基于ACTRAN的结构振动声辐射故障检测

文章对随机激励下结构振动声辐射问题进行研究,利用ACTRAN软件对简单结构体的振动声辐射问题进行了系统的分析,运用有限元-无限元方法对不同监测点进行定义加载,分析了声辐射声压与振动幅值的关系,同时,利用实验进行分析验证.结果证明:随着激励频率的增大,结构体振动幅值与声辐射声压值变化呈正相关关系,即激振频率越大,振动幅值与声压值的变化也变大.同时,有裂纹的结构体裂纹处的振动幅值与声压值比正常结构体变化非常明显,从而为运用振动与声学进行机械设备非接触故障诊断的研究提供了新的方法.     

椭球形弹性薄壳与内部可压缩流体的耦合振动

联合采用可压缩流体的边界元法与轴对称弹性薄壳的改进多节传递矩阵法,求解内部充液的椭球壳的耦合振动。数值计算结果表明,内部充液对壳体振动的耦合作用较强;壳体厚度与扁平度不同的椭球薄壳,耦合作用强度有较大差别。     

结构振动模态声辐射理论及试验研究

从结构振动声能辐射的一般规律、自由声场的能量分布及传送方式和结构振动模态原理入手，对结构振动模态的声能辐射与外加激励，模态参数间的关系进行了理论推导和研究。得出，当激振点不变时，激振力级的变化与振动模态加射的平均声压级成线性关系；若激振力不变，振动模态辐射的平均声压级与模态振型元素级成线性关系。对以上结果在自由声场中试验验证，理论值与实测值基本相符。     

多个转子的管道中黏性不可压缩流体的流动分析

研究了一类流固耦合问题,即带有多个转子的管道中不可压缩流体的流动问题。为了处理流体刚体之间的边界困难,将转子近似为黏性足够大的流体,从而把流固耦合问题转化为流体问题并得到近似解,然后通过黏性和运动方程确定出刚体的位置,从而将刚体与流体区域分开,最终得到该问题全局弱解的存在性。     

可压缩流体的喷管出流

从流体动力学的Ｅｕｌｅｒ方程出发,结合气体的绝热方程,讨论可压缩流体定常流动时流速与横截面之间的关系,给出亚声速流和超声速流的重要区别的物理阐释,进而讨论可压缩流体喷管出流的问题．     

充液双层壳的振动与声辐射计算

对某充液双层壳的结构振动和声辐射特性进行了研究.运用MSC/PATRAN建立结构的有限元模型,在MSC/NASTRAN平台上,考虑流固耦合效应,对水下双层壳结构进行频率响应分析,得出可用于声学分析的数据文件.再利用边界元软件SYSNOISE,导入上述结果文件作为边界条件,对双层壳结构进行声辐射数值分析.实例研究证明双层壳之间的不同肋骨设置对壳体的振动特性和结构声辐射的影响较开孔的数目影响大.     

结构声辐射主动控制中模态辐射效率分析

结构声辐射主动控制的“控制溢出”是一个重要问题,它直接关系到结构声辐射主动控制的成败。本文从“结构模态声辐射效率”出发,提出了结构声辐射“优势模态”和“劣势模态”新概念,全面阐述了振动结构中各种模态对声场的影响,为解决低频结构声辐射主动控制中“控制溢出”的理论问题提供了一条有效的途径,文章中以四角简支矩形板为研究对象,对其模态辐射效率进行了理论导并进行了结构声辐射主动控制实验验证,得出了和文中一致     

有源结构声辐射控制分布次级力源模型

在结构声辐射的主动控制中，以矩形板结构压电陶瓷为次级分布力源，首次建立具有最佳抑制声辐射效率的分布压电振动力学模型，在此模型基础上实验分析了简支状态下的模态效应，这为ＴＭＳ３２０Ｃ３０信号处理系统的有源结构声辐射控制试验系统解决了重要理论问题，该系统较之以点力为次级力源系统前进了一大步，并具有通用性。     

对不可压缩流体连续性方程的讨论

经典不可压缩流体数学模型的建立,是近代理论流体力学的基础。但是当时的数学工具的不完善,不可压缩流体模型的建立存在一些假设。本文针对不可压缩流体的连续性方程存在的一些问题,运用数学分析工具进行了数学上重新的分析和推演。所作的分析仍然是在经典流体力学基本框架上,在连续介质和局部平衡假定下[1]的基础上,从逻辑推演的角度对不可压缩流体连续性方程的定义作了一些有益的探讨。     

基于声辐射控制的驾驶室内声场优化

针对板结构的声辐射控制,在小振幅简谐振动情况下,以声辐射模态、直接边界元理论为基础,分析得出结构表面法向振速幅值是影响板结构声辐射功率和辐射声压的主要因素.以某挖掘机驾驶室为例,建立考虑座椅的驾驶室声学边界元模型,通过对板件声功率贡献分析,确定驾驶员右耳处主要峰值频率下声功率贡献突出的板件区域.针对声功率贡献突出的板件,以各板件表面法向振速均方根值的加权值最小为目标函数,建立优化数学模型,进行声场优化.结果表明,多个目标频率下声压响应峰值都有显著的下降.因此,采用所提出的优化方法可有效地控制驾驶室内辐射声场,具有显著的降噪效果.     

