复合材料杆件模态参数的识别研究

基于杆件纵向振动理论,推导了复合材料杆试件的机械阻抗解析公式,并用瑞利法计算了无阻尼离散系统的模态质量和基频.在机械阻抗平台上,采用单点激振法进行实验,得到频域内复合材料杆件的机械阻抗数据.用实验方法、解析方法和混合方法进行了模态参数的初步识别.然后,用非线性最小二乘方法中的Levenberg-Marquardt算法求得了模态参数的最优值.研究结果显示:采用优化参数的单自由度离散系统模型与实验结果吻合良好,在实验频段可以较好地描述复合材料试件的动力学特性.     

关于机械阻抗的若干问题探讨

针对机械阻抗讨论了几个问题,提出了振源假设的概念及判别方法,从最普遍的角度说明了机械阻抗理论及如何应用于系统分析,提出了机械阻抗理论在系统建模中的子系统划分原则,分析了为什么习惯应用机械阻抗而不是机械导纳,比较了机械阻抗与相关理论的差别;阐述了广义机械阻抗的控制区域划分,总结出了机械阻抗运算的处理技巧及在系统中的运算方法;介绍了典型系统的机械阻抗获取方法。本文对这些问题的系统讨论将会进一步促进机械阻抗理论的应用及发展。     

隔振器机械阻抗测量方法

在"十五"预研项目的基础上,提出了隔振器机械阻抗测量的一般方法,包括隔振器空载和加载2种情况,对测量的安装基座、测试系统、激励系统、加载系统等提出了具体的要求,同时给出了数据处理方法、误差分析和不确定度分析,是隔振器机械阻抗测量方法的一般指南.     

隔振器机械阻抗特性研究

针对传统的将隔振器简化为弹簧和阻尼器的模型不能反映其动态特性随频率的变化而变化的特点，对隔振器的机械阻抗特性进行了理论计算和实验研究；分别按理想弹性元件和实际弹性元件计算了圆柱型橡胶隔振器的机械阻抗，两者在低频段吻合良好，而实际弹性元件的机械阻抗在高频段出现上翘的波峰，此为高频波动效应的结果；本文还分别对6种隔振器的机械阻抗进行了测量，结果与理论分析一致。     

隔振元件机械阻抗测量与数据处理方法研究

描述了隔振元件的输入和传递机械阻抗的基本定义,简要介绍了测量方法,验证了测量方法的正确性.实际测量了典型隔振器与挠性接管的机械阻抗,表明了测量方法的普遍适应性,以阻抗为基本手段进行机械系统振动噪声传递特性预报与声学优化设计是可行的.     

隔振元件机械阻抗的加载测试研究

基于隔振元件承载方式的全面调研,对加载约束状态下隔振元件机械阻抗测试类型进行了分类,给出了单向加载约束状态隔振元件三向平动机械阻抗的测试方案,并对加载工况下典型隔振元件机械阻抗进行了测量,分析了加载对隔振元件机械阻抗参数的影响规律,验证了加载测试的重要性。     

筒式空气弹簧机械阻抗近似解析算法研究

建立一个理想化的筒式空气弹簧模型,基于空气波动理论提出一种通过计算空气弹簧的空气声压场分布来确定其机械阻抗的近似解析算法。借助有限元软件进行验证,结果表明该方法合理可行。讨论盖板质量、初始压力等因素对空气弹簧机械阻抗特性的影响,用力传递率来评估隔振效果。为深入研究空气弹簧的机械阻抗特性提供了一种新的思路。     

筒式空气弹簧机械阻抗近似解析算法研究

建立一个理想化的筒式空气弹簧模型,基于空气波动理论提出一种通过计算空气弹簧的空气声压场分布来确定其机械阻抗的近似解析算法。借助有限元软件进行验证,结果表明该方法合理可行。讨论盖板质量、初始压力等因素对空气弹簧机械阻抗特性的影响,用力传递率来评估隔振效果。为深入研究空气弹簧的机械阻抗特性提供了一种新的思路。     

波浪中船体结构机械阻抗的分析方法研究

采用三维船舶水弹性力学分析方法,基于大型三维有限元模型和模态分析法,利用少量的弹性模态,综合考虑附连水的影响,对船体结构的机械阻抗分析方法进行研究,结果表明机械阻抗合理有效,满足工程需求.     

舰船典型基座输入机械阻抗特性分析

为了提高水面舰船的声隐身性能,本文对典型的舰船基座结构开展研究。利用阻抗分析法研究了基座结构的输入机械阻抗对舰船声隐身性能的影响,基于有限元方法分析了典型舰船基座结构参数的变化对其输入机械阻抗的影响规律。研究表明:基座面板的厚度和隔振器的布置位置对机械阻抗的影响较大,腹板的厚度和高度、腹板开孔和开孔加强对机械阻抗的影响较小。研究所得的结果对舰船基座的设计有一定的指导意义。     

基于数值试验的减振器阻抗特性研究

基于四端参数法分析了计及高频波动效应的圆柱型橡胶减振器的阻抗特性,以E型和BE型减振器为研究对象,通过合理的建模技术,借助有限元软件数值计算该减振器的机械阻抗。在此基础上,探索加载对减振器机械阻抗的影响规律,所得的计算结果与减振器的实测特性相符。该文为后期减振器的研制及其阻抗特性的确定提供计算方法。     

