结构-声强耦合腔振声响应预报研究

针对结构-声强耦合腔在边界激励下的响应预报问题,提出了一种基于能量原理的耦合系统响应计算方法。该方法从能量原理出发得到结构-声耦合腔拉格朗日函数形式的动力学方程,根据Rayleigh-Ritz法选择Legendre多项式级数分别将结构位移函数和声场声压函数展开,代入动力学方程并求解得到耦合腔的结构振动和声场声压响应。由于Legendre多项式满足L~2内积正交性,简化了方程中高重积分项,计算效率大大提升。以充水矩形腔为例,通过与已有研究、有限元结果对比验证了该方法的正确性。并分析了结构边界条件,背腔深度对系统响应的影响,结果表明：结构边界由强约束过渡到弱约束和背腔深度的减小都会导致响应峰值频率向低频偏移,同时背腔深度的减小还会导致由结构传递至声场的能量增加。     

湍流边界层激励下加筋平板振声响应特性研究

船舶、汽车和飞机等高速运动时,其外壳受湍流边界层壁面脉动压力激励而产生的内场声辐射成为该类交通工具自噪声的重要成分。基于模态叠加法计算结构振动响应。采用湍流壁面脉动压力功率谱Corcos模型,计算了外侧气流或水流湍流边界层激励下简支平板振动及内场辐射声,计算值与解析解和试验值吻合良好,验证了算法的有效性。采用湍流壁面脉动压力功率谱改进型Corcos模型,研究了外侧水流湍流边界层激励下平板及板格的振声响应特性,结果表明:水流马赫数低,壁面脉动压力迁移波数大于平板结构弯曲波数,壁面脉动压力波数-频率谱的迁移脊对平板的激励作用可以忽略;横向或纵向加筋对板格振动速度自功率谱级基本无影响;减小板格宽度与长度之比,适当增大板格流向长度可使平板振动辐射声功率在2 000 Hz以上明显降低。     

主承力缠绕管件轴压强度实验研究

缠绕复合材料管件已经在航空航天上用于大载荷主承力构件,为进一步提高这类管件的轴压强度,本文对影响缠绕管件轴压强度的一系列因素进行了实验研究,系统地探讨了提高缠绕管件轴压强的途径.研究表明,除了一般文献研究较多的缠绕角对管件轴压强度具有很大影响以外,一般文献很少涉及的环向缠绕层含量和端面边缘效应等因素也对缠绕管件的轴压强度有重要影响.在材料用量和缠绕角相同的前提下,把20%的角度缠绕层改为环向缠绕层后,轴压强度最大能够提高77%;采用缠绕方式对管件受压端头进行加强以后,可以有效地消除受压端面边缘效应的负面影响,亦可提明显高管件轴压强度.     

声响信号分析的柴油机故障诊断方法

柴油机声响信号中蕴含了丰富的柴油机异常或故障状态信息。部件磨损、零件松动、配合间隙增大、装配不当和断裂损坏时,均会伴随着各种异常声响。有经验的维修人员凭借耳听结合个人经验就可以判断出故障部位及原因。通过实时检测和采集柴油机工作时的声响信号,并运用数字滤波、小波变换和功率谱分析法从中提取和分离异常的声响信号,对其进行量化分析,提取故障声音的特征参数,从而识别故障的类型。     

有界窄带激励柴油机轴系扭振系统主参数共振

研究柴油机轴系扭振强非线性系统在有界窄带激励下的主参数共振响应和稳定性问题。应用改进多尺度法得到在有界窄带随机激励下柴油机轴系扭振系统的幅频响应方程,导出系统的Ito随机微分方程。通过矩法得到系统随机均方响应的近似表达式,分析各个参数对柴油机轴系扭振系统主参数共振均方值的影响。结果表明,主参数共振稳态解稳定的充分必要条件与系统二阶矩稳定的充分必要条件是一样的;随着阻尼值的增大,系统主参数共振振幅的均方值减小;随着曲轴扭转刚度的减小,系统主参数共振的均方响应曲线的斜率增大;随着随机扰动强度的增大,系统时间响应曲线和相图变化微小。     

垂直主振系冲击消振理论研究

基于主振系的传递函数对垂直冲击消振系统的时域响应进行理论推导;在建模的基础上,应用MATLAB语言开发简明实用的仿真软件,通过一个算例全面研究质量比、冲程、恢复系数、激励力和激励频率对减振效果的影响;为冲击消振器结构设计的参数优化和预报减振效果提供了依据.     

