一种基于自由衰减振荡的固定占空比控制的无铁芯变压器

针对基于无铁芯变压器的DC-DC变换器工作频率过高的问题,提出了一种基于自由衰减振荡的无铁芯变压器的DC-DC变换器。首先,建立无激励源的串联型-串联型拓扑电路理论模型,讨论特征根的演化过程,分析系统自由衰减振荡的运动行为。其次,设计基于自由衰减振荡无铁芯变压器的DC-DC变换器。实验结果表明,该变换器的开关频率可明显低于无铁芯变压器的工作频率,且其输出功率与无铁芯变压器的工作频率可被自由衰减振荡系统的特征根所描述。最后,构建一个实验样机,该样机采用固定占空比控制,当无铁芯变压器的工作频率为206 kHz、开关频率为103 kHz和69 kHz时,变换器的最高整机效率为91.2%,变压器效率在任何工况下均高于96%。

基于离散频谱分析的自由衰减振动信号的幅值恢复

加矩形窗截断后的自由衰减振动信号可以看成无限长谐波信号与单边指数函数及矩形窗的乘积,从理论上证明了其连续谱峰值点的频率和相位就是信号的实际频率和相位。分析了连续谱的离散频谱幅值误差影响因素,提出一种新的求解幅值恢复系数的方法,该方法根据已估计得到的阻尼、频率和相位重构幅值为给定值的新信号,然后求解加有限长度指数窗幅值恢复系数。当理论频率位于某条离散谱线上,幅值基本无误差。理论分析和仿真表明,采样频率、阻尼和频率误差的变化对幅值分析精度的影响很大,并且是相互作用的,但当理论频率与采样频率之比fn/fs在区间(0.25,0.4)内,且阻尼在区间(0.005,0.02)时,不论频率误差多大,分析精度均很高,幅值误差小于5%。相邻频率成分产生严重模态耦合时,不能使用该方法。

基于复解析带通滤波的自由衰减振动信号的频谱校正法

通过复解析带通滤波构造时域信号的解析信号,消除因时域实信号作FFT时由于时域截断产生的负频率成分能量泄露对正频率成分的干扰,从而提高自由衰减振动信号频谱校正精度。仿真分析及工程实测结果表明,当各个固有频率相隔较远时,校正精度很高。但在各阶固有频率靠得很近时不能直接使用这种方法。

管内自由衰减旋流阻力与换热的衰减特性

针对管内自由衰减旋流局部流动、阻力及换热特性理论研究的不足，根据流体力学动量矩定理，从理论上推导了管内自由衰减旋流当地最大切向速度、当地阻力系数以及当地换热努塞尔数沿管长衰减的解析式，理论解与试验结果吻合良好．并且揭示：①旋流初始切向速度比越大、雷诺数越小或管壁粗糙度越大，则管内当地最大切向速度、当地阻力系数以及当地换热努塞尔数的衰减也就越快；②管内自由衰减旋流当地阻力系数的衰减要比当地换热努塞尔数的衰减来得迅速。

自由衰减曲线的全谱拟合及其在高精度内耗测量中的应用

基于Bevington方法对自由衰减曲线进行全谱拟合,并应用于多功能内耗仪自由衰减模式下的高精度内耗测量中。内耗稳定性研究表明:采用该方法测量精度可达±7×10-6,比振幅法提高近一个量级。特别是在高阻尼情况下,全谱拟合方法得到的内耗测量值精确度相对较高。

浮体自由衰减运动阻尼识别方法误差分析

讨论了使用Froude法和Faltinsen法识别线性和非线性阻尼系数时的系统误差。通过回顾两种方法的推导过程,论证了方法的内在假设,并量化两种方法的系统误差。为减少识别过程误差,文中提出了直接积分法,并依据数值与试验数据,讨论了3种识别方法识别结果。结果表明,Froude法相比于Faltinsen法能更好地预报线性和非线性阻尼系数。对于低阻尼浮体问题,Froude法和Faltinsen法可以给出相对准确的预测,而对于强阻尼浮体问题,Froude法与Faltinsen法在确定的线性和非线性阻尼系数中会给出大于5%的系统误差,而直接积分法展示了较高的识别精度。

