模式转换型超声塑焊振动系统的设计

基于弯曲振动理论和耦合振动理论,设计了一种新型大尺寸筒形超声塑焊振动系统。该振动系统由纵向振动换能器及变幅杆、弯曲振动金属圆盘和耦合振动圆筒四部分组成。换能器和变幅杆的纵向振动驱动圆盘的二次弯曲模式振动,圆盘的二次弯曲模式振动激励圆筒的纵向模式振动,实现了工具头在较高频率下谐振。实验结果表明,振动系统的测试频率与计算频率比较符合,在大信号下测试的纵-弯-纵振动模式转换效果很好。研究结果为高频大尺寸超声焊接系统的设计提供了思路。      

木糖醇的红外光谱和拉曼光谱研究

实验测量了木糖醇的拉曼光谱和红外光谱,在相关文献的帮助下,对其谱带进行了初步指认。在拉曼光谱中,1000cm-1～1110cm-1之间的中等强度振动属于C-O伸缩振动和H-C-O弯曲振动。850cm-1到920cm-1之间的振动属于C-C伸缩振动。羟基面内弯曲振动在红外吸收光谱中出现在1300～1500cm-1,O-H的变形振动δO-H出现在1420～1380cm-1。     

超长距离分布式光纤振动传感器的并发事件信号重构方法

针对超长距离分布式振动检测传感器在复杂地表振动环境下性能指标下降的问题,提出了借鉴雷达信号处理技术领域脉冲分选技术的振动信号特征分析提取、分选和融合方案,实现了对并发振动随机混合信号的同源振动的信号分选和事件的恢复重构。对两起和四起并发事件进行了现场测试,传感器检测和报警结果准确。为超长距离分布式光纤振动传感器在复杂地表振动环境下的应用提供了可能。     

间甲基苯甲酸的THz时域光谱

利用THz时域光谱技术测量了间甲基苯甲酸在0.2 ~1.8 THz频率范围内的振动光谱,结合密度泛函理论计算的振动光谱,对观测到的强振动吸收峰进行了指认. 比较不同的芳香化合物的振动光谱,间甲基苯甲酸分子的特征振动峰与其他芳香化合物的振动特征峰在0.2~1.8 THz频率范围内明显不同.     

超长距离分布式光纤振动传感器的并发事件信号重构方法

针对超长距离分布式振动检测传感器在复杂地表振动环境下性能指标下降的问题,提出了借鉴雷达信号处理技术领域脉冲分选技术的振动信号特征分析提取、分选和融合方案,实现了对并发振动随机混合信号的同源振动的信号分选和事件的恢复重构。对两起和四起并发事件进行了现场测试,传感器检测和报警结果准确。为超长距离分布式光纤振动传感器在复杂地表振动环境下的应用提供了可能。     

绝对重力测量中振动传感器振动补偿性能的分析

绝对重力测量的精度主要受振动噪声的限制.振动补偿是一种简单可行的振动噪声处理方法,它通过传感器探测振动噪声来对测量结果进行修正.现阶段对于不同传感器的振动补偿性能缺乏系统的分析与评估,仅停留在应用阶段.本文从理论出发分析了传感器性能对补偿效果的影响,并通过实验评估了不同振动环境下不同传感器的振动补偿性能.实验结果显示,采用低噪声地震计的振动补偿效果主要受带宽和量程的限制,在安静环境下可实现优于百微伽的单次测量标准差,但补偿效果随振动噪声高频成分的增强而降低,在动态环境下地震计则受量程限制而无法工作.采用加速度计的振动补偿效果主要受分辨率的限制,在复杂和动态环境下均可实现毫伽量级的单次测量标准差.本文为振动补偿技术应用于绝对重力测量提供了振动传感器选型的理论和实践依据,有望为振动补偿技术的进一步发展提供技术支撑.     

FBG振动频率传感器的设计

光纤布拉格光栅(FBG)传感器作为最新型的无源传感器,一问世便被广泛地运用到各行各业并取得了巨大的成功。为了测试FBG测量振动频率的性能,我们在实验室搭建了实验装置,选择了边沿滤波法作为整个传感装置的解调方法,还设计了周期性振动的加载方式对光栅模拟振动,并对反射光强光电转换后的数字信号进行快速傅里叶变换(FFT),由此得出外部振动加载的频率。实验结果表明该FBG振动传感系统在测量周期性振动频率时,在低频段误差较大,高频段尤其1000Hz以上的测量误差较小,有效地实现了在实验误差允许范围内对振动频率的测量。     

结构振动声强法研究及应用

振动声强技术通过绘制功率流矢量图和流线图来分析结构噪声源及能量传播路径,可以清晰体现振动声能的分布和传播。对振动和噪声控制具有重要的理论意义和应用前景。本文总结了振动声强试验和理论计算技术的发展,并推导了受迫振动板中声强分量与振动能量的数学关系;最后对振动声强法在复杂结构振动功率流控制和结构损伤识别中的应用进行了展望。     

动力吸振器在斯特林制冷机振动控制中的应用

针对斯特林制冷机的振动模型分析了振动特点,分析了动力吸振器在斯特林制冷机振动控制中的应用,给出了动力吸振器的设计方法.     

