含有有源作动元件的弹性耦合系统的功率流传递特性

以柔性基础上隔振系统为原型,建立了一种综合考虑无源与有源控制模式两方面因素的,复杂弹性耦合系统的一般理论模型,研究了其传递功率流的计算方法,并通过对其功率流传递谱的数值仿真计算,分析了有源作动元件对系统动态特性的影响,并对相关的柔性基础结构噪声的控制策略进行了探讨．     

非保守耦合系统的统计能量分析原理

传统的统计能量分析(SEA)理论不能解决非保守耦合系统的能量分析问题。本文在非保守耦合振子的能量分布与功率流特征的研究基础上,推导了互不相关随机激励条件下非保守耦合系统的功率平衡方程式及各有关功率项的计算式,建立了非保守耦合系统的统计能量分析理论。研究结果表明,保守耦合仅是非保守耦合的一个特例,耦合阻尼对非保守耦合系统的能量分布和功率流的特征有着显著的影响,只有在耦合阻尼远小于系统内阻尼时这种影响才可近似忽略。作为理论的一个应用实例,本文对非保守耦合板的能量问题进行了理论和实验研究。     

连续隔振浮筏系统功率流研究

建立了多扰源连续隔振浮筏系统的动力学模型,并考虑基础及浮筏弹性,推导了此类复杂耦合系统的动态特性方程及功率流表达式,从能量的观点揭示了连续隔振浮筏系统的隔振机理,并编制了相应计算软件,进行了数值计算及理论分析,揭示了连续隔振系统结构参数对其隔振性能的影响。     

三串联非保守耦合振子功率流Ⅰ：理论

本文推导了稳态随机力激励下的三串联非保守耦合振子功率流表达式。理论分析表明，三串联非保守耦合振子功率流同三串联保守耦合振子功率流表示式类似，它包括直接功率流和间接功率流两项，直接功率流和间接功率流分别与直接耦合和间接耦合振子的存储能量差成正比，比例系数是振子参数和耦合参数的函数。     

相关激励形式下保守和非保守耦合振子的能量分布与功率流

作为相关输入形式下保守或非保守耦合系统统计能量分析的基础,本文主要研究耦合振子在比例相关输入条件下的能量分布与功率流.在推导了相关输入条件下耦合振子间的功率流与振子能量的基本关系式和功率平衡方程式及振子能量比的表达式之后,本文分别详细讨论了保守耦合振子和非保守耦合振子系统的能量分布和功率流问题,并与互不相关输入时耦合振子的能量分布与功率流的特点进行了比较,对于各种耦合阻尼情况下的振子能量分布与功率流也进行了数值计算,研究结果表明,相关输入下耦合振子的能量分布与功率流的特征与互不相关输入时的特征有着显著的差别.     

三串联非保守耦合振子功率流Ⅱ: 数值分析

本文通过数值方法对三串联非保守耦合振子的直接功率流及间接功率流与振子和耦合参数的关系作了详细的研究。结果表明：间接功率流是由间接耦会根子间的共振传输引起的；当振子的参数确定时，间接功率流主要取决于耦会刚度k3和k4，而耦合阻尼c3及c4的影响较小，在强耦合情况下间接功率流是不可忽略的；但即使耦合刚度较小且根子阻尼较大，由子间接耦合振子间的共振传输引起的间接功率流仍不能忽略．     

基于功率流方法的多自由度系统吸振控制

针对附加动力吸振器的多自由度系统,利用结构导纳理论,引入附加动力吸振器后振动系统的等价结构导纳矩阵,推导了振源输入系统的总功率流、主振系的净功率流以及吸振器吸收的功率流。并且以功率流为控制量,探讨了通过附加单个或多个动力吸振器对多自由度系统进行单模态或多模态控制的问题,揭示了吸振器的控制机理和效果。     

