基于智能手机研究吉他弦线振动规律

利用智能手机探索乐器的物理规律,既有趣味性又有科学性。为了研究吉他弦线振动规律,文章基于智能手机和移动应用程序(Phyphox)设计实验方案,通过定量测量吉他弦线品距、直径和振动频率,证实了吉他弦线振动规律,结果表明该方法具有较高可行性和有效性。该研究有助于理解吉他弦线振动物理规律和吉他发声原理,研究体现了“从生活走向物理,从物理走向社会”的思想。

基于塑性弦线法的深水爆炸下加筋锥柱壳变形模型

为探究凸型加筋锥柱壳在静水压与深水爆炸载荷联合作用下的动态响应,在塑性弦线模型基础上考虑静水压载荷、锥角因素,将问题简化为求解拥有初边界值的波动方程,利用特征值展开将肋间板壳径向位移表示为无穷级数的形式,并对每个特征值计算相应的卸载时间,以此显示冲击波载荷的衰减特性。使用有限元程序Abaqus对半锥角为20°的凸型加筋锥柱壳开展最大深度500 m、最大冲击因子0.79 kg 0.5/m的水下爆炸数值模拟研究,对邻近结合处的柱段、锥段肋间板壳的理论模型计算结果进行验证对比和讨论。研究结果表明:与不计静水压相比,静水压使得肋间板壳刚度减小——最大位移出现时刻延滞,最终径向位移随水深而增大;在不同冲击因子下,理论模型与数值模拟最终径向位移误差最大为21.7%(锥段),最小为2.0%(柱段);由于锥角的存在,肋间板壳位移不再关于中心点对称分布,中心点最终位移较柱段减小40%以上。

基于改进YOLOv7算法的接触网吊弦线夹螺母状态识别方法

针对传统的深度学习算法在处理铁路接触网吊弦线夹螺母时效果不佳,而人工巡检吊弦线夹螺母速度慢、难度大问题,提出一种改进的YOLOv7算法对接触网吊弦线夹螺母状态进行识别。首先,该算法在YOLOv7原有模型特征提取网络的末端融合卷积和自我注意力机制,使算法既拥有注意力和卷积的优势,又与单一的卷积或注意力相比具有较小的计算量,以提升缺陷检测的速度;然后,在特征提取网络的输出端引入空间到深度卷积模块,以空间层到深度层取代池化层,以非跨行卷积层取代跨行卷积层,强化算法对螺母缺陷状态的识别能力;最后,在输出层加入新的移动网络轻量级坐标注意力机制,以得到方向感知和位置敏感的注意图,互补地应用于输出特征图,以更有利于接触网吊弦线夹螺母的识别。仿真实验结果表明:在未经裁剪的接触网吊弦数据集上,该算法对吊弦线夹螺母状态识别的正确率达到90%以上,平均检测准确率为98.5%,证明改进后YOLOv7算法在兼具检测速度的同时能更加准确地识别接触网吊弦线夹螺母状态。

反向曲线整正弦线直股支距点逆向计算和曲线切线支距点计算在铁路曲线轨道的应用

曲线线路在铁路线路中占有很大的比例,特别是在山区,受地形条件的影响,为降低铁路造价,设计的曲线线路占有的比例更大。曲线线路较直线线路,在列车通过时,其受力较为复杂,加之道床、轨道、列车轮轨等各种因素的影响,线型较难保持,因此,研究曲线轨道的特点及其养护维修方法,以保证列车安全、平稳和不间断地运行,就具有特别重要的意义。本文结合包神铁路公司达拉特站接触网专线3道反向曲线整正进行详细说明。

弦线横波波速影响因素的实验探究

机械波的传播速度可以由其波长和频率或波速理论公式计算得到,容易形成一个认识误区,认为波速由波长、频率或波速理论等决定。以弦线横波的波速为例,采用弦线驻波实验方法详细探究了弦线上横波波速与波源振动频率、弦线张力及弦线密度之间的关系,结果表明波速仅与弦线张力和弦线密度有关,波速随着弦线张力的增大而增大,随着弦线密度的增大而减小,通过曲线拟合得知波速与弦线张力和弦线密度的关系满足波速理论公式。

