复合型地震检波器的研究——一种宽频带高分辨率地震检波器

复合型地震检波器是采用了电磁感应和涡流效应相结合的原理而设计成的一种前所未有的地震传感器,其输出信号是电磁感应在线圈中产生的电势与涡流效应在线圈中产生的电势之和.其特点是频带宽、高频响应好、勘探分辨率高、而且又具有较高的灵敏度和良好的低频特性,因而有更广泛的工程实用价值.     

基于CLSVOF方法的两层液体晃荡数值模拟

采用CLSVOF界面捕获方法对矩形舱两层液体晃荡问题进行了数值研究.首先,开展了数值自由衰减测试,验证线性势流理论得到的系统固有频率的准确性,并根据固有频率的计算值确定了模拟工况.然后,探讨了外部激励频率稍微偏离系统固有频率时,液液界面出现的拍频现象.最后,对比了计算和试验得到的液液界面形状以及高度时间历程,验证CLSVOF方法在模拟两层液体晃荡时的准确性.研究结果表明:数值方法可用于计算两层液体系统的固有频率并研究两层液体的晃荡特性;当液舱外部激励频率稍微偏离系统的固有频率时,液液界面也会像自由表面一样出现拍频现象,拍频波的频率取决于系统的固有频率以及液舱激励频率,频率值为二者差的绝对值.     

两自由度系统固有频率与主振型的算法研究

讨论了两自由度系统两种不同的求解固有频率与主振型的方法,为限制或利用机械振动提供重要参考.当要限制振动时,外部激励的频率应尽量远离系统的固有频率以限制系统的机械振动,当利用振动时,外部激励的频率应与固有频率接近或相等以有效利用机械振动.     

涡流检波器动特性的研究

综合考虑检波器磁路系统中外壳磁靴等部件的电磁感应对固定线圈感应电流的影响，建立了涡流地震检波器的七参数机电磁动力学模型，分析了参数的影响范围，并由四参数模型进行了对比。理论分析及测试结果表明，外壳磁靴系统的附加耦合效应主要影响检波器在中高频段的频率特性，因此七参数模型能够较四参数模型更为准确地描述检波器的中高频段频率特性。研究结果可为检波器的特性研究、参数辨识以及进一步的研制开发提供理论基础。     

单边接触悬臂梁振动特性研究

本文采用实验分析的方法,研究单边接触悬臂梁振动系统在阶跃激励与敲击激励下系统的振动特性。利用Matlab软件对采集到的实验数据进行时频分析,发现单边接触约束条件并不改变梁的固有频率,但是在固有频率附近出现高阶谐振频率聚集的现象。     

脉冲涡流检测中参数影响的仿真分析与实验研究

脉冲涡流检测过程中传感器尺寸及激励参数对检测结果影响较大,对其进行优化设计可提高检测系统的性能。在分析矩形脉冲涡流传感器工作原理的基础上,采用ANSYS仿真软件建立了脉冲涡流的仿真模型,仿真分析了传感器尺寸变化对铝板中涡流衰减规律的影响,激励脉冲频率和占空比变化对缺陷检测灵敏度的影响,仿真结果表明:当激励线圈长度增加时,涡流在铝板中的衰减速度变慢,而当激励线圈宽度和高度增加时,涡流在铝板中的衰减速度变快;激励频率与占空比对缺陷检测灵敏度的影响与被测试件厚度有关,对于厚度较大的板材,应适当降低激励频率并提高占空比。最后采用实验的方法对仿真结果进行了验证,实验与仿真结果相一致,证明了仿真结论的正确性。     

正弦扫频电激励法测量与识别地震检波器特性参数

依据动圈式地震检波器的互易性质,将检波器的电特性与力学特性相结合,提出了用正弦扫频电激励测量动圈式检波器特性参数的新方法,建立了这一方法的数学模型;以此为目标函数,对实测频率响应函数进行了曲线拟合并确定了检波器的特性参数;分析了影响测量精度的各种因素.理论分析、实验结果和与振动台激励方法的比较结果均表明,此方法稳定性好,精度高,测试系统简单,适合于检波器生产、维修和施工检测使用.研究结果为便携式检波器特性参数测试仪的研制提供了新的依据.     

频率涨落线性谐振子在简谐激励下的随机共振

研究了线性谐振子在固有频率存在白噪声的情况下受到简谐激励后的系统输出响应.计算出一阶矩的解析表达式后发现:输出响应是简谐振动,振动频率是激励力的频率,振幅随简谐激励力频率和固有频率的变化均出现随机共振.     

一种新型的惯性式特殊低频传感器

磁电式速度检波器是工程中常用的传感器,但受其固有频率的限制,不适于测量低频振动。本文详细研究了在检波器的输出端并联电容对检波器特性的影响,发现并联电容的效果相当于增加悬挂系统的当量质量和当量阻尼系数。这种做法的特点在于以损失高频段的灵敏度为代价,换来系统固有频率的降低和机械量程的扩大及耐冲击性能的提高,与此同时,低频段的信号强度并没有明显减弱。在此基础上,用电路网络对磁电式检波器的低频特性作进一步的校正,得到了惯性式特殊低频传感器。     

充液圆柱壳内旋转重力波的振动分析

为揭示充液弹性圆柱壳受高频激励，壳内自由液面出现低频大幅旋转重力波的产生机理，应用非线性动力学理论，在考虑弹性壳与流体的非线性耦合条件下，建立了壳液耦合系统的非线性振动方程组．运用Runge-Kutta法进行数值求解，得到了该系统振动的时间历程及频谱特性曲线，进一步分析了系统的非线性动力学特性．结果发现，当激励力幅值足够大，且激励力频率在壳体固有频率与液体固有频率之和的附近窄频带内时，壳内自由液面会出现大幅低频旋转重力波．由此可知，低频大幅旋转重力波的产生机理是由壳体两个同频率模态同时在壳液耦合系统非线性因素的作用下而引起的组合共振．     

