薄板声子晶体的弯曲振动特性

利用Patran软件建立薄板声子晶体的有限元模型，通过仿真计算，可以得到一定带隙频率在164～ 353 Hz之间。提出薄板弯曲振动的Z模式简化模型，分析基体密度等材料参数、包覆层厚度及约束对带隙的影响。利用亚克力、钢、硅胶材料制作声子晶体样件，并进行传输特性实验，得出2 000 Hz的频率范围内存在明显的带隙，且振动衰减幅值达到40 dB以上，为声子晶体在车用板状材料减振的具体应用提供依据。     

夹杂及弹性耦联对手性蜂窝复合材料吸振带隙的影响

为了研究手性蜂窝复合材料的振动特性与其振动传播带隙之间的关系,首先,建立了该种材料离散多自由度的夹杂-韧带振动力学模型,该模型考虑了其内嵌夹杂的局部振动与由微结构韧带连接的节点环之间的弹性耦联及诱发共振模态。然后,重点研究了微结构元件之间的耦联程度和微结构元件的尺寸参数对材料吸振带隙低频段和高频段的影响,并结合有限元方法对模型进行了验证分析。结果表明:除柔性包覆的夹杂以外,耦联诱发振动、节点环和韧带的材料及尺寸参数都对手性蜂窝复合材料的固有振动频率产生显著影响,从而控制带隙的位置和带宽。随着节点环内、外弹性耦联程度的减小,夹杂的模态频率将控制带隙的低频段,且随着夹杂质量的增大,低频段的频率降低;高频段由韧带振动表征;当节点环内、外弹性耦联程度增大时,带隙的低频段对韧带和框架的模态更加敏感,从而出现比夹杂模态频率更低的带隙。无论弹性耦合程度强弱,当韧带和节点环的厚度减小时,材料第三阶较高的包覆层变形频率将被相对更低的韧带振动频率取代。所得结论可为小尺寸、低频宽带隙手性蜂窝型隔振材料的设计研究提供理论指导。     

钢弹簧浮置板中低频振动特性分析

为了探究高架线路上钢弹簧浮置板减振轨道在外激励作用下的振动特性,建立了钢弹簧浮置板减振轨道-箱梁桥三维有限元模型,以美国六级谱激励下的轮轨力作为输入,对钢弹簧浮置板减振轨道的振动特性进行了系统的研究;在此基础上,分析了不同刚度的钢弹簧对在整体轨道结构振动的影响。研究结果表明：浮置板结构的振动特性以纵向上的弯曲振动为主,同时存在不均匀分布的局部振动特性,因此利用三维有限元模型才能很好的研究浮置板结构的整体和局部振动特性。整体轨道结构在中低频段的振动明显,其中钢轨的主振频率集中在200-250Hz以及425-475Hz;浮置板在150Hz以下的低频段振动密集,主振频段与钢轨一致,但在425-475Hz的振动幅值与低频段相近;浮置板在主振频段的弯曲振动不是规则的同幅值正弦形式,其幅值呈逐渐递增或递减分布。钢弹簧刚度对钢轨50Hz以下的振动频率分布有一定的影响;主要影响浮置板结构的整体振动形式,在频率较低时对振动幅值及局部振动形式也有较大的影响。     

船用机器振动隔离装置的特性（上）

本文用模拟机器人机架和船舶结构的模型研究测试了弹性支承装置的振动隔离特性。模型装置中的机器底座平板和船体基座平板的导纳被发现在低频段可近似看作为刚性质量，而在高频段则可近似为无限大平板。这里的低、高频段是相较于第一阶平板局部共振而言的。     

一种采用激振器激励的扬声器振动部件共振频率测量方法及系统

提出了一种采用激振器激励方式的扬声器振动部件共振频率测量方法及系统。采用激振器作为激励被测部件振动的激励源,并通过加速度传感器实时检测夹具的振动加速度（包括幅度和相位）,以确保被夹具夹持住的被测部件在测量频率范围内上下平稳振动;通过激光位移传感器测量被测部件在不同频率点振动时的振动位移,可得到被测部件振动的频率响应（被测部件振动加速度和夹具振动加速度的比值的频率响应）;根据该频率响应进行计算最后可得到被测部件的共振频率。实验结果表明,实测频率响应的曲线与理论分析相一致,测量结果的可重复性和准确性良好,可测量的振动部件的种类和范围更广。     

