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．     

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。     

纵向阻尼系统

讨论了纵向阻尼系统参数和加速器参数及要求的阻尼速度之间的关系，给出决定纵向阻尼系统参数的计算公式．比较了正比阻尼系统和常电压阻尼系统．后者只需要较少的校正功率，便能达到同样的阻尼效果．     

束测误差对阻尼系统的影响

讨论了束测误差对阻尼系统工作状况的影响．结果表明，束测误差将减低阻尼效果，增大为达到一定的阻尼速度所需阻尼系统功率，并导致闭轨畸变．给出了计算有关效应的公式．     

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。     

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。     

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.     

时间飞行法测量光阱刚度的实验研究

传统的测量光阱刚度的方法如功率谱法是基于微粒的布朗运动,适用于直径范围几百纳米到几微米的微球,在几微米以上并不具有明显优势．本文发展一种时间飞行的方法测量光阱对微球的刚度．该方法是基于跟踪微粒的运动轨迹获得光阱刚度．通过比较不同功率下,不同大小以及不同材料的微球的光阱刚度和误差,结果表明时间飞行法适用于直径范围5—10μm的微球;论文中用功率谱法和均方位移法测量了5μm标准聚苯乙烯小球的光阱刚度与时间飞行法测得的结果作为对比,由于受相机采集速率的影响,所测刚度值比理想值偏高,比较而言,时间飞行法的测量结果更加接近于真实值,对于光阱刚度的快速标定有着重要意义．该方法可以应用在特殊光场分布的激光阱中测量微球的光阱刚度;在实现细胞层次的力学特性测量中它可避免使用微球作为探针,为更深层次研究细胞上的复杂单分子过程提供了一个研究手段．     

金属橡胶迟滞特性本构模型研究

金属橡胶作为一种新型阻尼材料, 其原材料及加工工艺具有一定特殊性. 基于材料的细观结构特征, 选取了金属丝螺旋卷作为金属橡胶的基本微元体结构, 并以圆柱压缩螺旋弹簧理论为基础, 分别建立了横向和纵向排列微元体结构的刚度. 鉴于库仑摩擦模型, 分别建立三种接触状态螺旋卷接触对的力学模型. 考虑整个加工工艺流程的特点, 分析了不同接触状态数目变化规律, 建立了金属橡胶迟滞特性本构模型. 从理论上解释了金属橡胶迟滞特性的特点, 以及刚度和阻尼非线性的产生机理. 最后, 通过对比不同相对密度金属橡胶试件的理论和试验结果, 验证了理论模型的适用性. 本模型从螺旋卷微元体结构上描述了金属橡胶迟滞特性, 为工程上预测和分析金属橡胶的刚度、阻尼特性和设计金属橡胶产品提供了有效的理论基础.     

各向异性色散左手材料平面波导的导模特性(英文)

对芯层为左手材料而内外包层都是普通材料的非对称三层平面波导TE振荡模进行了分析.在考虑左手材料色散和各向异性的情况下,从Maxwell方程组出发,得到了TE振荡模的色散方程和功率流分布,并且画出了相应的色散曲线.我们找到了8个TE振荡模,而且包括基模.随着模阶数的增加,模色散曲线右移,功率流曲线下移.但是,随着波导厚度的增加,色散曲线左移,功率流曲线上移.此外,TE振荡模有反常色散特性和负的群速,这正揭示了左手材料的本质特性.     

敷设阻尼材料的双层圆柱壳声辐射性能分析

研究了外层壳上敷设粘弹性阻尼材料的双层壳体的振动和声辐射性能,采用经典Flugge微分算子描述壳体的运动,敷设粘弹性阻尼材料的双层壳体的粘弹性阻尼层的运动用三维Navier方程描述,将阻尼沿厚度方向的位移用泰勒展开表示,利用位移和应力的连续性边界条件建立振动方程。详细讨论了阻尼层厚度、弹性模量、损耗因子及静水压缩因子等参数对双层壳体振动和声辐射的影响,表明阻尼材料的弹性模量越高,阻尼层越薄,损耗因子越小,壳体的辐射声功率越高;对于较高频率的激励,必需考虑阻尼层质量的影响,选择密度低的阻尼材料对减振降噪有利。     

各向异性色散左手材料平面波导的导模特性

对芯层为左手材料而内外包层都是普通材料的非对称三层平面波导TE振荡模进行了分析.在考虑左手材料色散和各向异性的情况下,从Maxwell方程组出发,得到了TE振荡模的色散方程和功率流分布,并且画出了相应的色散曲线.我们找到了8个TE振荡模,而且包括基模.随着模阶数的增加,模色散曲线右移,功率流曲线下移.但是,随着波导厚度的增加,色散曲线左移,功率流曲线上移.此外,TE振荡模有反常色散特性和负的群速,这正揭示了左手材料的本质特性.     

