匹配层厚度振动换能器研究

随着水声信号处理技术的发展,对宽带信号的需求日益增长。换能器的带宽是宽带信号处理的基础,而匹配层技术是拓宽厚度振动换能器频带最有效的方法。研究了多匹配层厚度振动换能器的设计方法,建立了复数形式的多匹配层厚度振动换能器等效网络模型,仿真研究了匹配层参数对换能器响应带宽的影响,指出了单、双匹配层在拓宽换能器带宽方面的限制,还指出匹配层的最佳厚度并非一定就是四分之一波长。在此基础上,制作了单、双匹配层换能器样品,对仿真结果进行了试验验证。测试结果和仿真结果符合得很好。     

厚度振动换能器脉冲响应的研究

本文对厚度振动图片换能器的导纳、传递函数和脉冲响应进行了研究。利用换能器等效电路、基尔霍夫定律和傅里叶变换给出了导纳、传递函数和脉冲响应的表达式。通过在ＨＰ—１０００微机上进行大量的计算，得到了ＺＮＬ—２压电陶瓷圆片换能器在不同匹配层和背衬层材料的导纳，传递函数和脉冲响应，得出了匹配材料声阻抗分别为４， ６（ １０６ｋｇ／ｍ２· ｓ）和背衬材料声阻抗分别为 ７．５， １５．５（１０６ｋｇ／ｍ２·时左右比较理想，然后用ＨＰ阻抗分析仪、Ｘ—Ｙ３０３３记录仪和脉冲响应测试仪分别测出几个换能器的导纳和脉冲响应，从实验结果可知：理论和实验结果基本符合。所得结果可供工厂生产时参考。     

压电复合材料换能器耦合振动特性研究

本文建立了针对压电复合材料的压电复合换能器耦合振动有限元模型,采用有限元方法研究了压电复合材料类型对换能器振动模态与共振频率的影响,并对换能器共振频率与压电复合材料结构几何尺寸之间的关系进行研究。结果表明:压电复合材料类型不同,换能器的振动模态振型会发生改变,并且其前两阶共振频率差值会因压电复合材料的基体材料的杨氏模量和泊松比的不同而发生变化,即共振频率差值随着基体材料杨氏模量的增大而增大,但随着泊松比的增大而减小;而且共振频率与压电复合材料的结构几何尺寸有关,即随着压电复合材料厚度的增大,换能器的纵向振动频率与弯曲振动频率都会逐渐减少,但两频率之间的间距是逐渐拉大的。     

纵横耦合振动夹心式压电超声换能器的研究

本文利用解析方法研究了大尺寸及高频夹心式压电超声换能器的耦合振动。通过引入各部分的振动耦合系数及等效弹性系数，推出了换能器的基模耦合振动频率方程。与数值方法相比，由于计算公式具有简单的解析表达形式，因此无需电子计算机就可迅速得出结果。实验表明，本文理论得 出的夹心式换能器的共振频率比一维理论得出的结果更加接近于实际测量值。     

地铁车辆-轨道耦合振动响应分析及轨道结构参数优化

针对在建杭州地铁3号线下穿某文教区工程,根据车辆-轨道耦合动力学理论,分别建立车辆-普通整体道床轨道耦合动力学模型和车辆-钢弹簧浮置板轨道耦合动力学模型.基于赫兹非线性接触关系,实现轮轨间的力平衡和位移协调.利用有限元软件ABAQUS,对两种轨道结构模型的动力响应进行计算,研究轮轨耦合动力相互作用机理和轨道振动源强特性...     

复合振子耦合振动的工程计算

本文以前人提出的类比电路法和日本森荣司教授提出的表观弹性法计算复合压电振子的频率,通过对计算机编程计算和实测进行比较,讨论了它的实用性。然后将用表观弹性法分析耦合振动时对弹性模量和声速进行的修正(是频率和尺寸的函数),代入简单的一维振动数学模型计算电声参数。通过适当的修正,使计算值与实测值达到了较好的符合,为估算复合振子换能器的电声性能提供了简便方法。最后通过计算振子端面的反映阻抗,简单分析了灌注层的影响。     

涡旋压缩机振动测试与结构优化

根据某型涡旋压缩机振动情况,对其进行振动测试,获得压缩机各主要零部件的高频振动频谱,采用有限元分析软件ANSYS对涡旋压缩机进行结构模态分析,获得压缩机各主要零部件前六阶固有频率,通过对振动频谱的分析和固有频率与试验振动频谱的对比分析,发现顶盖存在共振现象,支撑架处外壳是疲劳损伤易发部位,为此提出增加顶盖厚度、增加顶盖弧度和增加支撑架处外壳厚度三种改进方案;利用ANSYS对三种改进方案进行有限元分析,对比优化前后顶盖和支撑架处外壳应力应变变化情况,结果表明增加顶盖弧度和增加支撑架处外壳厚度能很好地降低压缩机振动。     

耦合凸缘结构间的振动传递

凸缘结构是一种常见的工程结构。用统计能量分析（ＳＥＡ）研究耦合凸缘结构间的振动传递，需要决定其间的耦合损耗因子。本文研究了通过册缘和弹性材料耦合结构间振动传递特性，分析了减振隔振措施，导出耦合损耗因子的计算公式。以通过不同大小截面的凸缘和不同特性的弹性材料耦合的凸级板结构为例，进行了一系列实验测量，耦耗损耗因子的实验测量值与理论估算吻合较好。     

流固耦合船体结构振动计算研究

本文基于水弹性理论，对船体结构的流固耦合振动问题进行了研究，计算分析了波浪中的船体结构振动的固有频率及响应，取得了一些有价值的结果，为实际的船舶设计提供了一定的参考依据。     

