件。基于该模型和哈密顿原理,得出了管道振动的控制方程。然后利用Galerkin方法将非线性偏微分控制方程离散,保留一阶振型,采用多尺度法得到了管道振动的自然频率和非线性频率的解析表达式。最后数值计算验证了方法的正确性,并且分析了内流流速、管厚和功能梯度参数等对管道振动频率的影响。     

大分子自组装及其应用的研究与进展

综述了化学吸附、分子沉积、旋涂、慢蒸发溶剂和枝接成膜等 5种大分子自组装成膜方法 ,并介绍了其在液晶、非线性光学材料、聚合物表面改性等材料领域的应用及其表征研究。     

干摩擦作用下贮液器的非线性振动与分岔

研究了干摩擦作用下贮液器的非线性振动，利用非线性振动理论与实验模态分析相结合的方法，求出了该系统的极限环和Ｈｏｐｆ分岔解，分析了干摩擦粘滑系数及搓动速度在非线性振动中的作用。本文的方法和结论对同类非线性振动的研究具有一定的参考价值。     

双谱分析在往复泵故障诊断中的应用研究

针对当机械系统发生故障时,非线性特征更为突出的特点,提出了基于双谱分析的往复泵故障的振动诊断方法,研究了利用阀箱上振动信号的双谱,尤其是双谱沿f1=f2的切片谱识别泵阀故障,诊断实例表明,采用双谱分析可有效抑制振动信号中的噪声,得出比传统功率谱分析更明显的泵阀故障特征,可有效识别往复泵泵阀的初期故障。由于该方法仅利用阀箱上振动响应信号的双谱分析即可完成对泵阀不同类型故障的正确识别,故更为简单和实用。     

压电复合材料层合结构中的SH波

考虑压电耦合效应,通过传递矩阵-二维谱分析研究了压电复合材料层合板稳态SH波的频散特性和瞬态SH波的传播特性。数值分析表明: 压电耦合作用提高了SH波的截止频率和相速度; 由表面扰动激发的SH波, 一部分能量向板深度方向传播, 一部分以表面波的形式在两倍波长深度内传播。所采用的传递矩阵-二维谱分析为层合结构瞬态波动研究提供了一种有效的数值方法。      

红外光谱分析热固性树脂制样方法的改进

介绍了红外光谱分析热固性树脂的一种新的制样方法热裂解法。该方法是把试样置于裂解管中 ,在酒精灯上加热裂解 ,取裂解物的冷凝液在盐片上成膜。与传统的卤化物压片法制样比较 ,它排除了无机填料和低分子有机物的干扰 ,得到的红外谱图清晰 ,信息量大 ,能够准确地进行定性分析     

Cu/Ti纳米薄膜表面形貌的分形表征研究

采用磁控溅射法制备了不同组分和厚度的Cu/Ti薄膜,采用原子力显微镜（AFM）测量了其表面形貌,利用功率谱法对AFM高度图像进行了分形表征。结果表明:Cu/Ti薄膜表面形貌具有多尺度行为,表面演化在全域和局域呈现出不同的标度行为;AFM图像功率谱的高频段直接体现了薄膜表面的细节信息,而低频段体现了薄膜表面背景区域的复杂程度;低频分形维数与粗糙度之间有着必然的联系,能够反应粗糙值Ra的变化趋势。     

基于频谱编辑和调制信号双谱的齿轮裂纹故障诊断

齿轮产生裂纹故障时,其振动信号中的周期性故障冲击成分易被其他旋转部件的谐波信号以及背景噪声淹没,导致故障特征难以提取。针对这一问题,首先用改进的频谱编辑方法对原始信号中谐波分量进行抑制,提高信噪比;然后对编辑后的信号进行双谱分析,采用相邻切片融合平均的方法对双谱进行降噪,从降噪后双谱中选取故障特征频率明显的切片进行组合平均得到复合切片谱,进而提取出齿轮的故障特征。仿真和实验信号表明:在低信噪比条件下,频谱编辑与调制信号双谱相结合的方法能够有效抑制谐波信号以及白噪声的干扰,提取出故障特征,实现齿轮裂纹故障诊断。     

