网格插入损失的实验研究

从实用的角度研究了清洗网篮对超声清洗槽内声场的影响.在理论上给出插入损失的定义,实验上用水听器法测量了不同规格网格的插入损失.结果表明,当丝径远小于1/4波长时,网格的存在对声场分布的影响很小,只是引起声波传播能量不同程度的衰减.     

超声波在轮轨材料中传播的数值模拟

为进一步研究超声波的声场分布特性,增强超声波在高速铁路中轮轨探伤、列车安全监测等方面的应用,设计了轮轨有限元模型,模拟了不同声源尺寸下不同频率超声波在轮轨材料中传播时的声场分布,绘制了声源轴线上的声压分布曲线,在此基础上,分析了超声波近场长度、指向性、超声波频率及声源大小之间的关系.研究结果表明:在相同声源直径的模型中,频率为1.0 MHz的超声波近场长度最长,指向性最好;相同超声频率的模型中,声源直径为40 mm的超声波近场长度最长,指向性最好.      

结构声场耦合系统声压激励频率响应有限元分析

在声压激励下对双声腔结构声场耦合系统的频率响应进行了分析.研究了通过弹性隔离膜相互耦合的声腔,在具有峰值声压时的声压分布以及无激励源声腔声压与频率的关系.最后,对两个声腔的声压分布关系进行了研究.     

结构声场耦合系统声压激励频率响应有限元分析

在声压激励下对双声腔结构声场耦合系统的频率响应进行了分析．研究了通过弹性隔离膜相互耦合的声腔，在具有峰值声压时的声压分布以及无激励源声腔声压与频率的关系．最后，对两个声腔的声压分布关系进行了研究．     

铝合金型材与空腔声场耦合振动声学优化设计

建立了铝合金型材与声场耦合振动的有限元模性,计算了耦合系统的声压响应;以声场和铝合金型材的结构尺寸参数为设计变量,以铝合金型材重量为约束,以声场内响应声压最小为目标,建立了优化数学模型,用零次优化算法对其进行了优化设计研究.优化设计使声场内最大声压降低了1200Pa,而且结构重量也得到了降低.结果表明,优化设计可有效降低声场内的声压,而且零次优化设计方法不用求解声压对设计变量的灵敏度,减小了计算量.     

基于矢量传感器阵列的二维波达方向估计研究

矢量水听器由声压传感器和质点振速传感器复合而成,可以空间共点、同步测量声压和质点振速的各正交分量.相对于声压水听器阵来说,矢量阵获取声场中更多的信息,利用矢量阵所获得的速度场的信息可去除目标方位估计中的模糊.多重信号分类(MUSIC)算法是通过对数据协方差矩阵进行本征分解获得信号空间谱估计的方法.文中采用矢量水听器均匀线阵研究了利用MUSIC算法对声源进行二维角度估计,通过对声压水听器和矢量水听器阵MUSIC算法的仿真对比得出结论:声矢量阵比声压阵具有更好的波达方向估计性能.另外,文中还采用空间平滑技术对相关信号源进行解相关从而得到良好的二维波达方向估计性能.     

高速铁路箱梁桥-声屏障结构振动噪声初探

声屏障是轨道交通重要的降噪措施之一,但在列车经过时声屏障同样会产生振动成为向外辐射噪声的声源.以内折型声屏障为研究对象,将其简化为适用于声学计算的板壳单元,通过建立高架线路结构的有限元模型,以中国高速铁路无砟轨道谱作用下的声屏障以及箱梁桥-声屏障的动力学响应作为声学边界条件,基于有限元-边界元理论分别求解单独声屏障和箱梁桥-声屏障的声辐射特性,初步探究了声屏障对高架路段结构声辐射的影响,在此基础上进一步考虑了地面反射的作用.研究结果表明:声屏障的振动形式主要表现为水平局部振动以及垂向整体振动,水平局部振动对自身结构噪声辐射的影响最大,其结构噪声集中在0～180 Hz的低频段,与桥梁结构噪声频率范围重合度较高;桥梁上安装声屏障后的振动分布发生明显地改变,使得声压在部分频段内降低,周围声场的分布也发生了明显变化而且总体上声压增加了1～2 dB;刚性地面的反射会使整个声场的声压增大,声压增加值最大可达5 dB.因此,声屏障对高架线路的整体结构声辐射能够产生很大的影响,考虑地面反射的作用后更加显著.     

