一种三维质点振速传感器灵敏度测量方法

一种基于近场声全息技术的质点振速传感器灵敏度测量方法,在没有任何特殊声源或声学设备的前提下,通过测量或重建声场中的声压和法向质点振速来计算声阻抗,实现质点振速传感器的灵敏度测量。将该方法扩展至三维质点振速传感器的灵敏度测量,在测量或重建法向质点振速的同时,也测量或重建切向质点振速,实现三维声阻抗的估算,从而同时测量计算3个方向质点振速传感器的灵敏度,并通过实验验证了所提方法的有效性。     

基于矢量阵测量的振速重构近场声全息技术

近场声全息技术是一种声源识别和声场可视化技术,它通过在辐射体的近场测量声压数据可以重建和预测出整个三维空间声场的声学量.针对水中声源的振速重构问题,采用质点振速测量来进行声全息重构,推导基于振速重构的平面近场声全息技术的重建公式.利用所编制的程序进行仿真验证,采用矢量水听器进行水中全息试验,验证矢量阵应用于水中近场全息测量的可行性和准确性.试验结果表明,该技术在水中声源辐射声场的噪声源识别和定位中有着明显的优势.     

基于Laplace变换的瞬态声场质点振速重建方法

在瞬态声场质点振速的重建过程中,基于快速傅里叶变换(Fast Fourier transform,FFT)的重建公式在零频处存在奇异性,为此提出基于Laplace变换的瞬态声场质点振速重建方法。由于该方法重建公式中的分母为复数,而该复数的实部是一个不为零的常数,因此当频率为零时,分母并不为零,从而可从根本上解决零频处的奇异性问题。以固定在无限大障板上的圆形活塞为数值仿真对象,分别运用上述两种方法对活塞表面的法向质点振速进行重建。重建结果表明当质点振速信号在零频处的能量占信号总能量的比例较小时,运用基于FFT的方法进行重建可获得较满意的重建结果;但当质点振速信号在零频处的能量占信号总能量的比例较大时,运用基于FFT的方法进行重建会产生较大的重建误差,而由于基于Laplace变换的方法解决了零频处的奇异性问题,因此运用该方法进行重建可获得较好的重建结果。     

声腔-弹性板结构在不同激励下声辐射特性研究

以声腔-弹性板声振耦合模型为研究对象,对比分析该模型在点力激励和点声源激励下,激励位置、声腔厚度以及弹性边界等对弹性板声辐射功率、表面振速和腔内声压的影响及两种情况下的区别。弹性板的振动位移函数通过谱几何方法得到,并采用Hamliton原理,充分考虑了板的振动与板两侧声场之间的耦合。利用Rayleigh积分,可计算出弹性板的声辐射特性参数。结果表明,在简支约束情况时,点力和点声源两种激励下,激励位置、声腔厚度和弹性边界对板的声辐射功率、表面振速和腔内声压有不同的变化。在薄声腔时,点力激励下,声腔个别模态对板有明显影响。点声源激励下,模型耦合作用明显,弹性板的声辐射功率、表面振速和腔内声压主要受到耦合模态的影响,且点声源的耦合作用明显强于点力作用。相较于扭转刚度,直线刚度对声辐射的影响更大。     

基于MATLAB软件平台的全息谱图及在风机振动故障诊断中应用的研究

介绍了全息谱的概念,并阐述了利用ＭＡＴ－ＬＡＢ软件绘制二维全息谱图和三维全息谱图的方法。最后结合风机振动信号的特点,对全息谱在风机振动故障诊断中的应用进行了研究,给出了一些故障在全息谱上的表征,并给出了利用全息谱技术对振劝故障分析的一些实例。     

声全息声压场插值重构方法研究

声全息是一种有效的声场测量分析技术,全息面上的声压重建精度直接影响声源的空间分辨率。基于空间面积分声压重建理论,提出一种融合Newton插值和克希荷夫积分的声压重构方法,通过构造测量点声压及位置声矢量的牛顿插值函数和设置全息面上的虚拟克希荷夫面,由少量麦克风测量点数据,经插值运算和克希荷夫积分重建出全息面上任意位置点上的声压值及声矢量,快速高精度实现全息面声压重构,经数值仿真分析和实验,验证了该方法的准确性和高效性。     