随机起伏界面声散射的实验与理论研究

进行了二维粗糙海面声波散射特性的水池实验,测量了不同入射角、散射角以及方位角条件下所对应的散射强度。实验通过不同位置风扇对水面的吹拂获得粗糙水面,分别对水平面上互相垂直的两个方向上的水面波高变化进行了测量,利用周期图法估计出这两个方向上的空间功率谱,验证了实验中的粗糙水面是各向同性的。利用改进的空间域处理技术去除了总声波信号中的直达波和其他固定位置散射体的散射信号,获得了粗糙水面的声波散射信号。利用小斜率近似方法计算了二维粗糙海面的声散射特性。实验与模拟计算结果比较,证实了计算二维粗糙海面声波散射特性的小斜率近似方法的有效性与准确性,相互印证了实验与理论。     

粗糙表面固态耦合超声检测研究

固态耦合超声检测时两固体粗糙表面接触界面处的超声波不完全耦合,为提升该界面处超声检测的耦合效果,需深入研究其耦合特性。以粗糙表面的弹簧接触模型为基础,结合粗糙表面接触理论推导出固态耦合超声检测的耦合界面理论模型。根据实际情况以及材料参数分析,得到表征界面耦合效果的平均声反射系数与接触载荷以及接触表面当量粗糙度的关系,并与T模型的计算结果进行对比。在不同当量表面粗糙度和不同接触载荷下分别测得接触界面的平均声反射系数,并对比了不同当量表面粗糙度下界面声耦合效果达到最佳时接触载荷的理论值和实验值,计算得最大相对误差为13.04%,表明实验结果与所提出的理论模型结果基本吻合。所建立的固态耦合超声检测界面理论模型形式简洁,实用性强,并可通过针对性地控制相关参数来改善耦合效果。     

Statistical moments for rough surface scatter from two-way parabolic integral equation at low grazing angles

The moments of a plane wave scattered at low grazing angles from a one-dimensional perfectly reflecting rough surface are considered. The mean intensity and autocorrelation of the scattered field and the corresponding angular spectrum are obtained to second order in surface height. The derivations are based on an operator expansion of the extended (two-way) parabolic integral equation solution. The resulting operator series describes successively higher-order surface interactions between forward and backward going components. The expressions derived may be regarded as backscatter corrections to those obtained via the standard (one-way) parabolic integral equation method.     

离散频谱的能量重心校正法

针对离散频谱三点卷积幅值校正方法只能校正幅值,不能校正频率和相位的问题,从理论上推导了常用离散窗谱函数的能量重心就是坐标原点,由此得到了能量重心法校正频率和相位的公式。误差分析和仿真计算表明：与其它校正方法相比,此方法能对多段平均功率谱直接进行校正,算法简单,计算速度快,负频率成分和间隔较近的多频率成分产生的干涉现象所带来的误差对精度的影响小,校正方法适用于各种对称窗函数,解决了三点卷积幅值校正法不能校正信号频率和相位的缺点。在工程应用中,对噪声小的信号,推荐加Hanning窗n=1（三点卷积法）的方法进行校正,频率间隔大于等于4个频率分辨率的信号校正后的幅值误差小于1％,频率误差小于0.01个频率分辨率,相位误差小于5度,这种方法不适用于频率过于密集的分析场合或连续谱。     

生物芯片图像微阵列偏转角度计算及样点分割算法

本文首先介绍了样点分割在生物芯片技术中所处的重要意义,并分析了生物芯片样点偏转角度误差来源以及构成原因,提出了全自动化的图像微阵列偏转角度计算及样点分割的统一解决方案.算法依据生物芯片样点阵列空间分布特点,并基于重构原理,提出了环形投影方法和功率谱估计相结合的功率切片方法,并以此建立起样点阵列的像素位置、偏转角以及功率值的三维分布关系,实现斑点阵列中偏转角度的精确计算.在获得偏转角度值的条件下,采用定向投影法和功率谱估计方法,计算样点阵列的行列间距;利用行、列间距,在一维灰度和序列中实现分段搜索,获取光斑中心粗定位;利用轮廓图像投影后出现双次峰的现象,估算样点直径;最后,依据重心法调整斑点中心,同时采用邻域搜索算法调整斑点直径,最终实现生物芯片扫描图像的精确定位和分割.