自由振动法测量材料杨氏模量

根据振动理论，给出了悬臂梁自由振动的周期与材料杨氏模量的关系，并设计了一种测量材料杨氏模量的实验装置，该装置的测量精度比传统的静态拉伸法高一个数量级。     

用共振法测定弹性梁固有频率及振型

利用共振法测定两端自由弹性梁的固有频率和振型，将实验结果与理论值进行比较，并对共振法和测试结果进行了探讨。     

薄板共振结构共振频率公式的分析推导

对簿板共振结构的共振频率公式作出了详细的分析、推导、方法简单，易于理解，使学生更容易掌握共振频率公式．     

用共振法研究硬质纤维板的力学性质

<正>弹性模量是衡量一变形体力学性质的重要指标。目前国内对木材和木质材料性质研究仅限于静态测试,对硬质纤维板一类木质材料研究甚少。近几年内已开始对木材动态性能进行研究和测试,但是至今缺少供工程设计使用的木质材料动弹性模量的实验数据。 本文对硬质纤维板不同方向动态弹性模量E_D的规律进行了研究和探讨,认为“纤维板各向同性”的说明值得商榷。并说明动态共振法是一种简便易行、快速、准确、无损检测的有效测试手段之一,可广泛用于胶合板,层积材、刨花板以及木材等动态弹性模量E_D的测定。     

WBM法在薄板弯曲振动分析中的应用

研究了薄板结构在点力激励下的弯曲振动响应,基于间接Trefftz法.提出了解决薄板弯曲振动响应的波函数方法(WBM).方法原理是:将振动响应展开成全局波函数和非齐次方程特解的线性叠加,这些波函数精确满足方程的齐次部分,随后利用伽辽金法在边界上进行加权残值计算.得到波函数的常数系数.同有限元法相比,WBM法不再需要划分成很小的单元,有更高的计算效率和收敛速度.可以推广到中频段的计算.以一个周边简支矩形薄板为例进行验证.结果表明方法准确且高效.     

用切比雪夫多项式计算薄板的弯曲变形和临界压力

本文利用第二类切比雪夫多项式作为试函数,并结合康脱洛维奇变分解法,用于薄板的能量泛函来求解矩形板在各种支承条件下承受均布载荷或集中力时的弯曲变形和矩形板屈曲时的临界压力。虽然采用的是一级近似计算,但计算结果表明,这种方法简单易行,在工程实用中是足够精确的。     

超声振动车削系统组合共振设计法

采用机械阻抗法建立了超声车削系统的组合共振基本方程．通过改变单个部件的几何参数研究了超声车削系统中单个部件固有频率变化对整体系统固有频率的影响，分析结果和实验基本吻合．按上述方程建立的超声车削系统得到了良好的共振效果．     

用瞬态激振法测量微机械材料的弹性模量

利用蚀刻硅技术制造的微机械构件 ,由于其特殊的制作过程需要对其材料的机械性能如弹性模量等进行测试。文章综述了已有的微机械材料弹性模量测试方法。在此基础上 ,提出了用瞬态激振法来测量微机械材料的弹性模量的方法 ,这种方法把微机械构件做成悬臂梁 ,通过对悬臂梁进行瞬态碰击激励并使之产生一个短暂的振荡。然后求得振荡趋于稳定时的频率 ,这就是悬臂梁的固有谐振频率。再通过计算公式求出微机械材料的弹性模量。这种方法具有测试装置简单、测量容易、精度高等特点。可作为一种常用的测试方法     

导电薄板在纵向磁场中的谐波共振分析

基于Maxwell方程及Kirchhoff薄板基本假设,导出了导电薄板的非线性磁弹性振动方程、电动力学方程和电磁力表达式。在此基础上,研究了纵向磁场中横向机械动载作用下条形薄板的非线性谐波共振问题。针对两端简支边界条件情况,应用伽辽金法进行积分,导出了关于振动位移和电场强度函数的磁弹性耦合振动微分方程组。利用多尺度法进行求解,得到了共振下的幅频响应方程,并对定常解的稳定性进行了分析,得到了解的稳定性判定条件。通过数值计算,得到了共振振幅随调谐参数、激励力幅值和磁感应强度的变化规律曲线图,以及系统振动位移和电场强度的时程响应图,分析了电磁、机械等参量对共振现象及解的稳定性的影响。     

无损检测足尺人造板弹性模量和面内剪切模量

【目的】研究足尺人造板沿长度和宽度方向的弹性模量与面内剪切模量的快速和在线无损检测。提出了一种基于横向自由振动的方法,即通过测量在四节点支承下足尺人造板自由振动时沿长度方向的一阶弯曲、沿宽度方向的一阶弯曲和扭转的3个频率以及板材的密度,来检测其沿长度和宽度方向的弹性模量与面内剪切模量。【方法】利用试验模态分析方法,对3种厚度中密度纤维板和2种厚度胶合板的足尺人造板进行了模态试验,获得了四节点支承下足尺人造板自由振动前9阶模态的频率和振型,同时也进行了力学性能检测试验,并对测量结果进行了重复性分析。【结果】中密度纤维板和胶合板第1和第7阶的振型都分别是沿长度方向的一阶弯曲和沿宽度方向的一阶弯曲,中密度纤维板第5阶的振型是扭转,胶合板第4阶的振型是扭转,同时该检测方法测量结果的重复性很好。【结论】基于横向自由振动理论测定四节点支承下足尺人造板沿长度和宽度方向的弹性模量以及面内剪切模量是可行的。     

