基于远场方法的结构声辐射模态研究

以平板为例，采用瑞利积分构造辐射算子，研究了通过远场方法获得的声辐射模态及其物理意义，给出声辐射模态的辐射效率，并进一步讨论了其与近场方法的声辐射模态之间的关系，明确了声辐射模态为辐射体的固有性质，可通过不同方法获得．在此基础上，运用远场方法的声辐射模态进行声功率的计算，对声功率表达式进行了截断并作进一步改进，这样仅用特征频率的前L阶声辐射模态就能计算不同频率的总声功率，使得计算和控制声功率得以简化．     

弯曲振动薄圆盘的最佳尺寸设计

弯曲振动圆盘在空气强功率超声领域方面应用广泛.对于给定的工作频率,弯曲振动薄圆盘的半径和厚度的选择存有多种,哪一种才是辐射效率最高的设计方案呢？作者从弯曲振动薄圆盘的振动特性出发,推导了弯曲振动圆盘在自由、固定和简支边界条件下模态声辐射效率的表达式.利用高斯数值积分,计算了前四阶振动模态下弯振圆盘的模态声辐射效率,得到了圆盘在给定激励频率下某一固定模态振动时的最大声辐射效率及圆盘在此状态时的尺寸,这个尺寸就是最佳设计尺寸,为弯曲振动辐射薄圆盘和阶梯圆盘的设计提供了参考.     

螺杆压缩机转子动态特性仿真

针对气流噪声导致螺杆压缩机噪声严重超标的问题,采用有限元和边界元相结合的方法,分析螺杆压缩机内气体流动对螺杆振动与声辐射的影响.仿真结果表明:随着压力波动的增大,螺杆本身的变形和应力增大,噪声辐射强度增高.低于临界频率时,声辐射效率随着振动频率的增加而增加;高于临界频率时,声辐射效率趋近于1,与理论计算结果相一致.适当减小压力波动可有效降低压缩机噪声.     

环肋对两端带半球帽圆柱壳声振特性的影响

为了研究加环肋轴对称壳的声振特性,建立了计算两端带半球帽圆柱壳水中声辐射的有限元与边界元三维模型,分析了加肋高度、宽度、数量对轴对称壳表面平均振动速度、辐射功率、辐射效率、激励点法向声强、声场指向性的影响.应用有限元软件Ansys建模及模态分析方法,将数据导入边界元软件Sysnoise中计算,从而分析结构耦合状态下的辐射声场特性.结果表明,随着环肋高度、宽度及数量的增大,激励点法向声强、表面平均振动速度以及辐射效率和辐射声功率随频率变化曲线的峰彼此错开;环肋高度、宽度、数量增大时激励点法向声强以及辐射声功率均有增加,表面平均振动速度减小,因而导致声辐射效率增加;在0~800Hz频率范围内,环肋高度和宽度变化对声场指向性影响差别较小.     

内燃机部件声辐射效率研究(二)——影响因素及应用

为了考察各种影响因素与声辐射效率的关系以及声辐射效率研究在噪声源识别中的应用效果，对网格划分数量、边界固定条件、部件安装状态、激励方式以及材料等声辐射效率影响因素进行了油底壳实验，并对柴油机主要部件振动测量结果进行计算分析．结果表明，离散计算法能够对受到各种因素影响的复杂问题进行研究，计算得到的声功率级比通过声音测量得到的声功率级高0．59dB（A），说明声辐射效率的研究结果用于识别噪声源的实践中是准确可靠的．     

加环筋轴对称壳体振动声辐射特性

为了研究加环筋轴对称壳的声振特性,建立了轴对称壳水中声辐射计算的FEM/BEM(有限元法/边界元法)三维模型,探索了加筋的高度、宽度、数目对轴对称壳的表面平均振速、辐射功率、辐射效率、激励点法向声强以及声场指向性的影响规律。计算方法是在有限元软件ANSYS中建模和模态分析基础上,将有关数据(网格、模态)导入边界元软件SYSNOISE中计算流体-结构耦合状态下的辐射声场特性。结果表明:随着环筋高度、宽度和数目的增大,激励点法向声强、表面平均振速、辐射效率和辐射声功率随频率变化曲线的峰彼此错开;环筋高度、宽度和数目增大时,激励点法向声强以及辐射声功率都有增加,而表面平均振速减小,因而导致声辐射效率的增加;在频率0~700 Hz内,低频时环筋高度、宽度和数目的变化对声场指向性影响规律类似;高频(601 Hz)环筋增多时对称壳尾部声辐射相对增强,而加筋处的中部声辐射相对减弱。     

对平板的速度分布及其对应辐射效率的探讨

主要通过对平板的阻抗矩阵的特征值分析，获得一组辐射效率及其对应速度分布阻抗矩阵特征向量对应一组速度分布，其辐射效率正比于该阶特征向量对应的特征值最后通过对一矩形板的数值计算确定一组速度分布及对应的辐射效率     

轮胎振动辐射声场有限元法与边界元法研究

为了探索轮胎振动辐射声场特征,基于实测得到的轮胎几何参数和材料参数,建立了P215/70R14型轮胎的有限元模型.将模态分析结果导入边界元软件,求解了轮胎在径向力激励下的辐射效率、辐射声功率、表面方均根振动速度、激励点法向声强及轮胎声场指向性.结果表明,在yOz平面(x轴为轮胎的对称轴)频率为61 Hz处,轮胎声辐射接近偶极子的辐射声场.在频率为451 Hz处,轮胎声辐射接近四极子的辐射声场.当频率高于451 Hz并继续升高时,声场指向性趋于复杂.该结果为进一步探讨轮胎在真实激励条件下辐射噪声的计算奠定了基础.     