结构基频对冷却塔风振效应的影响

为明确结构基频f₀对冷却塔风振效应的影响,以某大型冷却塔为例,在风振响应时程计算和风振效应特征分析的基础上,通过调整材料弹性模量E实现对f₀的改变,以单独分析f₀对风振效应尤其是共振分量σ_R的影响,并阐述了该方法的优点。结果表明,根据共振与背景分量σ_R、σ_B在时域内的分离方法,不管f₀如何变化,σ_R与σ_B之间的耦合分量始终可以忽略。各响应σ_R随f₀的降低而增加,并在f₀小于0.7 Hz以后急剧增加,但因σ_B在总脉动响应σ_T中贡献较高,故σ_T和阵风响应因子GRF仅在f₀小于0.5 Hz以后才有较明显的增加。各响应σ_R随f₀的降低而增加的原因在于风谱能量随频率的降低而增加,且结构f₀越小其共振参与模态越多。为方便评价共振响应σ_R随f₀的变化,提出参数RP=（1/f₀×（1/f₀-1/2））综合考虑以上两种因素作为σ_R的评价指标,且各响应的σ_R与RP均呈线性变化。     

膨胀芯模法制备炭/环氧主承力管件研究

对膨胀芯模法制备主承力复合材料管件的工艺原理进行了阐述,对工艺过程的关键环节进行了深入研究,并对该工艺制备的炭/环氧主承力管件进行了轴压强度实验研究.通过与相同材料体系制备的相同尺寸的缠绕管件的轴压强度和截面微观形貌的对比研究,表明膨胀芯模法制备的复合管件性能更好.     

时滞动力吸振器及其对主系统振动的影响

采用直接法研究了含有时滞动力吸振器的两自由度结构的动力学行为，重点分析了该结构主振动系统的振动及其稳定性。对时滞动力吸振器和系统进行了稳定性分析，分别得到了时滞动力吸振器和系统在某一特定反馈增益系数下的时滞的稳定与不稳定区域。结果表明，直接法计算简单，得到的结果与稳定性切换方法得到的结果相一致。通过对时滞动力吸振器及其主系统振动的稳定性分析，发现在某些时滞区域范围内，在保证系统稳定的前提下，时滞动力吸振器可以部分消除主系统的振动，数值模拟也证实了解析结果的正确性。     

复合材料面板对筒型基座整体抑振机制影响规律研究

提出一种新型复合材料筒型基座结构形式,其面板采用夹芯结构设计;通过系统阻抗特性分析理论预测面板结构及材料参数对基座减振性能的影响规律;针对夹芯面板开展静/动力学特性试验;以振级落差为减振效果评价指标,通过激振试验研究了面板结构参数对基座抑振机制的影响规律。研究结果表明：在频段 ,夹芯面板刚度能有效控制基座减振性能,随着频率的增加,面板刚度抑振机制减弱,阻尼高频损耗抑振机制增强;夹芯面板芯材厚度的增加对基座高频抑振性能优于表层厚度增加;面板对基座减振耗能贡献高于环壁间阻尼芯材。     

玻璃幕墙中主体结构对单层索网结构风振响应的影响研究

点支式玻璃幕墙单层平面索网结构是一种较典型的风敏感结构,目前对在风荷载作用下,索网结构与主体结构的相互作用问题的研究甚少.采用随机模拟时程分析方法,通过改变主体结构特性、索网结构特性及两者的相对位置关系等多种方式,研究索网结构和主体结构共同工作时的风振响应特性,并与索网单独受力时的风振响应进行对比.分析结果表明,索网和主体结构的风振响应特性存在显著差异,在常见的工程应用参数范围内,主体结构对索网自身的风振响应影响程度较小,因此,对索网结构进行风振响应分析时可以不考虑主体结构的影响.     

布置方式对MR阻尼器在网壳结构风振抑制中的影响及规律

磁流变液（MR）阻尼器是一种新型智能材料抗风减振装置，将MR阻尼器以适当方式和网壳结构结合，形成具有智能材料杆件的空间网壳结构，以达到抑制结构风振的目的，研究了阻尼器的布置方式对空间网壳结构的抗风减振效果的影响。研究表明，阻尼器的布置方式对加入MR阻尼器后的网壳结构在风荷载作用下的减振效果具有一定程度的影响。     