宽度孔径比对复合材料机械连接试验的影响研究

采用不同宽度孔径比(W/Z)=3、4、5)的复合材料两钉机械连接试件进行单剪拉伸和压缩试验。虽然都属于50%挤压/旁路响应试验且孔径相同,但不同宽度导致复合材料层合板和螺栓承载能力之间配比发生变化,进而对应的破坏模式、试验结果表现出很大的不同。经过试验观察、计算分析发现:当W/D=3时,复合材料层合板在螺栓处断开,这是由于复合材料层合板相比螺栓承载能力弱因而发生了旁路破坏;当W/D=4、5时,螺栓、复合材料层合板挤压较为明显,伴随着复合材料层合板分层,这是由于复合材料层合板相比螺栓承载能力强因而发生了挤压破坏。     

主共振纳米梁非线性振动电容控制

针对纳米梁非线性振动控制问题,以Euler-Bernoulli梁为模型,提出了纳米梁非线性振动电容式传感器控制方法。纳米梁电容器电容值随纳米梁的振动而变化,纳米梁电容式传感器根据电容变化提取振动信号,并将放大后的振动信号传递给控制器以控制纳米梁的非线性振动。应用多尺度法得到系统的近似解,推导出系统主共振的幅频响应方程。应用数值模拟方法,通过不同控制参数下的幅频图分析了纳米梁振动的非线性动力学行为。研究表明,该方法能够有效地控制纳米梁的非线性振动,通过选取适当的控制参数能够削弱甚至消除纳米梁非线性振动特性。     

复合材料等效弹性模量预测方法的改进

进一步探讨Halpain-Tsai修正混合率计算模型及其原理,并对其经验拟合参数q进行理论识别,指出了该参数的力学特征,认为q实质上就是复合材料的界面剪切弹性模量,给出理论证明和几何解释,对比了理论预测值与聚合物混凝土的实验结果.结果表明,利用改进后的预测模型获得的预测值与实验值吻合较好.     

大展弦比飞机机翼弯曲变形分析和测试方法

将大展弦比飞机机翼简化为变截面悬臂梁结构。基于线性叠加原理,将变截面梁划分为n段,推导出梁挠度的计算方程。根据机翼实际尺寸,并考虑机翼自重和外挂载荷建立变截面梁模型,将梁划分为5段、10段、20段计算梁的挠度。利用ANSYS有限元软件中几何非线性迭代方法,分析变截面梁受均布载荷时的变形。理论计算结果和有限元仿真结果吻合,验证了该计算方法的有效性。为计算大展弦比飞机实际飞行过程中机翼实时弯曲变形,在机翼上布置应变计并进行地面标定试验,得到载荷与应变之间的关系方程和机翼各段的弯曲刚度。通过采集飞行实测应变数据,结合标定方程将机翼各测试切面应变-时间历程转化为载荷-时间历程,再利用挠度计算方程计算机翼的实时弯曲变形情况。为大展弦比飞机飞行过程中机翼变形测试提供了一种工程测试途径。     

各向同性弹性薄圆盘的径向振动及其等效电路

对各向同性弹性薄圆盘的径向振动进行了研究,得出了其等效电路。在此基础上,推出了弹性薄圆盘径向振动的频率方程以及振子共振频率的表达式。利用数值法,得出了不同材料弹性薄圆盘径向振动超越频率方程的一系列根。经过拟合,得出了频率方程的根与振子材料泊松系数拟合关系的表达式,从而简化了径向振动薄圆盘的工程设计及计算。     

简谐力矩作用柴油机轴系的主共振

应用拉格朗日方程,得到了柴油机轴系的非线性振动微分方程,根据非线性振动的多尺度解法,求得系统满足主共振情况的一次近似解,并对其进行数值计算,绘制系统相图、时间响应曲线,分析外激力、谐调值等对系统的影响.     

共振现象的相图及动力学特征

共振是一种物理现象,当强迫力的频率等于物理系统的无阻尼自然(固有)频率时,系统会产生共振．该文研究了受迫振荡的耗散系统的相图变化,解释了动力学特征——共振。     

新型纵弯复合换能器频率特性及辐射声场研究

各边界条件下矩形厚板辐射声场的辐射声场的解析解很难得到,因此利用有限元法分析了由夹心换能器与矩形厚板组成的新型纵弯复合换能器谐振频率的影响因素和辐射声场。结果表明矩形厚板几何尺寸对纵弯换能器频率产生较大影响,谐振频率随着接触面积的增大而增大;随着厚度的增大,各模态频率变化趋势与单独矩形板随厚度增大时频率变化不同;频率较低时,谐振频率随着矩形板宽度的增加而增大,但在频率较大时振动比较复杂,规律不明显需根据具体实际情况确定;同时实验测试结果表明模拟结果与实验结果误差较小。辐射声场研究结果表明矩形板几何尺寸会对复合换能器声场产生不同影响,相同振动模式下随着频率的增加,换能器在各模态频率下的指向性峰值变大且越来越尖锐,并且在主峰外出现了较多次峰;当板厚度增加,相同模态下的指向性变得更加尖锐,其结论可为纵弯振动复合换能器实际工程应用提供理论参考和频率调试依据。     

移动磁场作用下的通电导线的非线性动力学分析

研究输电线在磁场中谐扰力作用下的主共振问题,应用动力学方法建立磁场中受谐扰力作用输电线的非线性振动。根据非线性振动的多尺度解法,得到了系统满足主共振情况的近似解,并对其进行数值计算。分析磁场变化、外部激励、调谐值、阻尼等对系统的响应。得到系统失稳的临界磁场强度,指出力幅响应曲线存在跳跃现象。