热激励微悬臂梁谐振器品质因数研究

基于对影响微悬臂梁谐振器品质因数的内摩擦、支座损耗、氧化层（或镀层）损耗和分子阻尼、空气阻尼和压膜阻尼等阻尼机制的理论分析，计算出不计成型槽阻尼时微梁在高真空、分子阻尼或粘性空气中谐振的品质因数，提出较小的成型槽宽度可以降低在粘性空气中谐振的微悬臂梁谐振器的品质因数。制作了成型槽宽度不等的电热激励－压敏电阻检测硅－二氧化硅双层结构微悬臂梁谐振器，测试了其在粘性空气中的品质因数。实验数据表明：对成型槽宽度大于梁宽度的微悬臂梁谐振器，测量值与计算值符合较好，反之具有较大误差。     

纤维含量对麻纤维复合材料力学 和振动阻尼性能的影响

振动阻尼和力学性能是节能环保麻纤维增强复合材料推广应用于高铁、汽车等运载工具车身时需要考虑的重要和关键技术指标.为此,本文对洋麻纤维增强聚丙烯复合材料进行了拉伸力学性能试验和悬臂梁模态试验,得到了复合材料的拉伸性能和振动阻尼特性参数(固有频率和阻尼比),并探讨了纤维含量对复合材料力学性能和悬臂梁固有频率以及阻尼比的影响.结果表明:随着纤维含量的增加,复合材料的断裂伸长率逐渐降低,弹性模量和拉伸强度均呈增加趋势.同时,复合材料的悬臂梁固有频率随着纤维含量的增加而增加.然而,复合材料悬臂梁的阻尼比呈现先增加后降低的趋势,当纤维质量分数为10%时,阻尼比达到最大值为0.093,与纯聚丙烯相比,提高了20.8%.复合材料悬臂梁二阶阻尼比均高于一阶阻尼比,表明振动幅值影响麻纤维增强树脂基复合材料的阻尼性能.     

汽车多楔带的力学性能实验测量

以汽车4PK998多楔带为实验测量对象,测量了多楔带的纵向静态和动态力学性能.通过纵向拉伸实验测量了纵向静刚度、弹性模量;通过横向振动实验,利用三坐标加速度传感器,采集纵向方向上的振动曲线,测量了带的阻尼、动态黏性阻尼系数和纵向动刚度,此种方法避免了实验时施加纵向激励引起质量块-带模型的横向摆动,且具有一定的准确性.     

梁长对悬臂梁振动测定材料动弹性模量的影响

由悬臂梁振动测定材料动弹性模量的方法,受梁长与梁高比值的影响较为明显.选用有机玻璃和聚丙烯塑料2种材质,进行由悬臂梁振动测定材料动弹性模量试验.试验结果表明,只有当梁长大于或等于5倍梁高时,这种影响才可忽略不计.同时,当梁长大于或等于3倍梁宽时,对悬臂梁振动测定材料动弹性模量的影响不明显.     

昆明呈贡重塑饱和红黏土的动变形特性试验

为了得到不同试验条件下昆明呈贡地区的饱和红黏土的动变形特性演化规律,通过GDS动三轴试验系统,研究了围压、动载频率和固结比对重塑饱和红黏土动变形特性的影响.试验结果表明:随着围压和动载频率的增加,达到相同应变所需的动应力越大,动弹性模量也越大,阻尼比减小;随着固结比增加,达到相同应变所需的动应力越小,动弹性模量也越小,阻尼比增加.利用Har-din-Drnevich双曲线模型,对饱和红黏土的动本构关系进行拟合,拟合效果良好;给出了各试验条件下的拟合参数,并计算得到了最大动弹性模量和最大动剪切模量;两个模量随着围压和动载频率的增大而增大,随着固结比的增大而减小.     

振动频率对重塑粉质黏土动力响应特性的影响

土体的动力响应具有明显的率效应,以三峡库区某滑坡饱和粉质黏土为研究对象,以动三轴试验为研究手段,分析了振动频率对粉质黏土累计变形、孔隙水压力和动模量的响应特性.结果表明:振动频率越高,累计变形达到稳定状态时所需振动次数越少,累计变形也越小,孔压增长越慢,达到稳定时孔压比越小;振动频率对动弹性模量的发展影响不大.研究成果为粉质黏土在工程设计中的应用提供了参考.     

用激光扫描测振仪测定石膏悬臂梁动弹性模量

为了获得拱坝动力模型试验所用石膏的动弹性模量,首先通过数值方法(有限单元法)计算得到石膏悬臂梁试件的第一阶固有频率,再通过激光扫描测振仪对试件进行试验模态分析,测得石膏悬臂梁试件的第一阶固有频率.将由数值方法和试验模态分析分别得到的第一阶固有频率,通过反演方法得到石膏在第一阶固有频率下的动弹性模量.试验结果表明:石膏在第一阶固有频率下的动弹性模量与静弹性模量相比,提高了约25.8％.     

