单全息面分离声场技术及其在声全息中的应用

提出单全息面分离声场技术,突破以往近场声全息(NAH)和基于声强测量的宽带声全息(BAHIM)的应用局限。它们的局限在于:全息面一侧的声场必须是自由声场,即要求所有的声源仅能位于全息面的另一侧;而在工业测量的情况下,这个要求是很难达到的。提出的声场分离技术,利用全息面上微粒法向振速的叠加原理和波数域的Euler公式,建立起在波数域内的声场分离公式,然后通过二维逆Fourier变换,便得到了全息面一侧声源所产生的声压,从而达到声场分离的目的。原理的推导理论上论证该技术正确性,数值仿真显示了该技术的可行性和有效性。     

基于混合全息算法的多源相干声场分离方法

当空间声场中存在多个相干声源时,运用常规的近场声全息算法无法重建和预测每个相干声源的声场分布,限制了声全息的应用范围和对相干声场的分析。在针对该问题的现有方法中,基于傅里叶变换的声场分离技术只能用于相干声源位于全息面两侧的情况,而分布源边界点法、联合波叠加法等虽然可解决相干声源位于全息面同侧的分离问题,但在应用时必须预先知道声源的位置以及几何形状等先验知识。针对相干声源在全息面同侧的情况,提出一种新的多源相干声场分离方法。该方法只需全息面声压,不需要其他先验知识就可以实现相干声场分离,能很好地弥补现有方法的缺点,并为相干声场的分析提供有力手段。数值仿真和试验验证该方法的正确性、可行性和有效性。     

基于EMAT的三维声场断层扫描测量方法研究

不同电磁超声换能器(EMAT)的辐射声场分布特性不同,为了保证检测的有效性,需要对其声场分布进行准确测量。为测量固体金属材料中超声横波辐射声场的分布,采用针式EMAT作为测量超声横波声场的换能器,研究了基于断层扫描方式测量并重构三维辐射声场的方法。进一步建立了三维声场断层扫描测量实验系统,分析了测量系统的误差,并提出测量数据的补偿方法。实验测量了环形线圈EMAT在激励频率3.5 MHz时的辐射声场分布,获得其在铝和20#钢中的三维辐射声场,并分析得到其近场距离约为8 mm。结果表明该方法可有效地呈现超声横波在固体金属材料内部不同深度截面的声场分布,并对其处理可以获得待测EMAT在固体中的三维辐射声场分布。     

用宽带噪声分离声强测量系统相位误差的实验研究

】讨论了使用宽带噪声分离声强测量系统相位误差的实验技术,它可方便地将传声器、前置放大器、测量放大器等环节的相位不匹配误差进行分离测量。所给测量方法实用、操作简单、方便。     

基于近场声全息技术的发动机噪声测量与分析

介绍了近场声全息(NAH)技术的基本原理及基于Helmholtz方程最小二乘法(HELS)的声学重构算法。利用基于HELS算法的近场声全息测试系统对某直列四缸汽油机的整车发动机噪声进行测量与分析,得到不同工况下整车发动机表面辐射噪声的近场全息图。通过对噪声峰值频率下的声压、声强以及表面粒子速度等声场信息的可视化测量结果进行评价,确定该发动机的主要内部噪声激励源与外部近场噪声辐射特性,实现噪声源识别与定位,为其进一步降噪提供依据。     

三维建模中网格面技术的应用

结合三维CAD研究和大量的实际应用,对三维建模关键技术之一的网格面技术进行了分析和探讨,这些对于机械工程设计领域的工作具有一定的价值。     

基于数字全息技术的变形测量

全息技术在测量、防伪中有大量应用.数字全息技术采用数字记录和计算机处理,实现测量的方法上有其特点.本文重点对数字全息技术实现变形测量的方法和具体算法开展了研究.论文首先总结了数字全息技术应用中的基本问题,包括数字全息算法问题和噪声抑制问题等.叙述了基于数字全息技术的变形测量基本思想,及相位恢复算法,同时分析了几种变形测量的实现方法,并提出了"2+2"步变形测量方法.该方法相对于"1+1"步变形测量方法,提高了测量精度,同时比"4+4"步变形测量法提高了动态性.本文建立了实验系统,获得了硬币的数字全息图,实现了常用的"1+1"步变形测量方法、相移算法的变形测量方法以及"2+2"步变形测量方法,给出了"2+2"变形测量的实验结果.实验结果表明在数字全息技术中结合相移技术进行测量,可以提高物波再现精度,进而提高变形等的测量精度.     

