基于应力响应的多频率激励载荷识别研究

根据机械系统应力响应与动态外载荷在频域内的关系,提出基于动应力响应的动态载荷识别方法。对梁结构试样施加多频率成分的激励,并用应力频响函数法识别施加的激励载荷,所识别的载荷精度较高。分析转向架构架轴箱弹簧载荷、动应力载荷识别点实际线路测试数据及城市轨道交通车辆ATP梁结构振动加速度、动应力识别点实际线路测试数据,分析结果验证并表明该方法在工程上具有较好的应用前景。

也谈多频率激励下稳态电路的最大功率传输问题

正弦稳态电路最大功率传输问题是电路理论课程的重要教学内容。该文以包含2个正弦激励的非正弦周期稳态电路为例,讨论多频率激励下稳态电路最大功率传输问题。非正弦周期稳态电路平均功率等于直流分量和各次谐波分量分别产生的平均功率之和,因此,非正弦周期稳态电路的负载所获得的功率至多等于电源各谐波分量单独作用时负载所获得的最大功率之和。

石英音叉陀螺多频率激励自启动算法

针对不同微石英音叉陀螺适配性差、频率定位精度与稳定性低的问题,提出了多频率激励自启动算法。通过分析驱动信号频率精度对陀螺工作性能的影响,引入频率跟踪算法,提出一种基于跳频法预处理的粒子群多频率激励算法,实现精确定位陀螺谐振频率。实验验证了跳频法和跳频与粒子群结合两种方法均可实现自启动。实验结果进一步表明:跳频与粒子群结合算法较跳频法频率稳定性提高了一倍,频率定位精度更高,可达0.5 Hz以内。

不同喷压比下欠膨胀射流对特征频率激励的响应

为了揭示欠膨胀激励射流的流动机理,以及考察不同喷压比下射流对相同激励的流动响应,采用大涡模拟方法,对喷压比NPR=5.60和9.34的欠膨胀定常射流和激励射流进行了三维数值计算。激励频率为定常射流中固有的轴对称频率fe=14.569kHz,激励形式为在射流喷管入口处施以正弦压力扰动。结果表明,特征频率激励影响射流的声场特征,缩小射流核心区的范围,减少射流近场的激波胞格数目,并影响射流气体与环境空气的混合。同时,激励射流的特征频率转变为激励频率及其高阶倍频,激励射流的主不稳定模态均为轴对称模态。其中,NPR=9.34的欠膨胀射流的主不稳定模态和外加压力扰动的形式相一致,射流与外加激励发生了更加剧烈的流动耦合和响应。这使得在NPR=9.34时,射流核心区长度减小得更多,压力脉动的振幅更大,激励对射流混合的增强作用更加明显。

基于窄带频率激励和先进信号处理技术的新型电线杆无损检测系统研究

针对现有混凝土/木制电线杆的损伤检测中存在的问题,本研究提出了一种基于窄带频率激励与先进的信号处理技术相结合的新型无损检测系统。与传统宽带频率波锤击试验相比,本检测系统采用触觉变送器产生可控窄带频率应力波,避免了传统系统中的多态波激励。为了提高损伤检测的精度,本系统采用频率响应函数方法以及主成分分析从单频应力波中提取信号特征,从而对电线杆健康状态进行评估。为了验证本检测系统和信号处理方法的有效性,本文对具有不同损伤状况的4种木制电线杆和5种混凝土电线杆进行了无损检测。实验结果显示,本文提出的研究方法的状况评估准确性分别达到了93%和97%。

处理机匣激励频率对跨声速压气机性能的影响

通过改变处理机匣槽数来改变处理机匣对压气机内部流场的非定常激励频率,对4种激励频率下压气机性能进行了测试。实验结果表明,处理机匣槽数对应的非定常激励频率是影响压气机性能的关键因素之一。通过优化处理机匣对压气机非定常激励的频率,压气机性能可以得到全面提升:对于实验用跨声速压气机,在近设计转速下峰值效率、综合裕度和最大流量分别提高0.17%,19.86%和0.81%,而在低转速下这三个增量最大分别可达到1.13%,57.84%和1.57%。