复合阻尼层圆板的优化设计

在阻尼结构的设计过程中，常常需要根据实际情况，合理确定各项参数，以达到提高阻尼板对振动能量的损耗率、增强阻尼板刚度的目的。阻尼板中应变能与损耗因子的关系为η^（r）=ηeVE^（r）/V^（r）＋ηV/Vv^（r）/V^（r）（1）式中：V^（r）是阻尼结构第r阶的总变形能；VE^（r），Vv^（r）分别是弹性材料、黏弹性材料第r阶的变形能。     

弹簧的质量、材料及其几何性质对弹簧谐振子角频率的影响

本文从能量的观点研究了圆柱形密圈螺旋弹簧谐振子系统，导出了用弹簧质量、材料及其几何性质等量描写的谐振动微分方程，从而得到以上各量对弹簧谐振子角频率的影响．这一结果还给出了弹簧刚度系数与材料及其几何性质的联系．     

树脂硫化剂对丁基橡胶硫化胶阻尼行为的影响

研究了树脂硫化剂硫化丁基橡胶材料的阻尼性能，同时对相应的阻尼机理进行了研究，以期对这类阻尼材料的阻尼机制获得更深刻的认识和了解。     

矢量拖线阵水听器流噪声响应特性

针对传统拖线阵流噪声理论的局限性, 建立了完善的矢量拖线阵流噪声理论分析方法, 可全面准确地揭示矢量拖线阵流噪声响应特性. 基于细长圆柱的湍流边界层压力起伏Carpenter模型, 采用波数-频率谱分析方法对矢量拖线阵流噪声响应特性进行了理论研究, 导出了圆柱形矢量水听器流噪声响应的声压和振速自功率谱及其互功率谱的解析表达式, 定量分析了流噪声响应功率谱与拖曳速度、水听器尺寸、套管尺寸和材料等参数之间变化规律; 另外, 还讨论了圆柱形矢量水听器偏离护套轴线时矢量拖线阵流噪声响应, 导出了流噪声响应的声压、径向和轴向振速自功率谱及其互功率谱的解析表达式, 数值计算结果表明: 轴线偏移距离对声压和轴向振速的高频噪声的影响要大于对低频噪声的影响, 而对径向振速的全频段噪声都有明显影响, 且对振速分量影响要远大于对声压影响.     

线性对置式压缩机非线性振动特性理论研究

在空间遥感探测任务中,斯特林和脉冲管制冷机广泛应用于红外探测器和低温镜头的制冷。压缩机是制冷机的主要运动部件,是影响星上振动敏感设备的重要振动源之一。为了研究压缩机的振动特性,采用两自由度系统对线性对称布置的压缩机进行了建模,其中考虑了压缩腔的气体弹簧力以及间隙气流阻力的非线性特性。然后采用龙格-库塔数值方法对非线性动力学方程进行了求解。此外,还分析了由两个对置活塞质量、阻尼、刚度不对称引起的振动力。发现压缩机输出的振动力是以驱动频率为基频的一系列谐波,随着质量、阻尼、刚度不对称程度的增加,振动力的各次谐波幅值均随着增大。     

BEPC横向阻尼时间的测量

 利用逐束团测量系统在BEPC储存环中跟踪单个束团得到其多圈位置振荡信息，获得BEPC储存环的横向阻尼时间与束流流强、色品、八极子和束流能量的关系，并通过分析得到了BEPC储存环辐射阻尼时间为52 ms。实验结果表明：流强越高、色品越大，阻尼率也就越大；束流流强为4.7 mA时八极子强度的变化对阻尼率没有影响；束流流强为5 mA时，阻尼率随束流能量升高而减小。     

高阻尼材料的阻尼机理及性能评估

对高阻尼材料的性能评估方法、常见的高阻尼机理以及高阻尼材料的主要研究热点进行了评述,指出了该领域今后的主要研究课题是发现新的阻尼机理,开发具有优异性能的新型高阻尼材料。     

加肋板稳态简谐响应的粘弹性阻尼控制研究

应用模态叠加法研究了用粘弹性阻尼控制加筋板的稳态简谐响应。考察了在板上加自由阻尼层和加粘弹性梁的情况，分析了阻尼材料损耗因子、阻尼层厚度以及粘弹性梁剖面尺寸对结构响应的影响。对３种阻尼处理情况进行了比较。结构的幅频特性表明，粘弹性材料能够有效地控制结构的共振响应。