泥石流浆体与固体颗粒冲击信号能量分布研究

用小波分析方法对5种浆体黏度、5种固相比与4种颗粒粒径组合的85组泥石流冲击室内模型实验所得冲击信号进行消噪、时频处理,通过对降噪的泥石流冲击信号进行冲击能量计算并分析实验中泥石流冲击能量与频谱间关系。结果表明,随浆体黏度、固相比及颗粒粒径增大,泥石流冲击信号能量呈增长趋势,且相同浆体黏度下固体颗粒粒径大于1.3~1.5 cm时,泥石流冲击能量增幅明显。将冲击信号分解为9个频段(0~1.958 Hz、1.958~3.906 Hz、3.906~7.812 Hz、7.812~15.625 Hz、15.625~31.25 Hz、31.25~62.5 Hz、62.5~125 Hz、125~250 Hz、250~500 Hz),泥石流冲击信号96%以上能量聚集在频率0~1.958 Hz的低频段a8内。该结果对推动泥石流动力特性研究具有积极意义。     

泥石流冲击脉动荷载概率分布特征

针对0.3cm～0.8cm、0.8cm～15cm和1.5cm～3.0cm三种固相粒径组和0.02、0.08、0.16、0.20、0.25五种固相比组合的15种水石流体的室内模型试验数据,采用小波方法消噪处理,揭示泥石流冲击脉动荷载概率分布特性,体现在三个方面:固相粒径相同时,泥石流冲击荷载随固相比的增加而增大,粒径较大的泥石流体冲击荷载越大;泥石流冲击荷载累计曲线呈现反S型非线性分布,且粒径越小,反S形态越清晰;固相浓度较低的泥石流冲击概率密度分布接近于正态分布,而固相浓度较大(超过0.08)时近似服从高斯分布,并且泥石流体粒径越大,冲击概率密度分布曲线易于出现多峰和极值。成果对于推动泥石流动力特性科学研究具有积极意义。     

泥石流浆体冲击特性实验研究

进行液相浆体粘度0Pa•s、 0.13 Pa•s、0.37P Pa•s、0.72 Pa•s、0.93 Pa•s的泥石流浆体冲击特性模型实验,采用小波方法揭示泥石流浆体冲击特性,结果体现在三方面：随着泥石流浆体粘度的增大,泥石流冲击力与冲击力标准差呈非线性增大,冲击力概率密度由近似正态分布逐渐偏离;泥石流95%以上的冲击能量分布在小于1.958Hz 的低频部分;泥石流冲击能量百分比总体从低频至高频呈迅速衰减分布趋势,且泥石流粘度越高,低频段至高频段的冲击能量衰减速度越快。本文成果对于推动泥石流动力特性科学研究具有积极意义。     

岩石声发射信号能量分布特征的EMD分析

冲击荷载作用下岩石声发射信号具有瞬态性和多样性的特点,属于典型的非平稳信号。利用EMD方法对岩石声发射信号进行分解,得到一系列具有不同特征时间尺度的IMF分量,对每一个平稳的IMF分量提取能量特征。分析结果表明：冲击荷载作用下岩石声发射信号能量主要分布在前4个IMF分量内,且分布不均匀;岩石声发射信号各IMF分量的频谱与原始信号的频谱基本一致;随着岩石的密度、纵波波速、弹性模量的降低,冲击荷载作用下岩石声发射信号的优势频率越来越集中,且其优势频率有往低频发展的趋势;相比小波包分析,EMD分析法对于非平稳信号而言更具适应性。     

减震沟对爆破地震波能量特性影响试验研究

在减震沟两侧相邻区域内布设五个测点,对爆破震动试验展开监测。采用小波包能量谱分析法对采集的爆破振动信号进行分析,得到地震波经过减震沟的能量变化情况及各个测点的能量分布。试验与分析结果表明,减震沟对爆破地震波能量具有有效的衰减作用,但在沟后一定距离上存在能量放大现象;减震沟对初始能量主要分布在中高频的信号具有降频作用,对初始能量主要分布在低频的信号具有升频作用。     

