频率修正在超声变幅杆设计中的研究与应用

超声变幅杆在沿轴线方向作纵向振动时,由于存在泊松效应,纵向振动会引起变幅杆沿径向方向的横向振动。传统变幅杆在设计过程中,忽略横向振动的影响则会导致计算出的谐振频率高于实际频率。为了让变幅杆理论设计谐振频率与实际频率相符合,分别对简单圆柱杆和阶梯形变幅杆进行研究,推导出常用半径比范围内简单阶梯形变幅杆的频率修正公式,使其满足设计和使用要求,并可以减少能量传输过程中的能量损耗。

超声波近场悬浮稳定性提高方法与实验研究

在超声波近场悬浮系统中,回复力的大小是影响悬浮稳定性的重要因素。在分析悬浮片和变幅杆中间空气层的流速分布的基础上,根据空气粘性切应力理论解释了回复力的来源,提出新的回复力理论模型,并根据该回复力理论模型得到提高悬浮稳定性的办法,即提高变幅杆边缘位置的声压和降低变幅杆中心位置声压。应用有限元方法设计并制造了球面端面变幅杆,和传统的平面端面变幅杆进行对比实验,将不同质量的悬浮片偏心不同距离放置,分别测量了其往复运动的周期和不同位置的悬浮片倾角。实验结果证明了该理论模型的合理。

小半径匝道箱梁桥汽车偏载效应研究

为研究活载作用下小半径曲线桥的空间效应分布特性,以某五跨一联市政立交桥为背景,利用大型有限元分析软件ANSYS建立桥梁模型,计算各控制截面的不同横向区域承担的内力比例,以剪力滞系数、偏载系数内力比值为评价指标,讨论了等跨径直线桥和曲线桥在活载作用下的空间效应分布及规律。结果表明,小半径曲线桥在活载作用下截面内、外腹板承担内力的差异以剪力差异为主,同一位置处外腹板承担的剪力可高达内侧的2.27倍,约为等跨径直桥的1.92倍;当圆心角大于13°后,边跨支点、跨中处外腹板承担的剪力比例分别约为等跨径直桥的1.12倍和1.2倍。此外,曲线桥剪力滞系数会随圆心角减小而增加,且顶板剪力滞系数受圆心角变化的影响比底板更为显著;偏载比中载作用下的剪力滞系数大,梁端支点截面底板出现了明显的负剪力滞现象,当圆心角小于10°后,底板负剪力滞系数低于0.46;汽车偏心作用引起的偏载系数可能会超过1.6,设计计算时取1.15将趋于不安全。