用数字全息层析成像技术测量毛细管的内径及壁厚

研究了用数字全息层析成像技术测量微毛细管结构的可行性.考虑毛细管具有理想的柱对称结构,因此采用单幅全息图获取到的物光波复振幅数据来模拟不同角度下的投影数据.分别运用滤波反投影重建算法和傅里叶衍射重建算法对微毛细管进行折射率三维重构;根据重构的折射率切片图,进一步运用相关的边缘提取算法处理得到毛细管的内径及壁厚尺寸.实验结果表明,在合理的光路环境设置下,满足Rytov近似条件下的傅里叶衍射重建算法比滤波反投影重建算法更能够正确反映物体的结构尺寸,更适合用于微小弱散射物体的几何参数测量.实验结果验证了用数字全息方法实现衍射层析重建的可行性,从而为具有柱对称结构的弱散射物体的无损测量提供了一种新的途径.     

齿轮全齿面偏差的拟合及分离技术

齿轮测试技术是提高齿轮制造质量的关键因素,相对于传统齿轮精度指标,全齿面精度能够全面反映齿轮加工质量。通过齿轮测量中心对全齿面偏差进行测量,采用双三次B样条对偏差数据进行曲面拟合;通过最小二乘原理对全齿面偏差分离成1阶偏差和2阶偏差,分别反映齿面偏差的倾斜及弯曲程度。对于不同齿轮加工工艺,通过齿面1阶偏差和2阶偏差可以分析齿轮加工误差源,并可对加工工艺进行指导。     

基于Creo2.0_Cabling 的雷达天线阵面三维布线设计

传统布线设计方法存在着诸多局限性,制约了产品的快速研制,采用三维布线技术可以解决这一问题。文中以某雷达产品的天线阵面为研究对象,分析了其结构特征和布线特点,介绍了该阵面基于Creo2.0_Cabling 模块的三维布线设计流程、设计原则、布线准备工作和布线操作步骤,最后生成了可以指导实际生产的电缆长度信息和布线模型图。三维布线技术大大提升了设计生产效率和准确度。     

基于声全息声强法的噪声检测研究

为了最大程度地减少摩托车噪声测试中存在的测试及数据处理误差问题,将近场声全息和声强检测法结合起来,能够在工况下进行噪声检测,有效屏蔽了环境噪声,使得噪声测量更加准确有效。     

基于声强测量的设备噪声源定位

为了定位设备噪声源,用声强测量方法测量了汽轮鼓风机和射流抽汽器的声强.采用声功率排序法对所测设备的噪声源进行了排序.结果表明:汽轮鼓风机是主要噪声源,鼓风机部分是汽轮鼓风机的主要噪声源.声强测量方法是多声源噪声系统中定位设备噪声源的有效方法.     

近场声全息中的声场分解技术

为了系统地探讨偏相干分解和奇异值分解方法在工程上的适用范围,研究了参考传声器布置位置、各声源幅值水平差异和测量噪声等因素对这两种方法的影响.结果表明,在正确使用参考传声器信号排列顺序的前提下,偏相干分解方法的分解效果要优于奇异值分解方法,最后通过音箱试验证明了这个结论.     