基于功率流方法的多个动力吸振器的优化设计

针对附加多个动力吸振器的有阻尼单自由度系统,本文利用结构导纳理论,引入附加动力吸振器后振动系统的修正结构导纳,推导了振源输入系统的总功率流、传输到主振系的净功率流及吸振器吸收的功率流表达式,揭示了动力吸振器对系统功率流传递特性的控制机理。提出了以功率流为控制量进行动力吸振器优化设计策略,给出了动力吸振器优化参数的配置关系。     

非保守耦合系统的耦合损耗因子

研究利用子结构的导纳计算非保守耦合系统的耦合损耗因子的方法。首先,利用经典保守耦合系统统计能量分析能量平衡方程的形式,推导了非保守耦合系统中耦合损耗因子与结构振动能量比的关系;然后,给出了利用子结构的导纳计算结构振动能量比的方法;最后,实验测量了非保守耦合系统的耦会损耗因子,并与理论预测值比较。结果表明,理论预测和实验测量结果的一致性很好。     

基于功率流方法的连续参数系统动力吸振器的优化设计

针对附加动力吸振器的连续参数系统,采用两端固支梁模拟连续参数主振系,利用结构导纳理论,引入振动系统的结构导纳修正矩阵和等价结构导纳矩阵,简化了系统的动态特性分析过程。在此基础上,推导系统各环节功率流的矩阵表达式。提出了以注入主阵系的净功率流为控制目标的动力吸阵器优化设计策略,并通过计算数值仿真验证了该方法的有效性。最后,探讨了振源位置对连续参数系统功率流传递特性、吸振器优化参数及其控制效果的影响。     

复杂结构的损耗因子和耦合损耗因子的测量方法

本文介绍利用测量结构振动能量比，测量组装结构的损耗因子和耦合损耗因子的方法。这种方法既适合于保守耦合结构，也适合于非保守耦合结构。这种方法的优点是同时可测量得到结构损耗因子、耦合损耗因子和间接耦合损耗因子，而不需要知道各子结构的模态密度。耦合损耗因子不仅包括共振传输而且也包含低频的非共振传输的影响。利用这种方法测量了转动机械系统的损耗因子和耦合损耗因子并用修正的统计能量分析平衡方程预测了结构振动响应。然后与实测的结构振动平均响应比较，一致性非常好。     

统一非对称光波导横向耦合模理论分析

光波导横向耦合模理论包含正交耦合模理论和非正交耦合模理论两大类, 为了追求形式上的完美, 两类理论没有统一的解析解, 并且都没有对非匹配耦合系统中耦合功率的非对称性进行深入研究. 本文一方面由Helmholtz方程出发推导出了一种新型的非正交耦合模方程, 并对两类理论中的耦合模方程进行了统一处理和求解, 得到了一种统一的解析解; 另一方面根据所得到的统一的解析解对非匹配耦合系统中耦合功率的非对称性进行了详细研究, 计算结果表明非匹配耦合系统中的最大互耦合功率和最小自耦合功率均可用统一的解析解进行近似计算. 关键词： 光波导 耦合模理论 耦合器 最大耦合功率     

超导转子磁悬浮结构磁耦合特性及承载能力分析

高速旋转的超导转子可用作高精度角速度传感器,其转子结构的质量偏心和球面误差是限制其精度提升的关键因素,转子结构越复杂,其制作和装配过程造成的质量偏心和球面误差就越大,则其测量角速度的精度越低.基于此介绍了一种转子结构简单的超导转子磁悬浮结构,并通过有限元方法对其磁悬浮结构的磁耦合特性进行研究,分析其对超导转子磁支承力的影响.然后基于磁路原理对磁支承结构的磁路建模,提出了一种对超导转子磁支承结构承载能力分析的方法,并设计出一种优化超导转子磁支承结构承载能力的方案.研究结果为超导转子磁悬浮系统的结构设计和优化,及其承载能力的分析和优化提供参考.     