中低频激励下耦合板架振动能量分布与传递特性分析

为了探究中低频振动传递机理,基于有限元结合二维平板的功率流理论,分析工程中常见的耦合板架在中低频激励下的振动能量分布与传递特性。通过自编程序对有限元计算结果进行后处理,分析不同频率下不同振动波形的振动能量分布特征,并使用双加速度传感器进行耦合板架的功率流测量,实验结果与仿真计算结果吻合度较好;在此基础上分析激励力、阻尼比、不同板厚、约束方式对耦合板架振动能量传递的影响,结果表明:选取机械设备的合适安装位置与形式、对结构附加阻尼材料、根据激励力所在频段合理确定敷设位置、增大中间传递板的板厚使振动能量传递曲线往高频偏移等手段有助于减小结构的功率流。     

基于混合单元建模的复合板热诱导结构振动研究

针对复合板的热诱导结构振动问题，提出一种新的混合单元计算模型，将三维和二维单元组成混合单元，利用不同类型单元体现复合结构中不同的材料特性，实现对真实复合结构物理特征的高精度模拟。在此基础上基于虚功原理建立了三维形式的复合板瞬态热弹性动力学方程，利用该方法对空间大尺度复合薄板的热诱导扰动进行研究。仿真结果表明，结构固有频率和热容是决定热诱导振动发生的主要内囚，对于一些刚度较大的空间复合薄板，由于空间约束环境弱，整体频率低易发生热诱导结构振动。本研究对于空间大尺度复合平板结构的工程设计具有一定的参考价值。     

摊铺机熨平板冲击与振动耦合压实特性研究

为了提高沥青摊铺机对铺层混合料的初始密实度,针对摊铺机熨平板上的振捣和振动压实装置与材料组成的动力学压实系统,考虑振捣器压实物料时对熨平板产生的反作用力,将振捣器的冲击作用简化为周期性矩形波,采用傅里叶级数对振捣激励进行表达,建立了振捣激励和振动激励共同作用下的压实系统动力学模型,分析不同的振捣频率与振动频率对熨平板动态力学性能的影响,并对振捣与振动的耦合压实作用进行计算分析。探讨铺层材料的摊铺密实度与频率变化特性曲线,并进行仿真计算和试验研究,结果表明:熨平板的最大响应峰值出现在共振频率处,在高于共振频率区段,响应幅值相比于最大峰值降低了23%,此时铺层压实效果好,熨平板工作平稳;振捣器对铺层的密实作用大于振动器,在振捣和振动的耦合压实作用下,作用于熨平板的激励存在3个主频成分,以激起被压材料中不同固有频率的复杂成分,为铺层压实过程产生多方位共振提供基础;在研究高密实振动熨平板对铺层混合料的振动密实特性时,除了要分析振动频率接近于铺层的固有频率的主共振以外,还应注意振捣器的冲击作用并考虑振动与振捣的耦合对铺层混合料的压实效果。研究结论可为摊铺机熨平装置振动参数的选择提供依据。     

基于COMSOL局域共振声子晶体薄板振动带隙研究

针对低频振动控制问题,研究一种局域共振声子晶体薄板的振动带隙。首先,基于弹性波方程及Bloch 定理,探讨应用COMSOL有限元模拟方法开展声子晶体振动带隙计算的可靠性;然后,模拟计算所设计的局域共振声子晶体薄板的振动带隙,分析其带隙结构和元胞结构参数对振动带隙的影响,并以200 Hz～400 Hz 的中低频为目标频段,通过选择带隙宽度在目标频段内占比最大的参数组合作为声子晶体薄板的最优设计方案;最后,在频域上考察声子晶体薄板内波的传输特性。研究表明,利用COMSOL有限元模拟方法开展声子晶体振动带隙计算是可靠的,与数值计算方法相比,其计算的带隙参数误差都很小;对于所设计的局域共振声子晶体薄板,元胞的结构参数对振动带隙具有显著影响,通过优选元胞结构参数,可使声子晶体薄板的振动带隙向低频区域移动;薄板内波的传输特性和薄板的振动位移图进一步证实了在振动带隙内薄板对波传播的阻碍作用。     