薄板低频声辐射效率的研究

由声辐射效率的模态分析方法,对一矩形简支薄板,利用有限元分析得到模态参数和振型,获得了其在低频（０￣２００Ｈｚ）范围内各阶模态的辐射效率,并在单点简谐激励的条件下,通过对结构辐射效率表达式的计算分析,提出了一种低频结构辐射效率的近似计算方法。同时还比较了激励位置对结构辐射效率的影响。     

对平板的速度分布及其对应辐射效率的探讨

主要通过对平板的阻抗矩阵的特征值分析,获得一组辐射效率及其对应速度分布,阻抗矩阵特征向量对应一组速度分布,其辐射效率正比于该阶特征向量对应的特征值。最后通过对这一矩形板的数值计算确定一组速度分布对应的辐射效率。     

自由边界弯曲振动圆形薄板辐射阻抗研究

基于对弯曲振动圆形薄板振动特性的分析,以振动面中心点振动速度为参考,研究了自由边界弯曲振动圆形薄板辐射阻抗的解析表达式,并利用5个节点的高斯数值积分方法,计算了6种振动模式下辐射阻抗的数值.结果表明,自由边界弯曲振动圆形薄板的辐射阻抗不仅是波数和圆板半径的函数,还与节线数目(振动模式)有关.这为实际应用中评价声学振动系统的电声效率提供了依据.     

阶梯圆盘复杂设计程序中参数初值的确定

 阶梯型圆盘辐射体因其大辐射面积、高辐射效率等优点在大功率超声领域获得了广泛的应用.由于阶梯圆盘的频率方程中包含特殊函数,且方程数目多,利用数值计算方法进行编程求解,很是耗时费力.通过对基底盘、阶梯盘和厚度等同于基底与阶梯厚度之和的平圆盘的大量计算,发现在同频率条件下,单节线阶梯圆盘的半径和节线半径与厚度为中凸部分(基底与阶梯厚度之和)的平圆盘的相应值比较接近,这就为多节线阶梯圆盘复杂设计程序中参数初值的快速确定提供了一种方法.     

辐射板对磁致伸缩换能器输出特性的影响

辐射板作为磁致伸缩换能器的最终输出元件,它所选用的材料、尺寸、形状将直接影响换能器的工作特性。本文在换能器工作原理的基础上,通过有限元软件ATILA模拟仿真在相同激励力、边界条件下,不同材料、尺寸、形状的辐射板对磁致伸缩换能器输出特性(频率、振动幅值、声压幅值)的影响。结果表明:硬铝材料辐射板出现活塞振型时振幅最大;增加辐射板直径D可有效增加辐射板振动幅值,同时增加辐射板辐射声压值,增加辐射板厚度H可有效增加辐射板出现活塞振型的频率值;凹球面辐射板出现活塞振型时振幅最大,对应谐振腔中声压幅值最高。以上分析结果为合理设计辐射板结构提供了参考。     

一种CPC型热管式太阳能集热器的实验研究

将复合抛物面聚光器（CPC）和热管平板式集热器相结合，研究了一种以平面形吸热板为接收器的CPC型热管式太阳能集热器．采用碘钨灯模拟太阳光辐射，在不同辐射强度下，对CPC型热管式太阳能集热器和普通热管平板式太阳能集热器的集热温度、瞬时效率、平均效率及平均热损系数等热性能进行了对比实验研究．研究结果表明：与普通热管平板式太阳能集热器相比，CPC型热管式太阳能集热器不但提高了集热温度和集热效率，而且降低了热损失．这一研究结果为太阳能集热器的进一步发展提供了有意义的参考．     

中厚板精轧过程的高精度温度预测模型

从设定模型角度结合中厚板精轧过程的工艺特点,分析了热辐射和对流、高压水除鳞、轧辊的热传导和塑性功对钢板温度变化的影响,得出如下结果:①钢板热辐射和对流过程可以简化成一维热传导方程,钢板的黑度可考虑成钢板厚度的函数;②高压水除鳞过程可以简化成半无限体平板的瞬态热传导模型;③轧辊的热传导过程可简化成两个半无限体之间的热传导过程,接触热阻的影响通过修正系数进行调节;④塑性功造成的温度变化必须考虑热功转化效率的影响·通过与实际数据的比较可以看出该模型具有很好的预测精度·     

聚四氟乙烯-苯乙烯-丙烯酸辐射接枝共聚合

本文研究共辐射接枝法改善聚四氟乙烯车削板的粘接性能。论述了聚四氟乙烯·苯乙烯·丙烯酸体系辐射接枝的最佳工艺条件,其中包括单体混合物组成及某些工艺参数。     

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.     

基于Mindlin理论新型阶梯环型变幅器弯曲振动特性研究

阶梯型辐射体具有辐射面积大、辐射效率高等优点,在大功率超声领域被广泛应用。在高频大功率声辐射条件下,薄盘的机械强度明显不足;因此应考虑用厚板。从声学工程力学应用角度研究,基于Mindlin理论推导了新型阶梯环形变幅器自由边界条件下的弯曲振动频率方程;并对频率方程进行数值求解和有限元模拟及实验测试;同时还研究了各结构参数及材料对变幅器频率的影响。结果表明,自由边界条件下,有限元模拟结果与厚板理论计算结果都比较接近实验测试结果,误差较小。当其他参数一定时,在厚板范围内,前三阶频率随圆盘基底厚度、圆盘厚度的增加而增加;随内半径和外径的增加减小;随阶梯半径的增大而增大。所取材料的前三阶有限元模拟频率与厚板理论计算结果误差较小,其中45号钢频率最大,而铜频率最小,铝频率居中,研究结论对大功率阶梯型辐射体及辐射器的设计和应用提供理论参考和频率调试依据。