最小区域球度误差评价的弦线截交方法

最小区域球度误差评价是精密测量技术中的一个非常重要并且复杂问题。针对笛卡儿坐标系下球体形状误差评价,介绍一种利用弦线截交关系求解最小区域球度误差评价方法。通过构建笛卡儿坐标系下球度误差测量模型,提出基于一般二次曲面理论的最小二乘球心计算方法。根据最小区域球度误差模型分类,利用弦线截交关系建立起最小区域球度误差评价的2+3和3+2模型,最后通过截交几何模式产生了虚拟中心,从而准确确定球度误差评价模型的最大弦线与最大截面,达到快速精确构建模型的目的。测试数据和实例应用表明,基于弦线截交关系的最小区域球度误差评价方法具有更高的计算效率,且测量空间不受测量坐标系和零件几何形状误差的影响,并显著提高了整体评价的精度与准确性。

微分本构粘弹性轴向运动弦线横向振动分析的差分法

给出了微分本构粘弹性轴向运动弦线横向振动数值仿真的一种差分法.文中建立了具有微分本构的粘弹性运动弦线的横向振动模型;通过对系统的控制方程和本构方程在不同的分数节点离散,得到一种新的差分方法.利用这一方法,弦线振动方程的数值计算过程可以交替地显式进行,且有较小的截断误差和好的数值稳定性.与通用的方法比较,新的方法计算简单、方便.文中利用方程的不变量检验了数值结果的可靠性,并利用这一方法给出了一类弦线模型的参数振动分析.

轴向变速运动粘弹性弦线横向振动的复模态Galerkin方法

在考虑初始张力和轴向速度简谐涨落的情况下,利用含预应力三维变形体的运动方程,建立了轴向变速运动弦线横向振动的非线性控制方程,材料的粘弹性行为由Kelvin模型描述.利用匀速运动线性弦线的模态函数构造了变速运动非线性弦线复模态Galerkin方法的基底函数,并借助构造出来的基底函数研究了复模态Galerkin方法在轴向变速运动粘弹性弦线非线性振动分析中的应用.数值结果表明,复模态Galerkin方法相比实模态Galerkin方法对变系数陀螺系统有较高的收敛速度.

一种新型弦线转子泵

根据弦线转子副理论齿廓不满足互为共轭条件,但可始终在连心线上保持接触的特点,提出用理论齿廓的等距曲线作为实际齿廓,即采用滚子隔离的新型弦线转子泵,保证了每一瞬时只有一对轮齿接触,从根本上消除困油现象,而且使接触面之间的摩擦由滑动摩擦变为滚动摩擦,大大减小了摩擦力。推导出理论瞬时流量近似计算公式,同时利用"数形结合"的方法,说明该新型弦线转子泵瞬时流量近似恒定。通过分析液压力和转子啮合对弦线转子产生的径向力,并结合径向力的合成,得出可以通过选择合理的转子宽度和齿顶圆直径、缩小压油腔尺寸、液压平衡法三种方法有效的减小转子泵径向力,为日后推广该泵进入实用提供一定的理论参考。

音叉弦线振动系统中的非线性动力学分析

文章建立了音叉带动弦线振动系统的非线性动力学理论模型,并对其进行了理论分析和模拟仿真研究,从理论上解释了弦线的长度和张力对系统振动的影响。理论分析和模拟结果都表明,当连接点接近驻波波节时,系统运动状态对初值的依赖性十分敏感,振动系统处于混沌运动状态;而当连接点接近驻波波腹时,系统处于稳定振动周期运动状态。计算机仿真结果与物理实验结果吻合得相当好。

轴向运动弦线横向振动控制的Lyapunov方法

研究轴向运动弦线和作动器组成的耦合系统的横向振动控制．此系统被作动器分成未控和受控两部分,通过作用在作动器上的控制力对受控部分进行主动控制．分析未控弦线的横向振动的有界性．采用Lyapunov方法获得控制规律,并证实受控弦线横向振动的指数稳定性．在初始扰动和激励力作用下,通过数值仿真证实控制规律的有效性．

轴向运动粘弹性弦线的横向非线性动力学行为

采用Poincaré映射和分岔图分析轴向运动黏弹性弦线横向振动的非线性动力学行为。考虑由积分型本构关系描述的黏弹性弦线,并计及微小但有限的变形导致的几何非线性,建立了系统的控制方程。应用Galerkin方法将系统控制方程截断,并通过引入辅助变量将截断后的方程转化为便于数值积分的形式。计算了弦线中点Poincaré映射对轴向张力涨落幅值、轴向运动速度、黏弹性系数和黏弹性指数的分岔图。