激励频率影响下的松动故障转子非线性分析

利用拉格朗日方程建立了非稳态油膜力作用下的转子-定子-轴承系统松动故障的力学模型,应用数值分析方法研究该系统随激励频率变化时的分岔图,揭示系统分岔特性和进入混沌的途径。研究结果表明:当激励频率作为唯一控制参数时,系统呈现出复杂的非线性动力学行为。该结果为大型旋转机械的故障诊断提供了理论依据。

合成射流激励频率对车辆气动阻力的影响

利用大涡模拟方法,研究了激励频率对三维地面车辆气动阻力的影响规律及其控制机理.流动分析结果表明:合成射流布置在车辆顶部和斜背交界处,在不同激励频率下实现车辆减阻,当频率低于90 Hz时,增大频率,阻力增大;频率高于90 Hz,随着频率的增大,阻力减小;频率达到1 500Hz时,阻力不再减小.斜背附着距离和雷诺应力分布的差异解释了气动力随不同激励频率变化的原因.不同激励频率下的频谱分析表明:合成射流控制了斜背动态附着现象,导致速度、压力和阻力系数频谱峰值皆对应激励频率.

激励频率突变转子系统的动力学研究

根据转子动力学理论,建立了具有突变激励频率特性的Jeffcott转子力学模型及动力学方程。通过解析方法得到了激励频率突变后的转子系统振动解析表达式,并分析了激励频率突变前后稳态振幅之间的关系及激励频率突变对轴心最大位移的影响,定义了激励频率突变后的暂态过程时间,确定了碰摩参数区域。结论表明,激励频率突增的刚性转子系统及激励频率突减的柔性转子系统均会导致转子系统振动幅度增大,暂态过程时间与系统阻尼、刚度突变时的轴心位置及系统工作频率有关,碰摩参数区域随着激励频率突增幅度及质量偏心距的增大而增大。

有关因素对振荡管最佳射流激励频率的影响

利用振荡管单管实验装置 ,在膨胀比ε=2～ 6、振荡管长径比L/d =10 7～ 730、射流激励频率 f =30～2 0 0Hz范围内探讨了振荡管制冷效率随f的变化规律 ,较系统地研究了有关因素如管长、膨胀比、管外换热状况、热端放气等对最佳射流激励频率 fopt的影响 ,建立了无激波吸收器时振荡管的参数最佳匹配关系 .

电弧超声激励频率对MGH956合金TIG焊接头的影响

为减少MGH956合金熔焊焊缝内的气孔量,利用高频调制TIG电弧激发超声电弧作用于MGH956合金的焊接,通过对比不同激励频率对焊缝气孔及性能的影响,分析了电弧超声激励频率对焊缝气孔及性能的作用机制及影响规律.运用理论计算的方法对焊缝中气孔的运动进行数学分析,理论计算结果与试验结果相一致.控制激励电流在15 A的条件下,激励频率为30 kHz时,焊缝的气孔量最少,且焊接接头强度达到最高,为521 MPa,达到母材的72%.实现了焊接接头断裂方式由脆性断裂转化为韧-脆混合断裂方式.

激励频率对阶梯圆盘声场指向性的影响

利用有限元方法,计算了不同激励频率下一阶弯曲振动阶梯圆盘的节圆半径.以节圆比阶梯凸台边缘小为例,将阶梯圆盘按节圆及阶梯位置内(外)分成三部分,提出了解析计算这三部分位移分布的方法,经有限元计算证实了这种方法的有效性.在此基础上,利用声场叠加原理推导出节圆偏离阶梯位置时的辐射声压,计算并分析了激励频率对阶梯圆盘指向性的影响.结果表明,激励频率与阶梯圆盘的设计频率不一致时,会导致声场指向性主瓣的半开角变大,指向性不如原来尖锐,进一步增大激励频率,将导致指向性主瓣分叉,这会使得阶梯圆盘的辐射声场能量相对分散.