基于声辐射模态确定声功率

利用声辐射模态方法研究了声辐射问题．以声辐射模态表示振动表面的多极子辐射,构成一组基函数,采用声辐射模态展开振动表面辐射的声场信息．在声场中,选择包围振动表面的封闭表面,振动表面辐射的声功率为声强在该封闭表面上的积分．基于声辐射模态和声场分布模态,推导了计算任意形状振动表面辐射声功率的计算公式,丰富了声辐射问题中的模态分析内容．针对平板辐射,数值计算结果令人满意．     

基于时域声辐射模态的结构噪声主动控制研究

以平板为例，在时域里对声辐射模态进行了初步研究．研究表明时域声辐射模态既与时间无关，也互相独立，使得计算和控制声功率得以简化．针对瞬时声功率主要由第一阶辐射模态的声功率所决定的特点，在时域里进行结构噪声的主动控制研究，提出了新的主动控制策略，即通过抵消第一阶辐射模态的声功率使得总的声功率得以有效降低．在此基础上，建立基于FXLMS算法的自适应前馈控制系统，进行仿真计算，结果证明了主动控制策略是有效的．     

三维有界区域中非牛顿可压缩流体的广义解

考虑流体的偏应力张量分量与速度梯度为非线性关系的情况,本构方程仅依赖于速度梯度的一阶导数。对满足强制性条件,以及增长性条件 的非牛顿粘性可压缩流体在三维有界区域中的流动进行了研究,其中和为正常数,为速度梯度张量, 是偏应力张量,为的分量,它依赖于速度梯度张量。文章利用构造近似解和极限的过程证明了三维有界区域中非牛顿可压缩流体广义解的存在性,所用的证明方法为能量方法。     

芯板垂向可压缩夹层板有限元建模及声辐射性能分析

针对以往夹层板理论大多忽略芯板的垂向应变这一不足,构造了一种考虑芯板垂向可压缩变形的夹层板位移模式,并推导了相应的有限元单元及控制方程,求解了夹层板动力响应,进而利用有限元结果通过边界元法求解了一定频率范围内的夹层板声辐射功率,分析了芯板几何物理参数对夹层板声辐射性能的影响.结果表明,考虑芯板垂向可压缩变形在夹层板声辐射性能研究中是合理的,也是必要的;在一定范围内增加芯板厚度、降低其弹性模量均可减小夹层板单点简谐激励下的声辐射水平.     

可压缩流固耦合振动问题特征值分析的矩阵摄动法

在考虑流体的可压缩性时，流固耦合结构的动力学振动微分方程的系数矩阵将是不对称的．将流体自由度凝聚在固体位移上之后，获得了一个具有对称系数矩阵的非线性特征方程．然后采用矩阵摄动理论给出了这一特征问题的渐近解．     

基于表面波变换的水声瞬态信号降噪方法

为提高对水下目标信号检测的有效性和可靠性,对水声基阵信号的干扰噪声进行分析,提出对含噪信号进行三维表面波变换的降噪方法.通过设置适当的阈值,对变换后的系数进行舍取处理,得到表征信号及微量残余噪声的重构系数;对其进行表面波逆变换后得到降噪后的水声基阵信号.对实际水声信号的降噪实验表明:该方法实现了对基阵信号的并行处理,取得了较好的降噪效果.     

多种激励条件下复杂圆柱结构的中频声辐射预测及验证

利用混合有限元-统计能量分析法,研究不同激励条件下复杂圆柱结构的声辐射特性.构建了一种空中及水下航行器的典型结构——复杂圆柱结构.在半消声室中测量了圆柱结构腔内声压级水平.结果表明:在不同激励条件下,该方法预测的复杂圆柱结构在中频段的声压值与实验测量结果比较吻合,能够较准确反应各个频率段及拐点处的声辐射情况.预测误差随激励的类型及频率的改变存在一定差异,其中声-力混合激励下预测误差最小.随着频率的增加预测精度越来越高.     

利用声波反演技术识别储层流体性质

储层流体性质识别是测井解释的重要内容之一.在钻井过程中,储层所含流体性质一般在录井岩屑或钻井取心中能够直接定性识别,但录井岩屑和岩心受到井内泥浆等因素的影响,无法准确评价.有些测井技术,例如核磁共振成像测井,可以直接测量储层流体性质,但由于费用问题,不可能对所有井进行核磁共振测井.为此,本文研究如何利用常规声波测井方法进行流体性质识别.首先建立流体识别模型,根据模型把声波时差反演成电阻率值,再用反演电阻率和实测电阻率进行比较.当实测电阻率大于反演电阻率时,储层为气层;当实测电阻率小于反演电阻率时,储层为水层;气水同层和含气水层介于气层和水层之间,可根据实测电阻率和反演电阻率的差值大小来判别.实例表明,该方法适用于孔隙度较高的储层,孔隙度越大,流体判别的准确性越高.对低孔裂缝性储层及储层物性较差时,效果较差.     

基于门限估计的水声通信接收机自动增益控制

为了使用自动增益控制对接收信号的幅度进行动态压缩,采用统计接收端信号过门限瞬时值次数的方法,判断是否要调整原信号和基于对数或指数信号的变步长调整自动增益控制算法。在对数或指数信号变步长调整中,对数或指数信号之间是可以互相转换的,步长和收敛因子的选取受水声信道特性、信号幅度、噪声种类的影响。该方法已应用于水声信号接收系统,可较好地对输入信号的幅度进行动态压缩,还滤除了部分噪声的影响,达到了设定的期望值。实验结果表明,该方法抑制噪声能力强,跟踪速度快,适合在水声通信系统中应用。