主机与螺旋桨激励下某型散货轮船体振动差异特性研究

船舶的低频振动与水下辐射噪声是船舶最主要的噪声源,该振动噪声频谱通常分布在80 Hz以下的频段内,该频段内噪声源主要由主机激励和螺旋桨激励两部分构成。利用有限元法,基于某30 000 DWT型散货轮实际船型的尺寸和主机的安装位置建立带有主机、轴系、螺旋桨的船体有限元分析模型,进行模态分析,得到整船的固有特性。并在此基础上,分别计算主机机座垂向激励和螺旋桨轴向、垂向激励下整船的振动传递函数,获取两激励源引起船体振动的差异特性,为船舶动力系统设计与船体振动噪声控制提供参考。     

基于动力吸振器的结构声传递抑制

研究了无限长梁上动力吸振器抑制弯曲振动波传递的机理,分别推导了一个和两个动力吸振器下无限长梁上透射系数的计算公式,讨论了动力吸振器质量、阻尼及个数对结构声传递抑制的影响.数值计算结果表明,动力吸振器的阻抑效果具有较强的频率选择性.其质量的增加对阻抑效果有利;阻尼增加虽降低了最佳的阻抑效果,但抑制的频带宽了,改善了阻抑效果的频率选择性;在总质量相同的条件下,多个动力吸振器的阻抑效果较单个的阻抑效果好.     

基于桥梁断面压力分布统计特性的抑流板抑制涡振机理研究

通过测量大比例流线形扁平钢箱梁模型（１：２０）涡激共振时表面压力,研究典型钢箱梁常用设计断面涡激振动、静止、以及安装抑流板后涡激共振性能。综合对比分析三种工况模型表面压力系数均值、根方差、局部气动力与涡激气动力相关系数等时域统计特性;表面压力脉动的功率谱、局部测点气动力与总体断面气动力间的在模型竖弯频率处的相位谱和相干函数等频域统计特性。研究发现：竖弯涡激共振产生原因是流线模型上表面下游的气流再附区域强烈压力脉动以及箱梁下表面与总气动力具有较强相关性的压力脉动,整体断面各测点脉动压力具有相同的卓越频率。针对本项研究试验实例,抑流板措施减弱了箱梁中下游位置压力脉动的分布强度和作用时序的相关性,可以有效地抑制涡振。     

一维杆状结构声子晶体扭转振动带隙研究

从椭圆杆的扭转振动方程出发，利用平面波展开法，给出了无限周期结构的一维声子晶体杆的扭转振动能带结构。发现一维声子晶体具有扭转振动带隙，并且分析了椭圆形状对带隙频率的影响。利用有限元方法计算了有限周期结构的椭圆杆的扭转振动频率响应，在带隙频率范围内频率响应具有明显的衰减。扭转振动是噪声及振动控制领域研究的主要对象之一，周期结构杆中存在扭转振动带隙为减振理论与应用提供了一种新的思路。     

低速机消振装置设计与应用技术研究

以低速机的低频振动线谱控制为研究对象,采用消振原理,依据振动线谱测试数据计算低频振动峰值对应的不平衡力矩,开展消振装置探测系统、控制系统、执行器以及机械结构设计研究,针对某低速机开展消振装置的设计和优化,通过配机试验结果分析,对控制策略和结构设计进行优化和完善,试验结果表明在消振装置安装位置的关心频率振动加速度可以降低5.8 dB,其他测点消振效果更优。研究并掌握消振装置结构设计、探测系统及控制策略可靠性设计、执行器系统匹配设计以及应用技术,为低速机船舶低频振动线谱控制和实船应用提供技术支撑。     