轴向变速运动弦线的非线性振动的稳态响应及其稳定性

研究具有几何非线性的轴向运动弦线的稳态横向振动及其稳定性· 轴向运动速度为常平均速度与小简谐涨落的叠加· 应用Hamilton原理导出了描述弦线横向振动的非线性偏微分方程· 直接应用于多尺度方法求解该方程· 建立了避免出现长期项的可解性条件· 得到了近倍频共振时非平凡稳态响应及其存在条件· 给出数值例子说明了平均轴向速度、轴向速度涨落的幅值和频率的影响· 应用Liapunov线性化稳定性理论。

美国技术标准用弦线模量对我国技术更新的启示

用弦线模量计算地基变形是中国的原始自主创新。它改正了压缩模量和各种计算模型存在的问题,所以对计算结果有很大的改进。它依据土性物理指标用软件计算,是各种计算方法中最简单的方法。用于地基设计规范能够实现以变形控制设计的目标;用于黄土地区建筑规范,能够依据基础面积、基底压力、相邻基础影响等条件,并考虑地区差异、土性的微结构差异等条件真实地计算不同类型黄土的湿陷量,实现定量评价黄土湿陷性的目标。在中国对弦线模量研究的同时,美国在金属材料非线弹性变形计算中也研究并已经在其技术标准中采用了弦线模量代替杨氏模量,中国的同类标准也引用了它。这对在我国地基规范中采用弦线模量法进行技术更新,应该具有重要的启示作用。在简要介绍弦线模量法主要情况的基础上,进一步阐明这一观点。

轴向运动弦线横向振动控制的自适应方法

对轴向运动弦线和作动器组成的耦合系统的横向振动控制进行研究。此系统被作动器分成未控和受控两部分,通过作用在作动器上的控制力对受控部分进行主动控制。分析未控弦线的横向振动的有界性。采用Lyapunov 方法获得自适应控制规律,并证实受控弦线横向振动的渐近稳定性。在初始扰动和激励力作用下,通过数值仿真证实控制规律的有效性。

轴向运动弦线横向振动的控制:能量方法

基于行波能量的传输原理,研究轴向运动弦线耦合系统的纵向振动控制。通过使系统的能量耗散最大而获得的控制器最优控制参数,使系统的能量达到最小值,从而达到控制弦线横向振动的目的。采用有限差分法进行数值模拟的结果证实此方法的有效性。

轴向变速运动粘弹性弦线的横向振动分岔

研究轴向运动弦线横向振动的分岔 .弦线轴向速度为常平均速度带有简谐涨落 ,其粘弹性材料由Kelvin模型描述 .建立系统的动力学方程并应用 2阶Galerkin截断进行简化 .计算了弦线中点的Poincar啨截面映射对平均轴向速度、轴向速度涨落幅值和弹性模量的分岔图 .

弦线上的波动问题研究

研究了弦线上的波动问题.用牛顿定律导出弦线上的波速,通过受力分析定性解释了半波损失,并详细讨论了弦线上的驻波能量.

轴向运动弦线横向振动的线性反馈控制

研究轴向运动弦线和作动器组成的耦合系统的横向振动控制。此系统被作动器分成未控和受控两部分,通过作用在作动器上的控制力对受控部分的横向振动进行控制。采用能量方法获得反馈控制规律,得到两种控制力,并用半群理论证实受控弦线横向振动的渐近稳定性和指数稳定性。在初始扰动和激励力作用下,通过数值仿真证实控制规律的有效性。

轴向运动弦线的纵向振动及其控制

综述轴向运动弦线纵向振动及其控制问题的研究进展．多种工程系统如动力传送带、磁带、纸带、纺织纤维、带锯、空中缆车索道等均涉及轴向运动弦线的纵向振动．对线性模型而言，除早期结果外，总结了运动弦线的模态分析、具有复杂约束和耦合的运动弦线振动和运动弦线参数振动的近期研究．对非线性模型而言，提出了轴向运动弦线大幅纵向振动的运动微分方程，概述了离散化和直接近似解析分析、用黏弹性材料模型化阻尼机制和动力传输系统的耦合振动研究的新进展．讨论了轴向运动弦线振动主动控制的研究现状，包括能控性和能观性，控制分析的频域方法和能量方法，振动的自适应控制和非线性振动的控制．最后指出该研究方向今后需要研究的若干重要问题，包括运动弦线的非线性动力学行为、黏弹性运动弦线的振动、含运动弦线的混杂系统的控制和轴向运动弦线非线性振动的控制．