推进轴系参数优化对水下结构声振特性影响研究

在修正Timoshenko梁基础上,采用传递矩阵法推导了水下结构推进轴系简化模型的传递矩阵,实现各轴承位置处振动功率流的求解。以各轴承位置处传递功率流作为优化目标,选择三组不同的优化方案,取艉轴前后轴承刚度、推力轴承刚度以及轴承间距为优化变量对推进轴系参数进行优化。利用三维水弹性力学理论和三维水弹性声学分析软件,计算分析不同优化结果下水下结构的声源级曲线。结果表明:以艉轴后轴承、艉轴前轴承和推力轴承各处传递功率流最小为优化目标的优化方案最有利于减小水下结构的声辐射。     

内衬结构对活性破片高速驱动影响规律研究

为实现活性破片在高速驱动下的完整性,研究内衬结构对活性破片高速驱动的影响规律。根据能量守恒定律建立了考虑内衬伸长率的破片初速计算模型,选择2A12铝、20号钢与20号钢/芳纶复合结构三种内衬,基于物态方程分析了内衬与破片接触面上的界面压强,设计了2A12铝和20号钢/芳纶复合结构内衬战斗部方案,通过静爆试验对活性破片破碎情况及计算模型进行了验证。结果显示：20号钢伸长率较2A12铝提高了145.83%,20号钢/芳纶复合内衬战斗部较2A12铝内衬战斗部装填比降低了14%,破片初速提升了10.85%;所建立模型的计算结果与试验吻合较好,计算精度较现有模型提高了8%以上。基于试验结果和理论分析,表明20号钢/芳纶复合内衬实现了对活性破片2 300 m/s以上速度的爆炸完整驱动。     

高耸结构筒身坡度对横向风振的影响

本文对筒身坡度对横向风振锁住区的影响进行了研究,分析得到筒身坡度较大时,可以不考虑横向风振,为规范提供有力的依据。     

风偏角对方形断面结构驰振不稳定性影响

方形断面的细长结构广泛的应用在工程领域,其在特定风向角和特定的风速范围下会发生具有较大危害性的驰振,目前斜置或者斜风向作用下的细长方柱驰振不稳定性的规律尚不清楚.采用刚性模型测压风洞试验,通过对斜置方柱气动力的分析,讨论了风偏角对方柱气动力的影响,基于准定常假设,分析了考虑风偏角的方柱驰振不稳定性.结果表明:方形断面是...     

考虑单点激振情况下篦齿封严结构减振规律的研究

研究在单点激振情况下阻尼套筒对篦齿封严结构的减振规律。采用一种将柔度系数法、谐波平衡法与求解摩擦力的数值跟踪法相结合的时频转换方法，对带阻尼套筒的篦齿封严结构的响应进行计算。对阻尼套筒摩擦片沿周向和周向的不同分布对结构减振效果的影响进行分析，并得出相应结论。     

桅杆结构风振系数研究

基于随机风振理论,推导了桅杆结构杆身和纤绳风振系数计算公式;结合高耸结构设计规范的修订,分析了原规范杆身风振系数计算公式存在的问题;基于新荷载规范的改动,给出了杆身风振系数计算方法,更新了纤绳风振系数计算参数表格;通过算例分析发现,杆身振型可按无风状态计算且计算杆身风振系数时可只考虑前四阶振型的贡献;时程分析结果表明,杆身各段取四点计算风振系数的方法精度较好,计算简便;由于新荷载规范提高了脉动风荷载的峰值因子和湍流度,纤绳风振系数增大约20%。     

化学镀时间对无纺布表面镍镀层结构影响规律研究

采用Pd2+活化结合化学镀镍工艺制备金属化的植物纤维无纺布,借助X射线衍射、扫描电镜、四探针等分析测试手段,研究化学镀时间对植物纤维无纺布表面镀镍层结构特性的影响规律。结果表明延长化学镀时间,植物纤维无纺布表面化学镀镍层结晶性能变好。当化学镀时间为10min时,植物纤维无纺布的质量为0.038g/cm2,镀层表面电阻率为0.2Ω·cm。     

化学镀温度对无纺布表面镍镀层结构影响规律研究

采用Pd~(2+)活化结合化学镀镍工艺制备金属化的植物纤维无纺布,借助X射线衍射、扫描电镜、四探针等分析测试手段,研究化学镀温度对植物纤维无纺布表面镀镍层结构特性的影响规律。结果表明延长化学镀温度,植物纤维无纺布表面化学镀镍层结晶性能变好,颗粒尺寸变大,当化学镀温度由30℃增加到100℃时,植物纤维化学镀镍前后质量变化由0.029g/cm~2增加到0.038g/cm~2,而表面电阻由650Ω·cm降低到0.25Ω·cm。表明延长化学镀温度有利于在植物纤维无纺布表面制备结晶性能优异、紧密、连续的金属镍层。