薄壁结构弯扭耦合振动分析

本文考虑转动惯量、剪切变形和翘曲,讨论了用迁移矩阵法分析薄壁结构的弯扭耦合振动问题。文中讨论了断面突变处的协调条件及端部封板对振动特性的影响。算例表明,本文的理论和方法是可靠的。     

复杂边界条件板壳耦合结构振动分析

板壳类结构在工程领域被广泛应用,使得板壳耦合结构动力学特性成为备受关注的研究话题。针对现有研究方法在复杂耦合结构动力学特性分析方面的局限性,构建复杂边界条件下板壳耦合结构振动分析模型,采用二维改进傅里叶级数对弹性板和圆柱壳结构各位移函数分别进行描述,复杂边界条件通过不同组合的弹性约束来模拟,并依赖四类耦合弹簧充分考虑结构之间弯矩、横向剪力、面内纵向力以及面内剪切力的机械耦合效应,进而基于哈密顿原理和瑞利-里兹方法得到板壳耦合结构系统的特征方程与振动响应。研究结果表明,该方法预测板壳耦合结构模态参数优于文献结果,预测强迫响应结果与测试结果吻合良好,验证了该分析方法的正确性。建立的板壳耦合结构分析模型可适用于各类复杂边界条件,无需重新进行理论推导和计算程序编写,是一种可靠而高效的分析手段,可为开展复杂耦合结构的振动分析与动力学设计提供通用性的分析模型基础。     

梁索耦合结构的风致涡激振动

新建了一个描述梁索耦合结构风致纵向平面涡激振动的非线性偏微分方程组.通过Galerkin方法将此偏微分方程组化为时域上的非线性常微分方程组.用多尺度法求解了所得的常微分方程组,得到了结构在风的涡激频率和结构固有频率接近情况下的一次近似解.分析结果显示,结构在任意模态的振动均包含两个振动频率.当风的涡激频率接近结构的固有频率时,结构振幅突然快速增大.这和Tacoma桥上观察到的涡激振动情况一致.所得到的一次近似解和分析方法可以为实际工程中梁索耦合结构的风致涡激振动提供简便的验算方法.     

薄壁结构弯扭耦合振动计算研究

本文建立了薄壁结构弯扭耦合振动的薄壁梁有限元模型,该模型考虑翘曲和剪切变形的影响,能精确描述薄壁梁的纯弯状态和百均匀扭转,并适用于任何形状的横剖面,本文重点讨论了翘曲位移协调问题,提出了新的不同剖面形式梁段间的翘曲位移协调方法,数值算例证实了本文的正确性。     

高速车辆-桥梁结构耦合振动分析

本文从时变角度模拟了高速车辆 -桥梁耦合振动 ,考虑了哥氏力 ,离心力的影响 ,分析了刚体的响应时程 ,以及桥面竖向加速度对旅客可能造成的影响 ,重点分析了车 -桥耦合振动中系统相关参数 (刚体质量与其移动速度 )的变化所带来的影响。而在一般的工程设计与施工中 ,行驶车辆的竖向惯性力是主要的 ,哥氏力与离心力 (也是惯性力体系的组成部分 )的影响可以近似忽略。     

双排桩支护结构优化设计与工程应用研究

基于双排桩支护结构设计的基本理论、简化模型及内力计算方法,运用ANSYS有限元分析建立平面应变模型,对双排桩支护结构进行了分析,研究前后排桩排距等因素对围护结构侧向位移及桩身内力的影响。比较分析表明:前排桩、后排桩与桩间土协同作用效果明显,双排支护桩结构具有较大的侧向刚度,可有效地限制围护结构的侧向变形;排距对双排桩支护结构受力影响较大,合理选择排距可获得较好的支护效果。     

水电站拦污栅结构流固耦合振动分析

本文从理论上分析了拦污栅结构的流固耦合振动，提出了考虑流固耦合振动设计的栅振频率与过栅流速之间的简单关系，并通过实例对流固耦合和不考虑流固耦合的计算方法的差异进行了比较，结果说明在一定范围内，考虑流固耦合可大量削减结构振动幅值     

夹心式压电换能器外形结构对其振动性能的影响

工程实际当中,换能器理论设计往往忽略由于工况和装配原因对换能器外形结构所进行的改变,这些变化不仅增加了设计难度,而且对换能器的频率、振幅、应力等振动特性造成影响。通过ANSYS有限元分析研究了装配凹槽和工艺倒角对换能器振动特性的影响规律,并实际加工验证,结果显示实际测试值和仿真值相吻合,验证了ANSYS有限元分析的正确性,为工程实际当中换能器的理论设计和研究提供了参考价值。     

发动机薄壁件结构振动优化

针对某发动机开发过程中出现的薄壁件结构振动及噪声较大的问题,应用有限元、多体动力学相关软件,对发动机表面振动水平进行评估。通过发动机弱点分析,确定优化方向,进行缸盖罩、正时罩和机油盘三大薄壁件结构优化,最终得到合格的优化样机。台架试验验证结果证明了仿真优化方案的合理性,同时,优化后发动机达到了开发目标。     

建筑结构振动优化混合控制

本文采用混合控制方法对滞回非线性建筑结构的抗震控制进行研究,给出优化控制 算法,并对其充要条件进行论证。其中,被动控制采用基底橡胶支撑,主动控制采用主动质 量阻尼器（ＡＴＭＤ）,结构非线性恢复力采用Ｗｅｎ模型形式。算例计算结果表明,建筑结构的 混合控制方法的效果明显优于被动控制方法。另外,文中所用控制策略同样也适合于其它组 成形式的混合控制,如主动作动器和摩擦型基底隔离组成的混合控制等。