冲击荷载下岩石声发射信号能量特征的小波包分析

根据冲击荷载作用下岩石声发射信号具有非平稳的特点,利用小波包分析技术对冲击荷载作用下岩石声发射信号的能量分布特征进行研究。首先,简略地介绍了小波包分析的特点。其次,基于MATLAB对岩石声发射信号进行小波包分析,得到了冲击荷载作用下岩石声发射信号在不同频带上的能量分布图。最后,总结了冲击荷载作用下岩石声发射信号频带能量的分布规律,重点讨论了冲击荷载作用下不同岩石对声发射信号频带能量分布的影响。分析结果发现岩石的物理力学性质影响冲击荷载作用下岩石声发射信号频带能量的分布规律,即岩石密度越小、纵波波速越小、弹性模量越小,冲击荷载作用下岩石声发射信号的优势频率就越集中,且优势频率有往低频发展的趋势;单轴压缩强度和抗拉强度对冲击荷载作用下岩石声发射信号能量在优势频率内分布的影响不明显。     

预裂缝对爆破振动频谱分布特征的影响

预裂孔首先起爆形成贯通预裂缝对随后主爆孔爆破的振动频谱特征和能量分布产生重大影响。依托金沙江白鹤滩水电站左岸坝肩边坡开挖爆破试验,通过对预裂孔爆破和主爆破(主爆孔+缓冲孔)的振动信号进行小波包分析,获得预裂孔爆破和主爆破的功率谱和能量谱。通过对比发现:爆破振动的能量主要集中于40 Hz以内且分布极不均匀,存在多个主振频带。而在同一次爆破试验中,不同测点预裂孔爆破的主振频带比主爆破的主振频带分布更广,主爆破的主振频带集中于低频段,并且主爆破的能量和功率向低频的主振频带集中,反映出预裂孔爆破形成的预裂缝能很好地阻挡主爆破能量的传播,并存在高频滤波效应,频率较高、波长较短的振动应力波被预裂缝过滤,而频率较低、波长较长的应力波能更好地穿透预裂缝。试验结论对揭示预裂缝和对爆破振动传播及其频谱特征变化的影响具有参考价值。     

高速列车经过时跨线天桥表面风压小波分析

列车风荷载是临近高速铁路建筑物设计和确定相关建筑限界必须考虑的重要问题。跨线天桥是典型高速铁路临近建筑物,列车经过时作用在跨线天桥表面上的气动力不可忽视。基于跨线天桥表面风压实测试验,对实测风压进行小波变换,分析天桥表面风压的脉动特性和风压脉冲影响,识别风压在不同频段的分布情况。分析表明,天桥表面压力分量在低频段比较大,在高频段比较小;风压能量在低频段比较大,在高频段比较小;列车风压的低频部分起控制作用,高频部分影响比较小。小波分析对研究跨线结构表面列车风压有很大作用,其分析方法和工程应用方法值得进一步研究。     

高速破片在防雷舱结构中引起的冲击荷载的理论研究

运用一维平面波理论,研究大型高速破片在防雷舱结构中引起的冲击荷载,得到了初始冲击荷载的理论公式。与有限元计算结果进行比较,证明了理论公式的正确性。运用理论计算公式分析了破片参数对冲击荷载的影响,结果表明：破片速度与冲击荷载峰值成正比,速度越快,峰值越大;速度越慢,峰值越小。而破片速度对冲击荷载的衰减没有影响,即不同速度的破片在水中引起的冲击荷载具有相同的衰减规律。不同厚度破片引起的冲击荷载的具有相同的峰值,但有不同的作用时间。破片的越厚,荷载作用时间越长;破片越薄,荷载作用时间越短。最后基于理论分析确定了几何衰减的函数形式,采用数值试验数据进行回归分析,得到了冲击波的几何衰减系数。     

纤维爆炸索水下爆炸声信号特征的小波分析

为了研究纤维爆炸索爆炸水声信号特征,在获得水下爆炸压力测试结果的基础上,对其进行了声压级分析,并采用小波变换对水下爆炸信号进行了时频特性分析,讨论了水下爆炸声信号在各频段的能量分布状况。研究结果表明,纤维爆炸索水下爆炸具有很强的声功率,纤维爆炸索水下爆炸声信号能量主要集中在40KHz以内,尤以5KHz以下频带能量最高,如果作为水声干扰源,完全可以覆盖各类水声器材的各工作频段,或许能在水声对抗中发挥重要作用。采用小波分析可以对纤维爆炸索爆炸水声信号特性进行合理研究,达到准确分析信号特征的目的。     

Gold Nanoparticle‐Based Paper Sensor for Simultaneous Detection of 11 Benzimidazoles by One Monoclonal Antibody