结构振动和声辐射的可控性和可观性指标

结构振动和声辐射的可控性和可观性指标对有源控制系统作动器/传感器的布置具有重要意义。对结构振动和声辐射的可控性和可观性指标进行了研究,提出了基于声压输出的振动模态可观性指标,在振动模态可控性和可观性指标的基础上,结合振动模态的声辐射效率,提出了结构声辐射的可控性和可观性指标和基于声压输出的可观性指标。以板结构为例,对结构振动和声辐射的可控性和可观性指标进行了计算分析和讨论,比较了基于声压输出和基于振动响应输出的振动模态可观性,重点研究了基于声压输出的振动模态可观性和结构振动及声辐射的可观性特点,最后对指标值在结构声有源控制中输入(输出)位置选择上的应用进行了讨论和比较,通过数值仿真对指标的有效性进行了验证。     

讨论简谐振动不容忽视的问题

指出了分析判断简谐振动时易被忽视的一个问题,给出了简洁明了的分析方法和实例,进而明确了一定振动系统的运动性质与坐标原点选择无关,以及振动系统的能量守恒与势能零参考点的选择无关等基本结论．     

限位液滴瞬时失重自激振荡

为探索重力瞬变引起的约束液滴自激振荡机理, 本文利用落塔装置模拟短时微重力环境并借助高速CCD记录圆形限位基片上液滴整个过程的运动情况. 自激振荡是微重力下液滴形态的重整恢复过程, 边界的限位作用使得液滴在整个运动过程接触线钉扎不变, 具体可分为两个阶段: 首先是振荡的高低点位置高度渐进上升的液滴形态变化阶段, 与重力环境渐进变化有关; 而后是平衡位置附近的阻尼衰减振荡阶段, 此时振荡的频率恒定, 振幅衰减类似孤立黏性液滴的指数衰减过程. 对于第二阶段, 在高低点等位置处存在高度不变过程, 高度起伏变化时液滴振荡模式类似自由液滴二阶振荡, 高度不变时振荡模式类似自由液滴三阶振荡. 此外, 对于本实验体系的恒定接触面积的钉扎约束, 液滴的体积量不同时, 内驱振荡的阶段和模式不变, 但具体的振荡过程有所不同. 对于大体积液滴, 会在初始振荡的中间位置出现高度不变现象, 并且随振荡逐渐消失; 而小液滴中间位置则不存在此现象, 波形较一致; 第二阶段小体积液滴振幅衰减的阻尼率更大, 无量纲频率也更高.     

Theoretical investigation on resonance characteristics of a vapor bubble based on Laplace transform method

In the present paper, resonance characteristics of the vapor bubble oscillating in an acoustic field are investigated analytically. The analytical solution of the non-dimensional perturbation of the instantaneous bubble radius during the transient process in the initial oscillation stage is explicitly obtained and physically analyzed at the resonance situation based on the Laplace transform method. And the typical oscillation behaviors obtained from the analytical solution are thoroughly exhibited and analyzed in the time and frequency domains. In addition, the corresponding oscillation behaviors at the non-resonance situation are also investigated for the purpose of comparisons. Through our investigation, several essential conclusions can be drawn as follows: (1) The analytical solution of the non-dimensional perturbation of the instantaneous bubble radius can be divided into four terms according to the physical meaning. Among them, it is the term related to the acoustic field that causes the progressively violent bubble oscillation. (2) The vapor bubble with a smaller equilibrium radius could respond faster and more significantly to the acoustic field during the oscillation. (3) The bubble oscillation characteristics always exhibit significant differences at the resonance and non-resonance situations in both the time and frequency domains, even if the difference between the natural frequency of the oscillating vapor bubble and the angular frequency of the acoustic field is greatly small.     

对酒精-水小孔周期性泄流的实验与分析

介绍酒精-水周期性泄流实验的装置,阐述实验现象,记录实验数据并进行归纳整理,用计算机软件描绘图形,通过反复实验和分析,得出与以往盐水-水等不一样的酒精-水小孔周期性泄流的振荡规律.     

金原子的放大自发辐射脉冲的弛豫振荡

首次报道了由金原子发出的波长627.8nm的放大自发辐射脉冲具有弛豫振荡.得出其在时间域和频率域的规律.这种振荡可能是高增益脉冲辐射系统的一种普遍现象.     

A theoretical model for quantum nanostructures electronic wave functions, magnetic field effects

Analytical solutions of electronic wave functions in symmetric quantum ring (QR), quantum wire (QWR) and quantum dots (QD) structures are given using a parabolic coordinates system. The solutions for low-energy states are combinations of Bessel functions. The density of states of perfect 1D QR and QWR are shown to be equivalent. The continuous evolution from a 0D QD to a perfect 1D QR can be precisely described. The sharp variation of electronic properties, related to the build up of a potential energy barrier at the early stage of the QR formation, is studied analytically. Paramagnetic and diamagnetic couplings to a magnetic field are computed for QR and QD. It is shown theoretically that magnetic field induces an oscillation of the magnetization in QR.     

