基于分布式压电传感器的结构表面体积速度测量实验研究

以简支矩形薄板为研究对象,首先在波数域内对结构振动体积速度与辐射声功率的关系进行分析,推导出反映结构模态对体积速度贡献规律的数学表达式.在此基础上,结合PVDF压电薄膜的电荷输出方程,利用三角函数的正交性,给出一种新方法来设计体积速度传感器,并针对具体模型进行了结构体积速度测量实验研究.结果表明,所设计的分布式体积速度传感器具有较好的传感精度,进而说明了方法的正确性.同时还发现PVDF压电薄膜制作工艺与粘贴位置的偏差对其传感精度在一定频带内有较大影响,并且对不同位置激励下传感的影响程度不同.     

基于波传播方法的边界条件对圆柱壳振动特性的影响分析

在波传播分析方法基础上,采用一种改进傅立叶级数的方法建立了弹性约束边界条件下圆柱壳结构模态分析模型,结合模态叠加理论,给出了圆柱壳结构在任意径向点力激励下的振动响应.通过与商业分析软件ANSYS的结果比较验证了本文方法的高效性与精确性,随后详细分析了边界约束刚度对圆柱壳结构自由振动特性和结构振动响应的影响,并给出了刚度影响的一般性规律.     

弹性板结构面内振动特性分析与实验研究

针对现有弹性板面内振动特性研究尚不充分,本文基于能量原理建立了弹性板结构面内模态预报模型,并开展了相关实验测量进行验证分析。采用二维改进傅里叶级数方法对弹性板结构面内振动耦合位移场函数进行构建,结合瑞利-里兹程式进而得到弹性约束边界条件下矩形板结构面内自由振动系统特征矩阵方程。结果表明:所得弹性板结构面内振动模态参数与文献数据吻合良好,验证了本模型的正确性与可靠性。随后,搭建了相关实验台架,对弹性板结构面内振动模态参数进行测试,并对实验环节可能引起的偏差因素进行了讨论分析。     

散射体旋转角对二维声子晶体带隙结构影响分析

为探讨散射体旋转作用对于弹性波在声子晶体中的传播特性产生的影响,采用平面波展开法将散射体与晶格轴线夹角因素引入结构函数,研究了在不同填充率下,伴随着旋转角的变化,正方形、椭圆形、正六边形散射体禁带出现的位置及宽度变化情况。研究结果表明：散射体旋转角度对二维声子晶体带隙结构具有显著影响,并且散射体旋转角对正六边形、正方形散射体的影响明显大于对于椭圆形散射体的影响;然而,无论散射体取为何种形状,旋转角度对声子晶体产生禁带的位置（禁带中间频率）影响并不明显。     

任意弹性边界支承输流管路系统耦合振动特性分析

采用一种改进傅里叶级数方法建立了任意弹性边界支承下输流管路系统耦合振动特性分析模型。通过在管路两端引入两种边界支承弹簧,所有经典边界条件及其组合可以通过设置相应刚度系数得到。管路横向振动位移采用标准傅里叶级数与边界光滑函数叠加展开,使得所构造的场函数在整个域内[0,L]足够光滑,联立输流管路耦合振动系统微分方程与弹性边界条件,求得任意边界条件管路系统耦合振动特性分析的标准特征值问题。通过数值算例,验证了此模型预报不同条件下输流管路振动特性的正确性与可靠性。在此基础上,讨论分析了边界支承刚度变化对输流管路耦合振动特性的影响。此模型具有收敛快、精度高等特点,可以为研究复杂边界支承输流管路耦合振动特提供新的分析手段。     

带惯容器的非线性隔振器对双层隔振系统动态特性影响分析

在高静低动刚度双层隔振器中引入惯容器,建立双层隔振系统动力学分析模型,利用谐波平衡法计算得到隔振系统动力学特性和传递特性,讨论惯容器惯容值、水平弹簧预压缩长度、刚度、阻尼系数等器件参数对隔振系统隔振性能的影响。研究结果表明,惯容器能够形成反共振频率,降低隔振器的共振频率,使得隔振器具有更低的隔振频段,进一步改善隔振器低频性能;同时惯容器对于减小隔振器的质量,实现隔振器轻量化设计也具有重要的积极意义。此外,非线性隔振系统较之对应的线性系统在隔振性能上也有更好的表现。     

用改进傅里叶级数的方法研究轴系横向振动特性

采用基于改进傅里叶级数的方法（Improved Fourier Series Method,简称IFSM）对弹性支撑边界条件下多跨距变轴颈推进轴系进行横向自由振动分析。首先推导带集中质量点的均匀梁横向自由振动微分方程;其次应用IFSM导出轴系的质量与刚度矩阵,通过标准的特征值分解得到轴系固有频率及振型。在改进傅里叶级数方法中,位移函数被表示为一个傅里叶余弦级数展开与一个辅助的多项式函数的叠加,解决弹性边界的不连续性问题。通过数值仿真分析计算,分析中间连接法兰的刚度影响,验证分析方法的正确性与有效性。     

压电堆式JG型复合隔振器结构设计与实验研究

复合式隔振器是由剪切型橡胶隔振器与惯性式压电堆作动器组合而成,复合式隔振器结合了主被动隔振器的优点,将主动构件与被动装置串联、并联,不仅提高了主动构件的稳定性,也改善了被动隔振的有效频带。通过理论与实验的方法对惯性式压电堆作动器的工作原理与动力学特性进行了分析,利用所设计的复合式隔振器搭建了双层隔振台架,采用滤波x-LMS自适应算法对台架进行主动控制。结果表明,在单频正弦激励下,压电推复合隔振器比单纯的被动隔振装置具有更好的隔振效果,80Hz、90Hz和110Hz隔振效果分别提高25dB、38dB和25dB。     

几种含惯容元件吸振器动力学特性比较研究

在吸振器振子与主系统之间引入惯容器,与阻尼、弹簧元件并联或串联,采用阻抗导纳法可以对吸振系统传递率进行计算,从而获得系统传递特性曲线,分析各参数(惯容器惯容量,阻尼系数,弹簧刚度)对吸振效果的影响。对比三种模型分析惯容器惯容量对系统影响,结果表明惯容器并联时,惯容值变化会影响反共振峰位置,但只能向低频偏移;惯容器与阻尼串联时,惯容值变化对系统的影响与阻尼类似,增大惯容值会使共振峰和反共振峰响应减小,但是反共振峰位置不会偏移;惯容器与弹簧串联时反共振峰可以向两侧偏移。三种基本模型中惯容量的影响各不相同,可以为复杂含惯容元件的吸振器模型提供参考和借鉴。