电磁式动力消振系统

文中提出了一种带电磁式固有频率可控动力消振器的频率跟踪消振方法。消振系统由测振装置、频率跟踪控制器、功放及电磁式消振器４部分组成。文中介绍了消振器的原理及其特性，频率跟踪控制电路框图，变频振动时的频率跟踪消振实验。结果表明，本消振方法在变频振动条件下具有良好的消振效果。     

液压式固有频率可控动力消振器的研究

文中提出了一种新型消振元件──可用于消除变频振动的液压式固有频率可控动力消振器。介绍了该消振器的原理、动态特性、动刚度的计算和实验曲线以及固有频率和油区的关系曲线。进行了手控变频消振实验。结果表明，该消振器对于变频振动具有令人满意的消振效果。     

硬涂层材料对碳纤维增强复合材料叶片的振动特性影响

针对两类具有压电和压磁效应的典型陶瓷基材料的硬涂层,考虑硬涂层材料和碳纤维增强复合材料各向异性特征,建立硬涂层-碳纤维增强复合材料叶片动力学模型,基于模态分析的方法得出硬涂层材料对叶片固有频率的影响,采用谐响应分析方法研究叶片的振动响应特性,并对叶片不同转速下的固有特性进行分析。研究了硬涂层材料涂覆的厚度及位置对碳纤维增强复合材料叶片振动特性的影响,结果表明,具有压电效应的硬涂层材料涂敷在碳纤维增强复合材料叶片上可以减小振幅,从而达到减振的目的,且涂敷在叶盆上的减振效果优于涂敷在叶背上。     

模态参数识别中频响函数估计的最小二乘优化

模态参数识别的精度将会直接影响到机械结构系统动力特性分析的质量,而频响函数的估计精度对模态参数识别精度影响很大.工程中通常借助FFT采用功率谱平均估计频响函数.由于FFT过程中截断及舍入等误差的存在以及噪声的影响不能完全克服,采用此方法估计的频响函数来识别模态参数,其精度受到影响.因此,在分析频响函数的理论值与功率谱平均估计值的误差函数的基础上,应用最小二乘法对频响函数的估计进行优化.通过实测试验对该方法的有效性进行了验证.试验结果表明:采用优化后的频响函数识别的阻尼固有频率和阻尼比比没有优化直接峰值搜索得到的结果更接近真实的结果,该方法能够提高模态参数识别的精度.     

一种分析电力系统低频振荡中阻尼特征的新方法

根据电力系统中低频振荡的特点，本文从系统阻尼分类着手，提出了一个反映网络结构及运行工况对低频振荡影响的固有状态阻尼及固有状态阻尼系数矩阵的概念，并以此为基础得到一个分析与判断电力系统低频振荡中阻尼特征的新方法，最后，本文将此方法应用于某实际系统的分析计算中，并与常规的方法进行了比较，得到了令人满意的结果。     

非对称渐开线圆柱齿轮建模与扭转振动仿真

为研究非对称渐开线圆柱齿轮的动力学特性,在对传统的非对称齿轮扭转振动模型进行动力学等价变换的基础上,建立了基于虚拟样机技术的非对称齿轮动力学模型. 利用该模型,综合考虑齿轮啮合过程中时变啮合刚度和啮合阻尼的影响,进行对称及非对称齿轮振动特性的时域和频域分析,并与数值仿真和实验研究的结果进行比较. 结果表明:该模型仿真与数值仿真和实验研究的结果相吻合.     

高精度激光加工设备隔振系统的设计

随着激光加工精度要求的不断提高,加工设备系统的稳定性问题受到越来越多的重视。利用有限元方法对高精度激光加工设备的固有频率和谐响应进行了分析,并采用空气弹簧对整个系统进行减振处理。研究结果表明该激光加工设备具有较高的固有频率,当外部激励频率明显小于一阶固有频率时系统较稳定,并且不同振动频率下空气弹簧的减振效果均较高,满足设备的减振要求。     

RLC电路的仪器分析与参数识别

本文给出应用动态信号分析仪分析线性电路的方法.首先用仪器获得频率响应函数图形并从图中识别谐振频率和半功率带宽,再计算出决定响应函数的参量.不建立和求解网络方程,便可根据解的形式写出响应函数并确定响应性质.具有结果准确、快捷和测量参数容易识别的特点.     

飞燕式钢管混凝土拱桥动力特性研究

结构的固有振型、频率和阻尼是重要的动力特征,是车振、风振及地震分析等动力计算的基础。本文以丫髻沙大桥为例,通过建立其三维空间有限元模型,采用子空间迭代法,得到其前十阶的自振模态,并从中分析其出现的主要振型,为本桥的其他分析做准备。     

坐姿状态下人-结构相互作用体系水平振动特性

针对人-结构系统水平振动问题,建立质量轻基频低的试验平台,研究人端坐于试验平台时该人-结构相互作用体系的水平振动特性.试验结果表明:自然端坐状态下,人体的不同朝向对结构的动力特性的影响不同.当人朝x向端坐时,结构多出一个振型频率,而基频恰好分布于两振型中间;而当人朝y向端坐时,结构仅有共振频率高于原结构基频.在研究中,人通常比较成质量块放在结构装置上,而事实上质量块对结构的振型阻尼比影响很小,人体能显著增大结构振型阻尼比.因此,不能将水平向自然端坐的人仅仅看作质量块,而应当成质量-弹簧-阻尼完整的体系.