温度对fcc铁中氦行为的影响研究

温度对fcc铁中的氦行为具有重要的影响,编写了居于fcc晶格的面向对象动力学蒙特卡罗程序（Object Kinetic Monte Carlo）,采用该程序结合分子动力学（MD）方法对fcc铁中的氦行为进行多尺度模拟,研究了温度对fcc铁中氦行为的影响,给出了不同温度退火过程中氦行为的原子细节。模拟结果表明引入一定量的非热平衡空位可以使模拟结果与文献实验结果有非常好的吻合;室温至1073K,温度对氦行为影响可以分为四个阶段：第一阶段,298-473K,正电子长寿命随退火温度增加略有减少,这主要由于非热平衡空位浓度降低;第二阶段,473-673K,正电子长寿命随退火温度增加而增加,主要由于晶粒内平均氦泡尺寸增加;第三阶段,673-873K,正电子长寿命随退火温度增加而迅速减少,主要是由于氦泡的平均尺寸减小和晶粒内的空位浓度降低;第四阶段,873-1073K,正电子长寿命随退火温度增加而迅速增加,与晶粒内氦泡的平均尺寸变大,且空位浓度随温度的增加而指数增加有关。     

Self-sustained oscillations of turbulent pipe flow terminated by an axisymmetric cavity

Turbulent flow through a long pipe terminated by an axisymmetric cavity can give rise to self-sustained oscillations exhibiting a very strong coherence, as evidenced by the narrow-band character of corresponding amplitude spectra. These oscillations, associated with the turbulent axisymmetric jet passing through the cavity, are strongly influenced by the acoustic modes of the pipe. The frequencies of oscillation lie within or near the range of most “unstable” frequencies of the turbulent jet previously predicted by using concepts of inviscid hydrodynamic stability theory; consequently, these experiments show truly self-excited and strongly coherent “instability” of a fully turbulent, low Mach number (～10^?2), axisymmetric flow undergoing separation, corroborating previous experiments involving the external forcing of free turbulent jets. As flow velocity or cavity length is varied, both upward and downward jumps in oscillation frequency are observed; the sign (up or down) of these jumps tends to systematically alternate with increase of velocity or length. The role of these frequency jumps is, in effect, to allow the oscillation of the flow to remain “locked-on” to a pipe mode over a wide range of impingement length or flow velocity. Moreover, these jumps exhibit two types of behavior: for the first kind, the predominant frequency makes a relatively continuous transition between stages and the frequency of the neighboring stage appears as a secondary component; for the second kind, there is a dead zone (where no oscillation occurs) between stages. The consequence of externally exciting the system is strongly dependent on whether the self-sustaining oscillation is relatively near, or well away from, a frequency jump. During excitation, the amplitudes of pressure fluctuations in the cavity substantially exceed the corresponding no-flow values only in regions away from the frequency jumps; at locations of jumps, there can be significant attenuation of the no-flow excitation amplitude. For the type of frequency jump involving a “dead zone”, enhancement of a given mode of oscillation can be achieved by externally exciting not only the given mode, but also neighboring modes. For the other type of jump, involving a relatively continuous transition from one stage to the next, the predominant mode of oscillation following the jump is that mode giving maximum amplitude response to excitation before the jump.     

温稠密铝等离子体物态方程及其电离平衡研究

温稠密物质的物性参数在惯性约束聚变能源、Z箍缩等高能量密度物理领域的实验结果分析和物理过程数值模拟等方面有着重要的应用价值.本文应用部分电离等离子体模型,在理想自由能的基础上考虑了库仑相互作用、排斥体积作用和极化作用等非理想特性,开展了温稠密等离子体物态方程和电离平衡的研究.计算了温稠密铝等离子体的压强等物态方程数据和在密度为1.0×10^-4-3.0 g/cm^3,温度为1.0×10^4-3.0×10^4 K范围内的粒子组分.计算结果显示,铝等离子体的平均电离度在临界密度区域内随着密度的增加而突然增大.根据非理想Saha方程中有效电离能这一关键参数,分析了铝等离子体平均电离度在临界密度区域内随密度迅速增大的现象.     

AunY(n＝1—9)掺杂团簇的结构和电子性质研究

采用相对论有效原子实势(RECP)近似和密度泛函(B3LYP)方法，选择LANL2DZ基组，优化得到了Au_nY(n＝1—9)二元掺杂团簇稳定的基态结构和电子性质.研究结果表明，掺杂Y原子的Au_nY(n＝1—9)团簇随n的变化，其电离势、电子亲合能和费米能级与Au_n(n＝2—9)一样具有“奇-偶”振荡效应；团簇离子的稳定性具有“幻数”现象，Au₂Y⁺和Au₆Y⁺比其他团簇离子更稳定，与质谱实验结果一致；同一团簇中，团簇最稳定的异构体(基态)是趋于Y原子有最大的邻近的Au原子数. 关键词： Au-Y团簇 密度泛函 平衡几何结构 电子性质