交通荷载作用下钢箱梁振动声场分布研究

交通荷载引起的桥梁振动辐射低频噪声严重危害居民的身体健康,研究箱梁噪声分布对评价及降低环境噪声污染具有重要现实意义。结合车桥耦合振动和声传播理论,通过建立桥梁振动辐射有限元-边界元的求解体系,以32 m等截面钢箱梁桥作为实体模型,对交通荷载作用下钢箱梁振动产生的瞬态噪声声场特性进行了数值模拟,得出瞬态噪声声场特性。分析结果表明,顶板的振动辐射噪声大于梁体的其它结构。随着离梁体距离增加,声压变小,噪声衰减幅度也会变小。在钢箱梁内添加吸声材料后,降噪效果不大。     

折射球面波场的计算方法及其对斜探头的应用

在射线近似下，可以利用平面波上的透过率及位相偏差折射面波声压，推导出折射球面波场物计算公式，该公式可以用于计算斜探头的声压分布及声场的指向性，为斜探头的设计提供了一种数值计算方法。     

肿瘤治疗参数对超声空化影响数值分析

通过分析气泡初始半径对频率和声压阈值的影响,选取了频率和声压范围.建立单一气泡的超声空化运动模型,通过数值分析的方法,研究超声频率、超声振幅和气泡初始半径等因素对超声空化的影响,结果表明:随着超声振幅和气泡初始半径的增大及超声频率和表面张力系数的减小,气泡的振动幅度越大,气泡空化时产生的压强越大.     

基于超声测距的智能泊车系统仿真设计

针对倒车时由于"后视"不良而造成的事故频发问题,设计了一种基于超声测距的智能泊车系统。介绍了超声测距的基本原理,在Multisim软件中对发射驱动电路和信号调理电路进行了仿真分析,并利用MPLAB和Pro-teus实现了软硬件的联合调试。仿真软件的使用大大节省了开发时间和成本,为后续系统的完善奠定了基础。     

不解体油耗分析仪检测方法研究

首先对不解体油耗检测的技术进行了研究，通过对激光和超声波检测技术的理论研究及二者的优缺点的比较，得出了适合于不解体油耗检测的技术——超声波检测技术。之后，从检测的实际情况出发，通过对超声波传感器的理论研究，得出了适合于小管径微流量不解体油耗检测的超声波传感器选用方案，同时经过实验佐证提出适合于不解体油耗分析的超声波检测方法——时差法。     

Depth Camera-Based Robot-Assisted Ultrasonic Lipolysis System

With many advantages such as non-invasive,safe and quick effect,focused ultrasound lipolysis stands out among many fat-removing methods.However,during the whole process,the doctor needs to hold the ultra-sound transducer and press it on the patient's skin with a large pressure for a long time;thus the probability of muscle and bone damage for doctors is greatly increased.To reduce the occurrence of doctors' occupational diseases,a depth camera-based ultrasonic lipolysis robot system is proposed to realize robot-assisted automatic ultrasonic lipolysis operation.The system is composed of RealSense depth camera,KUKA LBR Med seven-axis robotic arm,PC host,and ultrasonic lipolysis instrument.The whole operation includes two parts:preoperative planning and intraoperative operation.In preoperative planning,the treatment area is selected in the camera image by the doctor;then the system automatically plans uniformly distributed treatment points in the treat-ment area.At the same time,the skin normal vector is calculated to determine the end posture of the robot,so that the ultrasound transducer can be pressed down in the normal direction of skin.During the intraoperative operation,the robot is controlled to arrive at the treatment point in turn.Meanwhile,the patient's movement can be detected by the depth camera,and the path of robot is adjusted in real time so that the robot can track the movement of patient,thereby ensuring the accuracy of the ultrasonic lipolysis operation.Finally,the human body model experiment is conducted.The results show that the maximum error of the robot operation is within 5 mm,average error is 3.1 mm,and the treatment points of the robot operation are more uniform than those of manual operation.Therefore,the system can replace the doctor and achieve autonomous ultrasonic lipolysis to reduce the doctor's labor intensity.     