计算自由衰减内耗准确公式

在不考虑具体运动方程前提下,直接从内耗基本定义出发,简单、明了地推导出一个准确、实用的计算公式,它既适用于线性又适用于非线性自由衰减内耗。文章对新公式的应用进行了讨论,并比较了原有线性近似内耗计算公式和新公式之间的差异。

自由衰减法测量线性内耗的准确公式

本文推导出了自由衰减系统线性内耗准确计算公式，并讨论了原有的自由衰减系统线性内耗近似计算公式应用范围。最后文章用准确公式和近似公式分别对有关实验结果进行了计算，并对计算结果进行了比较、分析与讨论。

微结构振动特性的自由衰减测试方法

为准确快速地对微结构的谐振频率和阻尼比进行测试和分析,组建了以激光多普勒测振仪为核心的微结构瞬态离面运动特性测试系统．附有压电驱动的微悬臂梁和微振动薄膜在斜波脉冲激励信号作用下产生自由衰减振动,通过激光多普勒测振仪将瞬态运动速度转换为模拟信号,经数据采集卡数字化后送入计算机,对其振动特性进行分析．实验测得MPA-41200-10型微悬臂梁谐振频率为48．676 kHz,阻尼比为0．002 9,微薄膜谐振频率为 25．446 kHz,阻尼比为0．042．实验结果与采用频率扫描方法测试的结果进行了对比,证实自由衰减振动法对微结构振动特性的快速测试是可行、有效的．

导电介质交流阻抗测量的自由衰减振荡方法

通过测量导电介质交流阻抗特性参数可实现多种物理或化学量的检测.对一阶传感系统添加电容或电感元件以构成二阶谐振单元,用连续方波脉冲信号激励谐振单元进入自由衰减振荡模式,可同时获取谐振单元的衰减因子和谐振频率.对金属板材的电涡流检测及盐溶液的电导率测量系统分别进行了实验.结果表明,这种方法可有效抑制提离距离或电极引线等非理想因素,在交流阻抗测量技术的传感器化研究方面有很好的应用前景.

密集频率成分自由衰减振动响应信号解耦方法

基于单一频率成分的自由衰减振动响应信号的相关性原理,提出了一种频率密集成分的两耦合振子自由衰减振动响应信号的解耦算法。通过对模拟的两耦合振子密集频率成分的自由衰减振动响应信号进行解耦,验证了此算法的正确性和有效性。仿真实例研究发现,整体解耦精度随采样频率的增大及两特征信号相对频率间隔的增大而显著提高。当无噪声干扰(或噪声干扰很小)时,该方法的解耦精度很高;当有强噪声干扰时,该方法对频率密集成分的两耦合振子自由衰减振动响应信号的解耦仍有一定的精度。

随机响应中自由衰减信号的获取方法

本文给出了从振动系统的随机响应信号中提取自由衰减响应信号的方法,可应用于结构模态参数识别,结构及设备故障在线监测及计算结构相对阻尼因子。

自由衰减法测量中的低频内耗与频率关系的理论研究

内耗测量希望得到试样的内耗值．而用低频扭摆测量内耗时，只能得到试样的惯量组成的振动系统的内耗值．讨论了在用自由衰减法测量内耗时，Ｖｏｉｇｔ模型和惯量组成的振动系统内耗与试样内耗之间的关系．

脉冲核磁共振实验自由衰减信号分析

学生学习脉冲核磁共振实验时对自由衰减信号的形成较难理解,本文从布洛赫方程出发详细地分析分析了自由衰减信号的产生,加深学生对磁共振技术的理解。

半潜式平台自由衰减时域运动数值仿真

建立陵水17-2半潜式平台运动学数值仿真模型,并对其不同自由度的自由衰减进行运动仿真。为确保模型的可信度,采用缩尺比模型试验对仿真模型进行校核,将给定初始条件下自由衰减运动响应的仿真结果与模型试验结果进行对比,两者基本吻合。基于自由衰减曲线计算平台阻尼系数,对阻尼力(矩)时历曲线进行数值分析,结果证明可基于该仿真模型开展陵水17-2平台海上作业运动评估。