侧向均布剪应力作用下双模量悬臂梁的弹性解

利用弹性理论研究了双模量悬臂梁在侧向均布剪应力分布载荷作用下的平面应力问题,推导出了悬臂梁的应力公式.并把该应力公式的计算结果与有限元法的计算结果进行了比较,验证了双模量悬臂梁的应力公式是可靠的.算例分析表明:双模量悬臂梁的拉压区的弯曲应力随着双模量悬臂梁的长高比的增大而增大;采用相同弹性模量弹性理论研究双模量悬臂梁平面应力问题时,得到的弯曲应力公式与材料的弹性模量无关;采用双模量弹性模量弹性理论研究双模量悬臂梁平面应力问题时,得到的弯曲应力公式与材料的弹性模量有关.双模量悬臂梁材料的拉压弹性模量相差较大时,平面应力问题计算应采用双模量弹性理论.     

两种木质复合材料弹性模量与阻尼比的动态测量

采用"悬臂梁"自由端方式,测定了硬质纤维板(HDF)、定向刨花板(OSB)试材的动态弹性模量E动和阻尼比そ,测量了HDF、OSB试材的静态弹性模量,验证了动态测试方法.测定结果表明,动、静态弹性模量情况一致,动态测试方法快速、简便、重复性好.     

硬涂层悬臂梁减振机理分析模型的建立

由于无法有效确定硬涂层阻尼占整个系统阻尼的份额,致使创建硬涂层复合结构减振机理分析模型变得非常困难.从分离硬涂层的阻尼贡献出发,研究了创建硬涂层悬臂梁减振机理分析模型的方法.首先,对涂层前后的悬臂梁系统进行了减振特性实验,获得了固有频率、阻尼比和振动响应.然后,在对涂层前后悬臂梁系统储能及耗能分析的基础上,确定了获取硬涂层材料阻尼贡献的方法.最后,基于Oberst梁理论,创建了同时考虑材料阻尼和等效黏性阻尼的悬臂梁系统减振机理分析模型,并校验了分析模型的正确性.结果表明:利用分离出的硬涂层材料阻尼以及涂层前测试获得的阻尼,可创建用于模拟实际涂层梁系统动力学特性的解析分析模型.     

具有分支电路的半主动可控压电阻尼减振

分支电路系统中不同电器元件及其不同布置组合,可以构成不同的半主动压电阻尼系统.文中给出一种新型的半主动分支电路的可控压电阻尼技术,并以一个悬臂梁为例,对该方法的有效性进行验证.对悬臂梁处在不同模态或不同位置单个传感器的情况,通过调节可变电容,使电路的振荡频率和模态频率相吻合,从而得到振幅减少的百分比和最佳传感器位置.     

微梁传感器弹性模量的测试

利用一种静态和两种动态的检测技术,对红外辐射探测微悬臂梁式传感器材料的弹性模量进行了测试研究.在静态检测实验中,利用纳米硬度计直接测出传感器材料的弹性模量;在动态实验中,分别利用谱平面光学滤波法和多普勒测振仪得到微悬臂梁传感器结构的固有频率,再结合数值模拟计算求出传感器的等效弹性模量.通过几种检测结果的分析和比较,获得了更加精确的微梁传感器单元的弹性模量值,为微梁的优化设计和评估提供了可靠的参数.     

振动采种机振动参数的选择与计算

<正>本文对振动采种机振动参数的选择和计算进行了研究。找出了成熟杉木种子和马尾松球果振落最佳时的频率和加速度范围。测定了杉木、马尾松立木的自振频率、弹性模量、阻尼系数。提出了力学简化模型,推导了振动计算方法,进行了计算并和实测值作了比较。其主要结果如下: 1.频率范围5～100赫兹。杉木最佳在70～80赫兹,马尾松在50～60赫兹。加速度范围在5g以上。 2.杉木立木的弹性模量为58900公斤/厘米~2,马尾松为51600公斤/厘米~2。阻尼系数为0.23～0.36。 3.树干振动是一种无限多自由度的悬臂梁的横向振动。其一阶基频的计算值和实测值相差在10％左右。 4.对于树径在10～25厘米、树高在6～15米的杉木,在80赫兹下激振,产生10g的加速度所需激振力基本在50～500公斤。 5.振动消耗的功率小,节约能源。     

橡胶砂液化特性的动扭剪试验研究

为研究橡胶砂的液化特性，在不同的橡胶质量掺量、循环应力比、相对密实度、频率和有效围压工况条件下对橡胶砂进行动扭剪试验，分析橡胶砂的动力剪切应力-应变关系、动弹性模量和阻尼比的发展趋势.结果表明：橡胶颗粒质量掺量越高，橡胶砂越不易液化，广义剪切应变越小，橡胶砂越不易破坏；在橡胶颗粒掺量一定的情况下，试样破坏周次随循环应力比增大而减少；相对密实度和有效围压增大时，试样的剪切应变降低、抗液化能力增强，而剪切频率增大时，抗液化能力减弱；随着剪切应变和橡胶颗粒掺量的增加，试样弹性模量逐渐降低，阻尼比逐渐增大.     

