FD-SWE-Ⅱ型驻波实验仪上弦振动的研究

讨论了弦线振动横波波动方程,指出了驻波与共振现象之间的关系,研究了固定弦线密度下弦线张力与波长关系、振动频率与波长关系,通过对实验数据的拟合,找到了弦线张力与波长的最佳振动频率为110 Hz及振动频率与波长的最佳张力为1.36 N.     

弦线横波波速影响因素的实验探究

机械波的传播速度可以由其波长和频率或波速理论公式计算得到,容易形成一个认识误区,认为波速由波长、频率或波速理论等决定。以弦线横波的波速为例,采用弦线驻波实验方法详细探究了弦线上横波波速与波源振动频率、弦线张力及弦线密度之间的关系,结果表明波速仅与弦线张力和弦线密度有关,波速随着弦线张力的增大而增大,随着弦线密度的增大而减小,通过曲线拟合得知波速与弦线张力和弦线密度的关系满足波速理论公式。     

弦振动的研究

文章对弦振动横波波动方程进行了讨论,研究了固定线密度时弦振动的拉力与波长、拉力与频率之间的关系,利用origin软件得出实验曲线,并找出研究张力和波长曲线关系时的最佳频率及研究拉力和频率曲线关系时的最佳波长.     

弦振动实验中驻波波长的测量方法

弦驻波实验是大学物理实验之一。相比于早期的音叉,该实验采用了钢质弦线,不仅能观察到弦线上的驻波,而且还能听到弦线振动的声音,便于研究振动与声音的关系,有助于理解弦乐器的工作原理。文中基于新型弦振动实验仪器,对弦线上的驻波进行了研究,给出了驻波波长的两种测量方法,即驻波公式计算求波长和直接观察驻波求波长的方法,通过大量数据处理与分析,对两种方法进行了对比,为实验仪器的测评和改进提供一定的参考。     

音叉弦线振动系统中的非线性动力学分析

文章建立了音叉带动弦线振动系统的非线性动力学理论模型,并对其进行了理论分析和模拟仿真研究,从理论上解释了弦线的长度和张力对系统振动的影响。理论分析和模拟结果都表明,当连接点接近驻波波节时,系统运动状态对初值的依赖性十分敏感,振动系统处于混沌运动状态;而当连接点接近驻波波腹时,系统处于稳定振动周期运动状态。计算机仿真结果与物理实验结果吻合得相当好。     

基于LabVIEW的音叉弦线振动混沌实验仪的研制

文章以音叉弦线非线性振动为基础,通过音叉弦线长度、张力的调节,观察和研究振动由混沌向周期有序,或周期有序向混沌的运动变化过程;结合虚拟仪器LabVIEW软件平台,对原始信号采集数据序列,然后由LabVIEW进行信号处理,实时观察到混沌运动相图,并对理论计算相图和实际采集信号的相图进行比较,为混沌现象的研究提供一种新的实验方法。     

弦线波振动实验的一种新的数据处理方法

运用Origin软件对弦线波振动实验的数据进行线性拟合与作图,并与传统的最小二乘法进行数据处理结果进行比较,以验证Origin软件对弦线波振动实验数据处理的可行性.实验表明,通过Origin软件拟合的结果与所作图形均与传统的最小二乘法进行数据处理结果相吻合.利用Origin软件处理数据与作图,简洁、快速、直观、精确,可以在教学过程中应用.     

有限差分法在斜拉索张力振动测试识别中的应用

振动法测量斜拉索张力需要准确描述索力与自振频率的关系，考虑斜拉索边界条件、抗弯刚度和垂度的影响，使用有限差分法将斜拉索的静力平衡方程和自由振动方程离散，通过求解特征值问题建立了索力与振动频率的关系；然后将计算得到的模态频率与测试得到的模态频率比较，通过修正拉索张力计算值使计算频率与实测频率误差最小，最后修正的拉索张力则为斜拉索实际张力．通过对实际工程的测试结果分析表明，本文方法具有准确、实用的特点，可有效提高振动法测量斜拉索张力的精度。     

架空输电线路大跨越导线微风振动试验

为了掌握架空输电线路大跨越导线微风振动特性,设计制作了大跨越导线微风振动试验模型,研究了不同张力作用下,安装防振锤前后大跨越导线的振动响应,重点分析了防振锤耗能效果以及安装位置对导线振动的影响,并与理论分析结果进行对比,提出了大跨越导线防振锤的安装位置计算公式。试验结果表明:运行张力对大跨越导线微风振动影响较大,导线本身的阻尼线对微风振动的抑制作用十分有限;安装防振锤的导线振动幅值小于未安装防振锤的裸导线,但随着张力的增大,防振锤的防振频段收窄,防振效果降低;防振锤的安装位置对导线振动影响较大,防振锤安装位置应兼顾各激励频率下的振动波长;FR-4型防振锤的最佳防振频段为15~25Hz,对于抑制大跨越导线的高频和低频振动效果较差。     

基于频率分析的激光多普勒微小振动测量

研究振动幅度小于激光半波长的微小振动的测量方法.利用自己混合型半导体激光器的特点,大大简化了干涉系统的光路结构.同时,根据激光多普勒振动测量原理,分析了在波数σ＜1后采用频率分析方法测量的合理性,并实测了小到 90 nm的超声微小振动.实验结果表明,当最大多普勒频率等于振动频率时为该方法的测量极限.     

拱桥吊杆张力测试理论研究与误差分析

通过求解考虑拱桥吊杆弯曲刚度、转动惯量、剪切变形的振动微分方程,建立了频率与张力关系的方程.对频率方程进行求解分析,得出两端铰接的吊杆频率方程数值计算方法及其实用计算公式.通过和有限元法计算结果的对比,表明吊杆张力实用计算公式与吊杆条件的选取.详细分析了影响吊杆张力测试结果的主要因素,并指出了在工程实践应用中应注意的问题.     