A colloidal gold immunochromatographic assay based on a generic monoclonal antibody is developed for the simultaneous detection of benzimidazoles and metabolite residues in milk samples. The monoclonal antibody is prepared using 2‐(methoxycarbonylamino)‐3H‐benzimidazole‐5‐carboxylic acid as the hapten, and it can recognize 11 types of benzimidazoles simultaneously. The immunochromatographic strip is assembled and labeled using gold nanoparticles. This strip can detect 11 benzimidazoles including albendazole, albendazole s‐oxide, albendazole sulfone, fenbendazole, fenbendazole sulfone, flubendazole, mebendazole, parbendazole, oxfendazole, oxibendazole, and carbendazim within 15 min in milk samples. Results are obtained visually with the naked eye, and the cutoff values and the visual limit of detection values for these benzimidazoles are 25, 6.25, 12.5, 12.5, 50, 25, 50, 50, 50, 6.25, and 25 ng mL^?1, and 6.25, 3.125, 3.125, 1.56, 12.5, 6.25, 12.5, 12.5, 6.25, 0.78, and 12.5 ng mL^?1, respectively. Results are also obtained using a hand‐held strip scan reader, with calculated limit of detection values for these benzimidazoles of 0.83, 0.77, 1.83, 0.98, 7.67, 3.50, 3.96, 5.71, 0.92, 0.59, and 1.69 ng mL^?1, respectively. In short, the developed paper sensor is a useful tool for rapid and simple screening of residues of benzimidazoles in milk samples.     

碎片云撞击声发射信号能量特征小波包分析

利用小波包分析技术对碎片云撞击载荷作用下铝合金板声发射信号的能量分布特征进行了研究。首先,介绍了碎片云撞击信号的获取方案及撞击引起的损伤情况;其次,对获取的声发射信号进行小波包分析,得到了信号在频率带上能量分布特征图。最后,讨论了碎片云撞击损伤特征与声发射信号能量分布的关系。分析结果发现,对于相同质量的弹丸,随着其破碎程度的提高,形成的碎片云对后板的损伤程度减少;弹丸具有的初始速度越大,弹丸破碎越完全,碎片云撞击声发射信号中的能量越小;当弹丸破碎程度低时,碎片云撞击引起的声发射信号能量集中在约488kHz以下;弹丸破碎程度越高,信号中488kHz以上的能量所占总能量的比例越大。     

先进测量实验区素地环境振动实测与分析

素地环境振动实测与分析对于先进测量实验室建设意义重大,可用于指导先进测量实验室建设选址的适用性和环境振动控制设计。以中国计量科学研究院先进测量实验区选址为例,采用环境激励法对其素地环境振动进行现场测量,通过1/3倍频程分析法对测点速度时程数据进行处理。结果表明:稳态工况下1~100Hz频段该地块振动速度均方根值低于VC-F标准,但在12.5~20Hz频段振动速度最大值接近或大于VC-G标准,振动主要来源于21:00~次日10:00集装箱码头装卸货物时引起的随机振动,如果移除集装箱码头将有助于满足实验室振动控制VC-G标准要求。大型巴士在规定工况下运行时,实验室最佳退让距离分别为195m、182m和160m,这样可满足8~25Hz频段环境振动控制VC-G、VC-F、VC-E标准要求。通过对周边道路交通不同工况下环境振动的测试和分析,可确定不同环境振动标准实验室建设最佳退让距离。     

核电站特种气密防火门在风致飞射物冲击作用下安全性能研究

采用LS-DYNA程序分析研究了某型核电站气密防火门在龙卷风及其飞射物冲击荷载联合作用下的动力响应。计算给出了气密防火门在F4级龙卷风及风致飞射物作用下的冲击力曲线、结构变形和耗能情况,分析了冲击过程的能量耗散机制,考察了冲击位置对防火门响应性态的影响,指出了门体抗飞射物冲击设计和安全检验的关键问题,发现飞射物撞击位置不同对防火门的耗能机制和冲击力曲线有一定的影响。     

电子雷管和导爆管雷管起爆的振动信号时频特性对比

为了对比电子雷管和导爆管雷管两种起爆方式的爆破振动信号,开展了某露天采石矿两种雷管起爆的深孔爆破振动测试。基于小波分析方法和Matlab程序小波工具箱,对爆破振动信号按照频率划分为10个频带,分析各频带能量和峰值质点速度(peak partide velocity,PPV)的分布特征及随爆心距的变化。结果表明:采用电子雷管和导爆管雷管起爆时,90%的爆破振动能量分布在2~6频带（9.77~312.50 Hz）和2~7频带（9.77~625.00 Hz）,且PPV分布在3~4频带（19.53~78.13 Hz）和4~5频带（39.06~126.25 Hz）,即电子雷管起爆的爆破地震波能量和PPV均向低频带分布,且信号的PPV更小;中、高频带能量大小与段药量成正比,与爆心距成反比;各频带能量占比和PPV大小是反映爆破振动强度的重要指标,采用电子雷管能有效地减少爆破振动。     