板受力激励下加筋板结构振动功率流

采用最速下降积分法得到了加筋板结构在板受到力激励下远场中的振动响应和功率流分布表达式，并通过计算机仿真分析了振动功率流的分布特性，结果表明：筋的存在相当于在板上施加了一个沿筋连续分布的线激励，将改变无限大平板中功率流的分布；筋的刚度越大，离激励点距离越近，则筋的影响越大。最后通过功率流的双传感器互谱测量法验证了理论结果的正确性。     

复杂弹性系统的结构噪声控制及最优化设计研究

本文研究了复杂线性振动系统的结构噪声控制问题，着重分析了设备弹性与振源输出特性对系统结构噪声抑制效果的影响，从理论上对高频隔振进行了深入探讨，给出了考虑设备与基础阻抗时复杂线性弹性系统的力传递率；建立了同时带频率及结构装配关系约束的优化设计数学模型，并就所关心的频段进行了优化分析。     

载流双层壳的声振特性研究

本文对内外壳间具有轴向均匀流的无限长同轴圆柱体弹性薄壳（以下简称双层壳）的声振特性进行了研究。采用壳体与流体充分耦合模型，分析了钢壳－水流以及铝壳－气流两个壳－流耦合系统以呼吸模态（ｎ＝０）和梁模态（ｎ＝１）振动时的频散特性，并讨论了流动对这两个系统的频散曲线的影响。     

三维FEL振荡器的数值模拟

在３８６微机上建立了三维ＦＥＬ单模，多模振荡器模拟程序，并用该程序进行了计算。发现：１．对单模，在足够多的振荡次数的条件下（ａ）非理想入射，发射度，能散度对激光饱和功率的影响程度在一定范围内不显著，而且随输出耦合系数的降低而变弱。在输出耦合为２％时，小程度的非理想入射的饱和功率反而超过正入射；（６）非理想入射对饱和情况下的激光品质的影响也不显著，并随输出耦合系数的降低而变弱。２．对多模，在高输出耦合的情况下，边带将受到抑制而不能增长。非理想入射、发射度都会减慢边带的增长。     

二维振动方向变换器的耦合振动及其等效电路

二维振动方向变换器集功率合成和二维超声输出的功能于一体,在功率超声技术中具有重要的应用价值。然而,对于二维振动方向变换器的设计分析只有一种较为复杂的波动方程法。为此,本文研究了二维振动方向变换器的另外一种简明的设计分析方法——等效电路法。通过引入二维机械耦合系数和纵向力转换系数,利用力电类比原理建立了二维振动方向变换器的同相及反相二维耦合振动的统一等效电路模型。利用本文提出的设计方法,计算了两种不同材料的二维振动方向变换器的谐振频率,与有限元计算结果及实验测试结果一致,为该类超声振动系统的工程应用提供了一种简洁直观的设计分析方法。      

2 MHz/80 kW离子源射频功率耦合系统的设计

介绍了一种用于大科学工程装置中国散裂中子源(CSNS) 功率升级的RF负氢离子源大功率射频功率耦合系统的研制。主要内容包括射频功率耦合系统的构造, 指标计算分配以及具体实现, 重点阐述了射频功率放大器、隔离变压器、阻抗变压调谐器以及配套的电源、控制和冷却系统的设计, 并对整个系统的结构和热设计提出了工程解决方法。针对离子源功率耦合系统的特点作了细致的分析, 并以此为基础, 研制出了一款输出功率达80kW的射频功率耦合系统产品。     

基于智能手机的振动现象研究及应用

本文利用智能手机内置传感器与Phyphox软件,探究了简谐振动的周期公式和耦合双自由度振动的规律,测量了多自由度振动系统(人行天桥)的固有频率.实验结果表明,用手机和Phyphox得出的简谐振动周期公式与理论公式非常接近.对双自由度系统,验证了简正模思想在分析耦合振动系统是可行的.对于桥梁这样复杂的多自由度振动系统,运用手机就可以很方便地测量其固有频率.