随机激励下非线性空气悬架系统的混沌振动分析

为了分析路面不平度激励幅值、激励频率、减振器阻尼系数和非线性阻尼系数对空气悬架系统发生分岔和混沌的影响,文章以某客车为研究对象,考虑阻尼非线性和空气弹簧非线性建立单自由度1/4车体空气悬架系统模型,采用相轨迹图、Poincaré映射图、时间历程图、功率谱图和Lyapunov指数验证悬架系统的运动状态。数值仿真表明:路面不平度激励幅值在0.036~0.100m之间悬架系统发生分岔和混沌运动,激励频率在1.50~3.24Hz之间发生跳跃和分岔现象,阻尼系数在0~300N/(m·s-1)之间作混沌运动,非线性阻尼系数的变化没有引起分岔。即路面不平度激励幅值越大,汽车发生混沌运动的可能性越大;减振器阻尼系数越小,汽车越容易发生混沌运动;非线性阻尼系数对汽车发生分岔和混沌的影响较小。     

基于模态局部化的耦合悬臂梁能量收集分析

为提高能量采集效率和拓宽能量采集效率范围,基于模态耦合原理,设计出一种机械耦合式悬臂梁结构.通过设计弹性连接的悬臂梁能量收集器,利用长度非对称诱发结构模态产生局部化现象,以假设模态法为指导,建立悬臂梁能量收集器的运动微分方程.基于理论模型、仿真模型和实验验证对能量收集进行研究,通过实验测量出耦合悬臂梁能量收集器的振动频率、电压和功率等信号.实验结果与仿真结果相互佐证,证明了压电悬臂梁能量收集器不仅能够提高频率带宽,而且也提高了收集效率.     

散斑干涉方法测定牙槽骨弹性模量

针对牙槽骨弹性模量在认识其结构生物力学行为及在口腔正畸治疗方案中的重要作用,应用电子散斑干涉方法对牙槽骨材料的弹性模量进行了实验研究.首先为减少误差采用有限元数值模拟得到牙槽骨梁-质量球的单自由度振动模型优化尺寸,并依此利用电子散斑干涉技术对12个试样进行了共振模态测量,基于悬臂梁等效弹簧刚度模型及振动频率测量值获得了不同部位的牙槽骨在不同湿度下的弹性模量.实验结果表明:不同牙位、牙根轴向层面的牙槽骨弹性模量值存在明显差异,磨牙间的牙槽骨弹性模量明显小于前磨牙部位,根尖处牙槽骨弹性模量显著大于根中部位.测量结果与已有文献的接触测量方法获得的牙槽骨弹性模量值及分布特性相一致,证明了骨材料弹性模量的非接触散斑干涉测定技术的可行性与有效性.相比之下,该测试方法对试样约束及加载方式要求较低,具有实验操作简单、非破坏性测量、可多次重复实验的优势.     

半主动阻尼拉杆的动态特性研究

将半主动阻尼拉杆等效成质量和弹簧的二自由度模型,推导了动刚度表达式.建立了基于线弹性、分数导数和摩擦模型的橡胶衬套非线性模型,采用Maxwell模型来描述广义阻尼器动刚度.利用最小二乘法对衬套和广义阻尼器动刚度模型中的参数进行了识别.通过实验和仿真计算对比了半主动阻尼拉杆在通电和不通电两种工况下的动刚度值.分析了等效弹簧刚度、阻尼常数和衬套刚度对半主动阻尼拉杆动刚度和阻尼性能的影响.结果表明:当衬套刚度、等效弹簧刚度和阻尼常数较大时,半主动阻尼拉杆的动刚度较大;增加阻尼常数能提高半主动阻尼拉杆低频时的动刚度,降低等效弹簧刚度和衬套刚度可以减小高频时的动刚度;衬套刚度对阻尼性能影响较小;等效弹簧刚度和阻尼常数越小,半主动阻尼拉杆阻尼性能越好.     

人工肌肉IPMC电致动响应特性及其模型

采用自行设计的悬臂梁装置对人工肌肉IPMC的电致动响应特性进行测试,研究在直流电压作用下悬臂梁位移与电压的关系及在方波电压作用下位移与电压频率的关系,建立IPMC材料的力学模型;提出IPMC材料悬臂梁电致动挠曲线方程的大变形解法,导出作用于IPMC悬臂梁上的等效弯矩与电压、频率的函数.测试结果表明,在电压为5 V时位移达到最大值11.1 mm;当电压的频率大于30 mHz时,随着频率的增加,悬臂梁的位移逐渐减小,且在30～100 mHz时下降迅速.模型计算结果与测试结果最大相对误差在10%以内,证实了模型的准确性.     

复合材料结构阻尼测试分析

对阻尼测试实验过程中的误差和结构阻尼等效理论误差进行分析.参照国标制备复合材料试件,测量完整和含损伤复合材料悬臂梁的阻尼值,结果表明损伤位置影响模态参数.同时还研究不同激励幅值对阻尼值的影响,该方法在线性范围内得到的阻尼值离散度小.