一种主轴系统故障识别方法

故障识别是确定故障类型的重要方式。传统方法不能直观识别故障类型,忽略了水平和垂直方向的信息之间的关系,很难准确提取故障特征。二维全息谱融合了水平和垂直方向的振动信息,反映了一个支承面上转子的振动情况。但在某些情况下不能准确识别主要故障,无法通过分倍频、工频和高倍频的椭圆信息确定故障类型。选择流形学习的 LE 算法与全息谱技术结合,弥补了二维全息谱算法的缺陷,提高了流形学习处理信号的优越性。通过实验验证了方法的准确性。     

基于单全息面三维声强测量的声场分离技术

在测量全息面三维声强和均方声压的基础上，根据平面上二维切向有功声强与复声压相位间的关系来间接获取复声压的相位，结合测得的均方声压，得到全息复声压；根据全息面上微粒法向振速的叠加原理和波数域的Euler公式，推导出基于单全息面三维声强测量的声场分离公式，将全息面两侧声源各自在全息面上产生的声压分离开来。在全息面两侧均有声源的情况下，实现噪声源的识别与定位，克服了近场声全息(NAH)和基于声强测量的宽带声全息(BAHIM)的应用局限性。数值仿真的结果证明了该技术的可行性和有效性。     

基于压缩感知的平面近场声全息方法及其应用

传统的平面近场声全息在其重建过程中,无论采用波数域滤波或是正则化方法,都无法解决其本身的不适定性,进而无法提高重建精度。基于压缩感知的平面近场声全息,有效地利用了质点振速信号的稀疏性,将传统地直接求解质点振速转化为间接求解稀疏系数,避免了重建过程中的不适定问题。结合基于Tikhonov正则化方法的平面近场声全息,从数值仿真角度分析了两种方法的重建精度,结果表明,基于压缩感知的平面近场声全息方法具有很好的重建精度,尤其是在重建面的边界区域。最后,应用该方法有效地识别出了冰箱的噪声源,为其噪声控制提供有效依据。     

提高近场声全息重建精度方法

在近场声金息中利用扫描法进行全息面测量时,全息面上的测点信号与参考信号会不可避免地受到一些噪声的影响,降低重建精度,影响重建的实现.在噪声与声源信号以及噪声相互之间非相关的假设下,首先引入两种传递函数估计方法求解全息面复声压,然后再进行近场声全息重建.仿真和实验结果表明,该方法可以有效抑制非相关噪声对全息面复声压计算的影响.近场声全息重建结果表明,该方法减少了测量噪声带来的误差,提高了扫描法近场声全息的重建精度.     

谐振式疲劳裂纹扩展试验振动系统质点质量的软测量方法

谐振式疲劳裂纹扩展试验振动系统的质点由多个不同形状、材质的部件组成,对质点质量进行直接测量有很大的局限性。提出了一种针对此类振动系统质点质量的软测量方法,建立了系统三自由度振动力学模型和动力学方程,推导得到关于系统固有频率、弹簧刚度与质点质量关系的系统频率方程,通过有限元方法计算出不同裂纹长度下试件的刚度,通过固有频率测量实验方法测出裂纹扩展到不同长度时系统的谐振频率,将不同裂纹长度时系统谐振频率值及相应试件刚度代入系统频率方程中,得到以待识别质点质量为未知数的超定方程组,求解超定方程组得到最小二乘解,并通过后续处理得到振动系统的主振质量和激振质量。为验证该方法,进行了相关实验。实验结果表明:主振质量测量的最大误差为6.76%,表明所提出方法具有理论意义和应用价值。     

振动磨机环扇形激振板的横向振动与稳定性分析

振动磨机的磨粉效果与激振系统动力学响应有较大关系,其激振系统的横向振动和稳定性研究具有重要的理论意义.根据弹性薄板小挠度理论和哈密顿原理,建立振动磨机环扇形激振板的运动微分方程.采用微分求积法离散方程和边界条件,计算得到环扇形板前三(四)阶无量纲复频率随无量纲角速度的变化情况,分析半径比和扇形角对环扇形板横向振动的影响.结果 显示在不同的旋转角速度情况下,环扇形板会发生发散失稳和颤振耦合失稳现象.该结论为振动磨机的设计与研究提供了一定的理论基础.     