振荡管最佳射流激励频率钳制效应

实验研究了管外换热状况对振荡管最佳射流激励频率及管内振荡流特性的影响。采用自然对流及强制对流（轴向水冷却）两种不同的管外换热形式，并用管外平均对流换热系数α来定量评价管外换热状况。研究表明，自然对流（α＝１４．５Ｗ／ｍ２·℃）时，最佳射流激励频率ｆｏｐｔ随膨胀比的增大而显著增大；强化管外传热后（α＝１１４０Ｗ／ｍ２·℃），振荡管的制冷效率明显提高且受射流激励频率的影响变小，同时，ｆｏｐｔ显著降低且几乎不随膨胀比而变化，本文将这一现象称为“钳制效应”。

激励源频率对阶梯圆盘节线的影响

应用有限元方法,计算了具有一定大小激励面积、频率不同的纵向振动夹心式换能器对一阶弯曲振动阶梯圆盘节圆半径的影响.结果表明:纵向振动换能器和阶梯盘有一定联接面积时,随着激励源频率的提高,阶梯圆盘的节圆半径相应增大.当激励源的频率为f=28 kHz时,阶梯圆盘的节圆半径为2.610 cm,即此时阶梯圆盘的节圆半径恢复到点激励下的位置.实验测试与有限元计算结果基本吻合.

激励频率对扭转模态磁致伸缩导波检测性能影响

在综合考虑力-磁-声的多个物理场耦合的基础上,通过采用有限元数值仿真方法模拟扭转模态磁致伸缩导波对铁磁性管道的检测,研究激励电流频率对T模态导波检测效果的影响,并通过实验给予验证.结果表明:实验研究数据与仿真计算结果具有相同的变化趋势且存在一个最优频率;激励频率对检测效果有着明显的影响,通过调整激励频率能够使扭转模态导波幅值最大,实现磁致伸缩导波检测性能的优化.

ERT/ECT技术电学特性与激励频率研究

电学层析成像技术包括ERT、ECT和EMT,但其对应系统的适用被测对象不同。为使电学层析成像技术更好地适用于多相流测量问题,采用数值仿真的方法,研究了多相流介质的电导率和介电常数对电学敏感场分布的影响,并且比较了不同电学特性参数介质场的频率特性。结果表明,电学层析成像系统的类型和激励频率可根据被测对象的电学特性参数决定。电导率较大(>10^(-3)S/m)时采用电阻抗实部成像,选用ERT系统;电导率极低(<10^(-5)S/m)且介质间介电常数相差较大时采用电阻抗虚部成像,选用ECT系统;且系统激励频率可选范围随电导率的增加而增大。最后将仿真结果与4种不同电导率被测场的实际测量数据进行对比验证,验证了仿真结果的正确性。

激励频率对线谱隔离效果影响的试验研究

为分析激励频率变化时,混沌隔振系统对特征线谱隔离效果的影响,设计双层混沌隔振系统,研究在不同激励频率条件下,混沌隔振系统对线谱的隔离能力。试验结果表明,激励频率对系统的隔振效果有较大的影响,在系统固有频率附近,线谱的隔离能力较差,在混沌隔振系统设计中,同样需要避开系统的固有频率。

合成射流激励频率对D型体流动减阻控制的影响

采用合成射流作为主动控制手段,对自由空间中D型体尾流的控制机理和气动减阻进行了数值仿真.合成射流布置在D型体垂直背上下缘处并同时作用,射流方向与来流方向平行,频率从40 Hz变化到500 Hz.结果表明,在整个频率范围内都实现了减阻.在低频激励(65 Hz)作用下,尾流上下两侧剪切层趋于同步化,汇合位置延后,卡门涡街强度减弱;在高频激励(500 Hz)作用下,伴随着整流,剪切层向内偏转,尾流夹带现象减弱,回流区略延长.卡门涡街的抑制对于钝体尾流的形成以及减阻效果有着显著的影响.

轨道激励频率对转向架摇枕动应力的影响

采用C80B型敞车弹性体整车模型,以轨道垂向不平顺作为轮轨激扰进行车辆动力学仿真计算,在获得摇枕动态载荷与轨道垂向不平顺激励频率的对应关系的基础上,计算分析了轨道垂向不平顺激励频率对摇枕动应力的影响。研究结果表明,9.25~16.67 m之间的轨道波长对摇枕关键部位最大动应力的影响比较大。

激励频率对TM-AFM相位成像的影响

相位成像是轻敲模式下原子力显微镜(tapping mode atomic force microscope,TM-AFM)最具有特色的成像方式。本文以获得高质量的相位像为主要研究目的,利用Euler-Bernoulli(欧拉-伯努利)梁方程,将系统动力学模型简化为基于支承运动的弹簧谐振子模型,推导出相位与激励频率之间的关系。实验结果与理论分析一致,这一结论对于寻找TM-AFM操作中最合适的激励频率范围具有重要意义。