结构参数对轴承振动噪声的影响

根据非线性力学和声学理论,建立轴承结构本身产生振动噪声的数学模型,分析轴承结构参数（径向游隙、沟道曲率半径、钢球个数）对轴承振动噪声的影响。研究表明：径向游隙对轴承振动噪声的影响最为显著,并呈现很好的线性关系。沟道曲率半径对振动噪声的影响复杂,它对轴承振动位移和速度最大幅值的影响各不相同,随着沟道曲率半径的增加,最大声压、最大声压级逐渐减小;从整体出发,在符合设计条件的前提下,减小钢球个数可以减小轴承的振动噪声。 x方向的振动噪声远大于y方向,由此,结构参数对x方向的振动噪声的影响更为显著。通过改变结构参数来减振降噪,比起传统方法简单、可行、有效,减少制造成本,为以后轴承减振降噪提供一种新的方向和一定的参考依据。     

低地板车结构传声及车内噪声特性

对我国某100 %低地板车辆在60 km/h速度下进行振动噪声试验,获得了低地板车动车、拖车,车内及转向架噪声特性。结果表明,车内噪声主要能量集中在400 Hz～1250 Hz,其中400 Hz频谱能量最大。动车比拖车车内噪声高3 dB,这是由于转向架动力源激励400 Hz中心频段结构传声和空气传声所致。控制电机振动,能从源头上有效控制车内400 Hz中心频率结构传声。此外,也需要从路径上控制电机激励结构传声,即控制横向减振器和二系空簧的结构传声。相关分析结果可为低地板车振动噪声控制和低噪声设计提供参考。     

薄板结构辐射声功率及其灵敏度分析

联合利用有限元方法和声辐射模态方法求解薄板结构辐射的声功率,并分析结构辐射声功率关于设计变量的灵敏度。在结构振动环节,利用有限元方法对结构进行动力响应分析得到表面振速;在声辐射环节,采用声辐射模态展开获得振动表面辐射的声场信息。以加筋板结构为例,计算结构振动辐射的声功率及其关于设计变量的灵敏度。结果表明,当激励频率远离结构振动固有频率时,加筋可以降低结构辐射的声功率;而当加筋使结构固有频率接近激励频率时,加筋甚至产生负面影响,此时通过加筋降低结构辐射声功率是没有意义的。     

0.01～1 Hz水声声压标准装置的研究

为了精确测量和分析低于1Hz频率的甚低频水声信号，建立了0．01～1Hz水声声压标准装置。装置由声压生成系统、正弦振动系统和电子测量与控制系统所组成，采用静水压激励法产生0．01～1Hz频率范围内变化的声压。在低频段的声压值为195．86Pa。在高频段的声压值由于受振动惯性力的影响，随频率的增高而减小，但通过对等效高度的精确求定也可精确已知。装置可直接校准甚低频水听器的开路电压灵敏度值，校准值的扩展不确定度为0．3dB(P=95％)。     

武汉市二七沿江商务区楼房爆破拆除塌落振动分析

为了分析高层建(构)筑物爆破拆除时塌落造成的地面振动的特征及对周边建筑物的影响大小,对武汉市二七沿江商务区19栋楼房爆破拆除中的地面振动进行了测量,并对监测点实测的数据爆破与塌落振动速度、卓越频率、傅里叶谱及反应谱特性进行分析。结果表明:高层建筑物爆破拆除中塌落振动比爆破振动影响更大,频率更低;1#楼周边为已拆除废弃空旷场地、减振措施较少,塌落振动水平分量高于竖向分量;常用的塌落振动估算公式可以更好地描述竖向振动分量,而无法描述本次幅值更大的水平分量;持续时间随距离的增加而变长;反应谱在高频段高于设计谱,但由于周边无建筑物,不会造成危害。     

点力和线力作用下的结构振动响应研究

建立了平板结构在点力载荷和线力载荷作用下振动响应的理论模型，应用该模型计算出简支平板在两种载荷作用下的振动响应，然后进行比较分析。通过实验研究了点力载荷与实际惯性激振器产生的线力载荷作用下简支平板振动频响函数的差别。研究表明，点力载荷和线力载荷作用下的振动响应有一定差别，线力作用的圆环直径越大，这种差别越大，且高频段较低频段表现更为明显。