四边固支矩形薄板固有振动的理论计算和有限元分析

基于理论计算有限元方法分析了四边固支矩形板结构的自由振动问题,求得了四边固支矩形板的振动固有频率和振型。利用双向梁函数构造了四边固支矩形板的振型函数,并根据位移变分原理求得了矩形板的固有振动特性。在板单元理论的基础上,利用有限元法推导了薄板振动的质量矩阵和刚度矩阵。由于工程实际中只关心板结构振动的横向位移幅值,利用静力凝聚法将质量矩阵和刚度矩阵中转动自由度上的质量和刚度凝聚到横向振动自由度上,以达到降低模型阶目的,为板结构振动主动控制奠定基础。     

统计最优柱面近场声全息

由于全息声压测量点的离散性,在基于空间傅里叶变换的柱面近场声全息中会引入混叠误差;另一方面,由于测量面尺寸的有限性,会在该种全息技术中引入窗效应和卷绕误差。为了克服窗效应及卷绕误差,提出了统计最优柱面近场声全息技术,它通过空间域中全息柱面上复声压的线性叠加来反演重建面上的声学量,不需要借助空间傅里叶变换来实现全息重建,故可以克服窗效应和卷绕误差。数值分析的结果表明,统计最优柱面近场声全息要优于基于空间傅里叶变换的柱面近场声全息。     

固支矩形薄板通入非平稳随机电流的磁弹性随机振动

针对四边固支矩形薄板,以连续体的随机振动理论及板壳磁弹性基本理论为基础,导出了在外加磁场中通入非平稳随机电流情形下矩形薄板的磁弹性随机振动方程。将洛伦兹力耦合项中的一部份假设为薄板的一种阻尼,另一部分假设为非平稳随机均匀分布载荷,分别得到了外加磁场中通入非平稳随机电流时板的随机位移响应的均值、功率谱密度函数等数字特征。针对具体算例,在通以非平稳随机电流的情形下,计算了其位移响应的功率谱密度函数和均方值函数,并绘出了板中心点的位移响应功率谱密度图、速度功率谱密度图及加速度功率谱密度图,并讨论了磁场强度及洛伦兹力耦合项对在非平稳随机电流下的随机位移响应的影响。     

全息照相在振动分析中的若干应用

本文利用全息干涉计量术的“时间平均法”,分别对叶片、柱形压力容器和矩形板进行了振动分析:给出了各种类型叶片的振动模式图;由于涉条纹的分布,测量出柱形压力容器表面的振幅分布;由实验得到的矩形板的振动模式图与理论计算结果符合得很好。     

基于微力传感的扫描近场声显微镜

描述了一种用于检测超精表面形貌的扫描近场声显微镜 (SNAM )。以谐振频率为 1MHz的未封装伸长型晶振作为微力传感器逼近样品表面 ,在此过程中晶振受到流体阻尼 ,其振动特性发生变化 ,通过检测振动幅值的变化即可获得样品表面形貌信息。在分析SNAM检测机理的基础上设计了SNAM系统 ,测量时的垂直分辨率可达到纳米级     

三维声强与振速波束形成结合的声源识别方法研究

针对难以准确分离同频率双声源及计算声功率值的问题,提出三维声强矢量与质点振速的常规波束形成技术结合的声源识别方法,应用于同频率双声源的定位与声功率分离中。利用三维声强矢量特性求解各探头中心处质点振速与声强值;将质点振速引入常规波束形成对各声源定位;将定位结果代入三维声强矢量分解法中,构建声强、声功率的非线性方程组,求解得各声源声功率值。在半消声室内进行实验,实验结果表明：质点振速波束形成的声源定位方法可行,三维声强矢量方程组求解各声源声功率值误差在5%以内。     

封闭空腔内声场分析的等效声传递向量法

提出了一种用于封闭空腔内声场的计算方法--等效声传递向量法。采用位于腔体表面附近的若干虚构声源的叠加声场来等效由结构振动形成的封闭空腔声场,通过匹配振动结构表面上的法向振速获得虚构声源的源强,建立起结构表面的法向振速与腔体内场点声压的联系,并推导了结构面板声学贡献度的计算公式。计算过程避免了边界元法中复杂的数值计算和奇异积分的处理,提高了计算效率。仿真结果证明了该方法的正确性和有效性。     

快扫相关核磁共振谱测量的原理及计算机模拟

本文应用实验室坐标系Bloch方程,引入δ函数代替快扫相关核磁共振(NMR)原理阐述中的线性化处理,导出自旋脉冲响应函数,指出该理论与实验之间的一一对应关系,进一步闸述了该波谱法的原理。本文还做了快扫相关NMR 在DJS-130 计算机上的模拟,该模拟指出了快扫相关NMR 的主要特点和注意问题,为实际谱测量条件和参数的选择提供了依据。