双液舱自由衰减运动的数值研究

当载液货船在海上航行时,风、浪、流等环境载荷的作用会引起部分装载液舱产生液体晃荡现象。液舱晃荡不仅会对船舶安全带来一定的潜在风险,而且还会对海洋生态环境造成严重的威胁。本文针对不同装载率的双液舱自由衰减运动进行研究,通过分析双液舱在衰减运动过程中,液舱角速度变化情况和液舱壁面的抨击压力以及自由液面的波高变化,探究双液舱自由衰减运动的机理和规律,可为载液货船的设计和制造提供一定的依据。

基于重叠网格的C11集装箱船自由衰减横摇模拟

为研究C11型集装箱船的大幅横摇阻尼,基于STAR-CCM+软件平台,使用重叠网格技术和流体体积函数(VOF)方法,通过求解纳维-斯托克斯方程,对该船零航速和有航速下自由衰减横摇运动进行数值模拟.数值模拟结果表明:湍流模型、运动方程约束自由度设置情况、初始横摇角释放时间等对横摇结果影响较大;使用k-epsilon湍流模型、放开6自由度、待流场稳定后释放船模所得的计算结果与试验值符合较好.

基于自由振动衰减信号包络线法辨识硬涂层复合结构的阻尼特性

硬涂层阻尼减振是一种新兴的振动被动控制方法,而测试出硬涂层复合结构的阻尼特性参数是阻尼减振研究的基础。由于硬涂层阻尼机理的复杂性,目前还没有通用而有效的方法辨识涂层复合结构的阻尼。本文主要研究基于自由振动衰减信号包络线法辨识硬涂层-薄板复合结构阻尼特性的方法。首先,用实验说明了锤击激励、半功率带宽法拾振对于测试薄板结构阻尼特性的局限性。接着,推导了自由振动衰减信号包络线法辨识阻尼特性的原理性公式,提出了具体的测试复合结构模态阻尼比的流程,并在此基础上,搭建了相应的振动测试实验系统。最后,以涂敷NiCrAlY的钛板为对象,对其涂层前后的阻尼特性进行了测试,测试结果表明,本文所提出的方法具有较好的可重复性,从而确保具有较高的测试精度。同时,还讨论拾振传感器的类型以及激振力幅等对薄板结构阻尼测试结果的影响。

利用核磁共振自由感应衰减曲线测定木材含水率

为定量测定木材含水率,以水分子中的质子为探针,利用核磁共振技术探究木材内部水分的变化情况。通过对胡桃木、红橡木和水曲柳解吸过程中,水分变化的核磁共振自由感应衰减曲线(FID)进行分析,发现木材的含水率与核磁共振的FID信号量高度线性相关,相关系数均超过0.99;因此,可以通过建立含水率与核磁共振FID信号的标准曲线实现木材含水率的核磁共振定量测量。同时,可以根据绝干木材的核磁共振FID信号量比较不同材种基本密度的大小。

基于自由振动衰减响应的硬涂层材料力学特性参数辨识

获得硬涂层材料的储能模量和损耗因子等力学特性参数是硬涂层复合结构建模及减振优化设计的基础。现有的关于硬涂层材料参数辨识研究通常是基于梁形试件和复杂的实验过程。而这里面向悬臂板结构,提出一种仅需测得涂层前后悬臂板的时域共振自由振动衰减响应,来辨识硬涂层材料力学特性参数的方法。首先,确定了由自由振动衰减响应辨识硬涂层储能模量及损耗因子的原理。进一步,给出了获得上述硬涂层材料参数所需的关键参数(包括响应包络线、即时共振频率和阻尼)的辨识方法。再则,描述了硬涂层板有限元建模以及共振频率、模态应变能和参考应变的求解方法。最后以涂敷NiCoCrAlY+YSZ硬涂层的悬臂薄板为例进行了实例研究,获得了该混合涂层的储能模量及损耗因子。进一步,将获得的硬涂层材料参数代入到有限元分析模型,通过对比试验与有限元计算获得的硬涂层板前6阶共振频率,证明了所辨识的材料参数的合理性。经比较发现,辨识获得的硬涂层储能模量及损耗因子随参考应变的变化规律同其他文献基本一致,但该结果可直接用于硬涂层板形结构的建模。