水管路消声器声阻抗测试技术研究

文章简要介绍了水管路消声器声阻抗的测试方法,对两端不对称的管路元件—水消声器的四个声阻抗参数进行了测试研究。试验结果显示符合声阻抗变化规律,验证了传递声阻抗的互易性。表明管路元件声阻抗测试方法与试验装置可应用于消声器的声阻抗测试。     

复合波阻技术波阻特性分析

复合波阻技术在舰船减振降噪中的应用日益广泛.基于有限元思想,综合运用波分析法和阻抗法,提出一种复合波阻元件阻抑结构声传递特性的波动力响应矩阵分析法.该方法将结构离散为若干波导单元和波阻单元,建立附加波阻元件的结构连接的波动力响应广义平衡方程,推导出波导单元波动力响应矩阵及波阻单元附加波动响应矩阵,代入平衡方程求出波导单元的响应幅值,进而求得传递效率与传递损失.在此基础上,数值探讨不同复合波阻元件对波阻特性的影响.结果表明:根据不同类型波阻元件的波阻特性,选择合理的设计参数,并进行科学的组合与优化布置,能显著提高整个频域的结构声传递损失.本研究为复合波阻元件的声学设计提供了分析方法以及新的控制方案,可用于指导舰船结构波阻技术的声学设计.     

囊式空气弹簧机械阻抗特性研究

根据小幅振动的线性叠加原理将囊式空气弹簧分成几个简单的可解析计算的规则区域,结合线性空气波动理论求解出空气弹簧内部声压场的分布。根据弹性薄壳无矩理论推导出旋转壳体状态向量的一阶常微分矩阵方程,利用齐次扩容精细积分法推导出壳体的传递矩阵,结合动力平衡方程求出空气弹簧在位移谐波激励下所受到的激励力,进而得出其机械阻抗。算例结果表明该方法合理可行,为运用近似解析法分析空气弹簧的阻抗特性提供了一种新的思路。     

W 含量对 ZrAlWN 复合膜微结构、力学性能和摩擦磨损性能的影响

采用反应磁控溅射法沉积了一系列不同 W 含量的 ZrAlWN 复合膜,利用扫描电子显微镜、X 射线衍射仪、纳米压痕仪和摩擦磨损仪研究了复合膜的微结构、力学性能和摩擦磨损性能。研究表明,当 W 的原子百分含量小于30.19%时, ZrAlWN 薄膜与 ZrAlN 薄膜微结构相似,为 fcc - ZrAlWN ＋ hcp - AlN 两相共存;当 W 的原子百分含量在30.19%~36.05%时,AlN（110）衍射峰消失,薄膜中出现了 fcc - W2 N（111）和（200）衍射峰,此时薄膜为 fcc - ZrAlWN ＋ fcc - W2 N 结构;随着W 的含量进一步升高,薄膜出现 fcc - W（200）衍射峰,此时薄膜为 fcc - ZrAlWN ＋ fcc - W2 N ＋ fcc - W 三相共存。随着 W含量的增加,复合膜的硬度先增大后减小,当 W 的原子百分含量为30.19%时,硬度高达26.70 GPa.常温下,随 W 含量的增加,复合膜的摩擦系数先升高后降低,但磨损率逐渐减小;高温下,复合膜的摩擦系数随着温度的升高先增大后减小,当温度为700℃时,摩擦系数为0.51.文中还讨论了不同温度下 ZrAlWN 薄膜的摩擦机理.     

蛋形耐压壳力学特性研究

深入研究了复合材料蛋形耐压壳的力学特性.首先建立蛋形耐压壳母线方程及解析法力学模型;在此基础上,推出极限强度载荷、屈曲临界载荷与厚度的定量关系式,以及厚度和浮力系数的求解方程,并研究了同比条件下球形耐压壳的力学特性.结果表明,蛋形耐压壳综合性能优于球形耐压壳,可最优协调强度稳定性、浮力系数、空间利用率、人机环特性以及水动力学特性,且对缺陷敏感性低,便于开孔、开窗,在深海潜水器上具有良好的应用前景.     

基于结构增抗技术的高腹板环肋双层圆柱壳声振设计研究

针对水下航行体降低线谱的要求,基于结构增抗技术进行环肋双层圆柱壳结构设计.从提高舱段结构针对线谱频率的机械阻抗入手,引入圆柱壳的圆截面内运动假设,运用Donnell壳体理论推导了有限长环肋圆柱壳振动声辐射的径向模态总阻抗;分析了环肋径向模态机械阻抗的变化规律,提出了一种高腹板环肋双层壳结构;并对该新型结构进行了声振特性分析,与从强度角度出发的常规双层壳结构的声学性能进行了比较.结果表明,增大肋骨的径向机械阻抗可提高舱段总的模态机械阻抗;增加环肋的截面积和惯性矩可以增大环肋的径向机械阻抗;高腹板环肋双层壳具有提高舱段整体的模态机械阻抗,能显著降低低频噪声线谱的优点.     

船舶复合材料上层建筑概念设计及力学行为研究

针对船舶轻量化的发展需求,以轻质复合材料夹芯结构作为上层建筑的基础板材,以船用复合材料T形连接和y形连接作为设计节点,通过局部设计节点与基础板架的有机组合完成集成式船舶复合材料上层建筑的概念设计.分析船舶上层建筑的多种受载形式,研究其在波浪环境中联合载荷作用下的力学行为表征和宏观响应特性,预报复合材料上层建筑与主船体之间的相互作用及其对船舶总纵弯曲的贡献效率,为船舶复合材料上层建筑的优化设计、可靠性和安全性分析提供有益参考.