基于损伤理论的某钢筋混凝土梁疲劳寿命预测

通过对钢筋混凝土梁的连续超声波检测,结合温度对超声波在混凝土中传播速度影响的实验研究,修正了现场连续观测时的温度效应,选取与超声波波速有关的外部损伤变量,并根据Min-er线性积累损伤准则,建立了其损伤演化方程.通过研究混凝土受损前后的强度和超声波传播速度,选取与强度有关的内部损伤变量,建立了内、外损伤变量之间的关系.应用有限元方法分析了梁中钢筋与混凝土的应力状态,并应用实用可靠度方法建立了梁疲劳破坏的极限状态方程.应用极限状态方程、内外损伤变量关系和梁的损伤演化方程分析了钢筋混凝土梁的剩余寿命.     

舰船水压场信号实时检测方法研究

为了有效地从风浪背景中检测舰船水压场信号,在对大量实测海浪水压场数据和舰船水压场数据分析的基础上,对海浪水压场信号的特性进行了研究,发现海浪水压场信号可用AR模型对其进行描述．从而对海浪水压场信号建立AR模型,计算AR模型的反射系数并提取其欧氏距离作为特征,采用滑动检测法对信号进行实时检测．通过大量实测数据检验其有效性,结果表明,该算法简单,能较好的检测目标信号．     

横通道设置对车隧气动多波峰的影响

为了研究横通道设置对压力波传播特性的影响,基于列车进入隧道所产生的压缩波在隧道与横通道交叉点的传播、反射理论,采用三维数值方法对设置横通道情况下的压力波传播特性进行了分析,对横通道设置不同位置时缓解微气压波的效果进行了比较.研究表明:首波压力梯度在列车进入隧道较短范围内（10 m）即达到峰值,横通道距隧道洞口距离增大,会使列车经过横通道所产生的2次波压力梯度峰值减弱,横通道距洞口距离由20 m调整为50 m,可使2次波峰值降低50%.      

压缩波惯性作用对其波形演变的影响

为了准确地评估隧道出口微压波,基于一维平面波方程和压缩波的特性,推导了压缩波在隧道内传播时压缩波压力梯度的理论公式.采用该理论公式,分析了传播距离,初始压缩波幅值以及初始压缩波波前长度等因素对隧道不同位置处压缩波压力波梯度的影响.结果表明:压缩波压力梯度随着传播距离的增加而増大,其变化幅度越来越大,当传播距离接近临界长度时,其压力梯度几乎发生突变;相同的传播距离下,压缩波压力梯度随初始压缩波幅值的增加而增加,随初始压缩波波前长度的增加而减小;当传播距离小于临界长度时,理论公式和数值计算结果的相对误差小于6%,数值计算结果与文献报道的实测结果吻合良好.      

饱和软黏土路基中布袋注浆桩的挤土效应

为研究饱和软黏土路基条件下布袋注浆桩的挤土效应,以布袋注浆桩加固某饱和软黏土路基工程为例,通过现场试验对桩体成型过程中的桩周土体位移和超静孔隙水压力进行了分析. 运用测斜管监测了成桩时桩周土体的水平位移,得到了土体位移的分布特征和土体位移随注浆压力与时间的变化规律;运用孔压计监测了成桩时桩周土体中超静孔隙水压力,得到了超静孔隙水压力的分布规律与变化趋势. 试验结果表明:成桩后,桩周土体水平位移呈现“马鞍形”分布,在距离地表0.1～0.3倍和0.8～1.0倍的桩长位置处出现最大位移;桩体成型挤土产生水平位移的范围约为桩径的6倍;桩体养护成型后,标准施工下的注浆压力对挤土效应的影响甚微,同时桩周土体水平位移会出现明显回弹,回弹位移值为注浆当天的40%～60%;超静孔隙水压力在前10 d消散较快,超静孔隙水压比随土体与桩体间距离的增加而呈现近似于线性规律的衰减,其影响范围约为10倍桩径.