基于声全息技术的涡轮增压直喷汽油机噪声源识别试验研究

采用声全息法对某涡轮增压缸内直喷汽油机3000 r/min和5000 r/min时空载、50%负荷和100%负荷工况进行了噪声源识别试验研究。试验结果表明:该发动机辐射噪声的主要部位有机体两侧面、发电机表面、高压油泵、惰轮和张紧轮、变速箱箱体、油底壳和缸盖罩,且辐射强度随着工况的变化而改变。总体上看,同一负荷下,随着转速的上升,发动机各侧面的辐射噪声声压级增加。同一转速下,负荷越大,发动机各侧面的辐射噪声声压级越强,进排气侧的辐射噪声的声压级比前端面高。     

Investigation on Major Noise Sources of Vehicle Diesel Engine Based on Sound Intensity Measurement

In order to reduce the noise and vibration of the diesel engine,it is crucial to exactly identify the engine noise source character.Based on two-microphone method,the sound intensity measurement of a vehicle four-stroke diesel engine was carried out in a hemi-anechoic chamber.Then the sound intensity contour maps were obtained from the measurement results and the main noise components of different frequencies on all the measurement surfaces were picked out to construct contour maps.By analysizing the relationship between the characteristics of contour maps and the space distribution of the engine compartment,the major sources of the exterior radiation noise of the diesel engine were identified.The results provided a creditable basis for improving the noise performance of the engine in the next phase.     

基于局部应力应变场强法的结构声疲劳寿命估算

针对带有缺口薄壁结构的声疲劳寿命估算问题,研究了基于局部应力应变场强的缺口结构随机疲劳寿命估算方法。该方法能同时考虑局部应力应变梯度和多轴应力应变对疲劳损伤的影响。以薄壁开孔柱壳结构为对象,在声激振响应分析基础上,计算出孔边局部位置处的应变场强谱,并估算出疲劳寿命。对比分析表明,该方法对带有缺口薄壁结构声疲劳寿命估算具有可行性。     

非规则结构表面多声源近场声全息方法

为了提高非规则结构表面多声源声场的全息精度,提出基于目标深度识别与球面波叠加逼近的非规则表面多声源近场声全息方法。该方法使用声源空间深度识别理论,确定结构体上各声源的空间位置,在各声源处分别使用球面波的叠加描述空间声场分布,然后结合现有单原点球面波叠加近场声全息法重构声场。为了验证方法的可行性,首先使用所述方法和现有单原点球面波叠加声全息法,分别对径向脉动球与横向振动球组成的不同声场进行全息重构。结果表明,当声源集聚分布时,所述方法与现有方法均能有效全息重构声压分布,重构误差在5%以下;当声源离散分布时,现有方法失效,所述方法能够较准确地给出重构面的声压分布,主要频段内的全息重构误差小于20%。进一步的对比实验表明,在全息重构多扬声器非规则空间分布声场时,使用所述全息方法的重构误差平均下降14.08%,显著提升了多声源非规则空间分布声场的全息精度。     

扫描声强法在旋片真空泵噪声测量中的应用研究

阐述了声强测量的基本原理与声场指数的作用。以一台2XZ-4A型旋片真空泵为测试对象,通过比较传统声压法与扫描声强法的测量结果,证明声强技术在旋片真空泵声功率级的测量中具有足够高的精度,能够在任何环境下准确评价泵产品的噪声性能,克服了声压法易受环境影响而要进行数值修正的缺点。该方法在噪声测量中具有很高的实用价值。     

基于RBF神经网络的三维温度场重建算法

声学法测量温度场是目前很具发展前景的一种温度场测量方法,而重建算法是实现声学法温度场重建的关键.提出了一种基于径向基函数(Radical Basis Function,RBF)神经网络的三维温度场重建算法.通过对被测温度场进行三维离散余弦变换(Discrete Cosine Transform,DCT),再利用RBF神经网络良好的函数逼近能力,实现DCT低阶次项系数向量与声波路径平均温度向量间的映射关系,最后通过逆离散余弦变换实现被测温度场的重建.进行了对模拟温度场的重建仿真,结果表明,该算法具有温度场重建精度高、速度快等特点.     

采用单平面影响系数法实现砂轮轴现场平衡

以集成电磁式主动平衡装置的砂轮-电主轴为对象,探讨采用影响系数法进行单平面现场平衡的原理和现场平衡中信号的处理方法。基于LabVIEW开发专门用于砂轮盘类转子现场单面平衡的虚拟仪器系统,利用其完成砂轮轴现场平衡校正。试验表明,所开发的平衡校正系统能够有效抑制不平衡引起的基频振动。