弦n维振动的模糊关系矩阵描述方法

实际的弦线谐波振动迭加与经典理论得出的结果存在较大差别。由实验观察可知:弦的谐波振动具有多维性、同一谐波的振动取向(自由度)还具有可变性。讨论了用模糊关系矩阵描述这种n维振动及其迭加的方法。用这种模糊关系矩阵描述,在一定条件下可与傅里叶(Fourier)三角级数一维振动迭加达到统一。     

振动参数对筛分效率影响的实验研究

选用经过干燥的硅粉、钼粉和锌粉物料作为典型物料研究对象,通过实验研究振动参数对颗粒筛分效率的影响.首先,研究振动频率、偏心块夹角、料层厚度、不同物料性质对普通旋振筛筛分效率的影响,得出典型物料在普通旋振筛作用下的最佳振动参数;然后进行超声波振动实验,实验表明,超声波振动能够有效打散细粉物料颗粒团聚体,解决筛孔堵塞问题,显著提高了筛分效率.根据实验结果可以获得硅粉物料颗粒在普通振动和超声波振动综合作用下的最佳组合参数.     

预应力梁等效刚度与固有频率的近似解析解

预应力梁被广泛应用于微传感器和执行器中,其刚度、固有频率与预应力的关系是非常重要的物理关系.针对纯弯曲问题容易得到静态变形,而纯张力问题容易得到振动频率的特点,基于张力不影响弯曲振型和振型不影响张紧频率的假设,本文提出了高精度近似求解新方法,获得了两端简支、两端固定、一端固定一端简支三种典型边界条件下的等效刚度与固有频率的高精度近似解.与有限元分析结果相比,最大刚度相对误差为1.6%,频率相对误差为2.21%.本文研究为预应力梁的等效刚度和频率计算提供了一种简单有效的方法.     

输电线横向非线性振动研究

基于输电导线的横向非线性振动方程,利用伽辽金法将该非线性偏微分方程转化为关于时间变量的常微分方程,接着分别利用简化法、摄动法和同伦分析法对该常微分方程进行了求解,获得了输电导线横向非线性振动的频幅关系和力频关系.数值分析结果表明三种方法得到的结果非常接近,这就表示该非线性振动是一个弱非线性问题.频幅关系和力频关系都表明非线性振动频率不仅与导线特性有关,而且与初始振幅和张力存在密切关系.     

考虑旋光的反常声光互作用衍射光波长的研究

声光可调谐滤波器(acousto-optic tunable filter,AOTF)作为一种同时具有成像、光谱测量和偏振测量功能的新型光电传感器,近些年得到国内外广泛的关注。针对目前声光滤波器设计中忽略二氧化碲旋光性导致声光滤波器性能和光谱测量精度下降问题,理论分析了考虑旋光的反常声光互作用过程;并深入分析推导了此情况下衍射光的波长与声频、入射角度的关系。通过理论矫正得到波长变化与频率的关系;并通过实验得到与实际测量值的误差,校正后的误差减小4倍。通过数值拟合得到频率与波长的更准确的匹配关系,在实际应用中可以带来一定的方便;同时在考虑了频率与入射光极角的协同作用下,分析了波长的频率选择性和波长的角度选择性,这为高性能声光滤波器设计制作提供了理论和实验基础。     

钢芯铝绞线沿振动波形方向磨损研究

通过实验模拟了LGJ150/25型钢芯铝绞线在8%拉断张力下,3种不同振动周次下的微风振动磨损.采用扫描电子显微镜(SEM)和DMR多功能显微镜对铝线股磨痕进行形貌观测及尺寸测量.结果表明,试验后导线的磨损区域出现椭圆状磨损斑,在相同振动频率和张力作用下,磨损斑的尺寸主要受导线振幅、振动角、线股接触应力和振动次数的影响.试验结果对钢芯铝绞线微风振动磨损特性的深入研究具有重要的指导意义.     

弦线一端激励下的暂态解

驻波因其广泛的应用而成为大学教学的重要内容,弦线振动形成的驻波因其形象直观被作为教学演示内容引入课堂.本文给出一端固定一端受正弦激励下的弦线振动的暂态解,并画出不同时间弦线的图形,以说明驻波的形成是一个较复杂的过程.     

深海立管参激-涡激联合振动试验

深海立管在海流作用下发生涡激振动,在平台垂荡作用下发生参数激励振动,参数激励-涡激联合振动使立管动力特性更为复杂.在船舶拖曳水池通过拖车带动立管运动模拟均匀流下立管涡激振动,并设计频率和行程均可调的连杆装置带动连接立管顶端的弹簧,以模拟立管顶端受平台垂荡运动的影响,从而进行立管参数激励-涡激联合振动试验,研究流速、顶张力及参数激励对深海立管涡激振动的影响.结果表明,流速越大,立管振动应力越大,振动主频率越高;顶张力越大,振动应力越小,顶张力变化对立管涡激振动主频率影响不大;参数激励加剧了立管的涡激振动,立管振动应力随平台垂荡幅值增大而增大,随垂荡频率升高而增大,立管振动频率出现了参数激励频率的成分.     

弦的两重共振与非共振谐波共振实验研究

弦线存在与张力和弹性模量有关的两种固有频率，在一定条件下可使纵振．动达到最强，因而使横振动达到最大，即产生两重共振，非共振谐波也可出现振峰。提出了纵振动应力与应变的关系，介绍了实验测量方法。