土质滑坡临滑前次声信号特征研究

土质滑坡临滑前,土壤内部颗粒的错动、摩擦和土体裂纹的扩展会产生次声波。为了明确土质滑坡临滑前次声信号的特性,对土质坡体模型进行了6组滑坡模拟实验,同时采集实验过程中产生的次声信号。利用短时傅里叶变换对采集的信号进行时频分析,然后利用小波分解法研究信号在各个频段上的能量特性。分析结果表明:土质滑坡临滑前有特殊的次声信号产生,信号的频率主要集中在0.5~6 Hz和12.5 Hz附近。根据土质滑坡蠕滑阶段的发展规律推断:0.5~6 Hz频段的次声信号为滑面处颗粒间错动、摩擦产生;频率在12.5 Hz附近的次声信号为滑体内部裂纹扩展产生。通过实验得到的次声特性可以作为土质滑坡次声监测的重要参考。     

爆破地震波穿越不同介质结构面的衰减效应

为探索爆破地震波穿越不同充填介质结构面的振动速度、频率和能量分布的衰减规律,采用混凝土边坡相似模型进行爆破振动试验。通过分析爆破地震波的峰值振动速度、边际能量谱和各频带能量百分比,获得了爆破地震波穿越无结构面与结构面充填泥、细沙、水和空气的衰减规律。结果表明:当充填介质波阻抗越小,地震波的峰值能量和峰值振动速度衰减越快,频率上表现出高频滤波作用越强,在频带间能量分布变窄,主频带有往低频带0~20 Hz聚集的趋势;值得注意的是,当水作为充填介质时,不仅水的波阻抗会影响地震波的衰减,而且水的微压缩连续性也会使峰值能量和峰值振动速度衰减更慢,能量在频带间分布更广,水的流动性则会造成爆破地震波的主频带在各传播方向上分布不一。在相同充填介质条件下,随着结构面倾角增大,峰值振动速度在各传播方向上均减小。     

The Frequency Dependence of Critical-Velocity Behavior in the Oscillatory Flow of Superfluid 4He Through a 2 × 2-μm Aperture in a Thin Foil

The critical-velocity behavior of oscillatory superfluid ⁴He flow through a 2 × 2-μm aperture in a 0.1-μm-thick metal foil has been studied from 0.36 to 2.10 K at frequencies from less than 50 Hz up to above 1880 Hz. The pressure remained less than 0.5 bar. In early runs during which the frequency remained below 400 Hz, the critical velocity was a nearly-linearly decreasing function of increasing temperature throughout the region of temperature studied. In runs at the lowest frequencies, isolated 2π phase slips could be observed at the onset of dissipation. In runs with frequencies higher than 400 Hz, downward curvature was observed in the decrease of critical velocity with increasing temperature. In addition, above 500 Hz an alteration in supercritical behavior was seen at the lower temperatures, involving the appearance of large-energy-loss events. These irregular events typically lasted a few tens of half-cycles of oscillation and could involve hundreds of times more energy loss than would have occurred in a single complete 2π phase slip at maximum flow. The temperatures at which this altered behavior was observed rose with frequency, from ~ 0.6 K and below at 500 Hz, to ~ 1.0 K and below at 1880 Hz.     

轿车声品质主观评价研究

轿车的声品质理应取决于客观的噪声测试结果,但也和人为对噪声特征的感知程度切切相关,两者经常不会同步吻合。因而对人所感受的轿车声品质进行科学的主观评价试验就显得十分重要。通过采集6款轿车的车内外声音信号并进行筛选,作为声品质主观评价的样本库,根据不同频段声音信号表现不同特性的特点,对样本信号进行分频段预处理;通过试验确定出进行声品质主观评价试验的主体最佳的男女比例为3/1;选取对评价主体要求较低的成对比较法对轿车声音样本进行声品质主观评价试验。研究结果表明：对轿车声音特性影响最大的频段为500～4 000 Hz频段,其次是20～150 Hz频段,4 000 Hz以上频段对其影响最小。