血液-血管耦合特性与脉搏波传播特性的关系

脉搏波既不可简单地理解为可压缩血液流体中的压力纵波，也不可简单地理解为沿固体血管传播的涨缩位移横波，而是超乎普通想象的流-固耦合和纵波-横波耦合的复杂波。从分析耦合本构关系的新途径出发，本文中提出了一个流-固耦合/纵波-横波耦合的串联模型，可为解读“位数形势”中医脉诊提供更丰富的信息。结果表明，脉搏波耦合系统的等效体积压缩模量K_s以及相应的耦合系统脉搏波传播速度c_s主要依赖于两个无量纲参数:血液-血管模量比K_b(p)/E(p)和薄壁血管径厚比D(p)/h₀，它们因人而异、因人的不同脉搏位置而异。文中定量分析了它们对c_s的影响，显示人体的K_b/E值在103数量级，从而c_s值在100～101 m/s数量级，以适应人体生理生化反应。由临床有创测量，证实脉搏体积横波与脉搏压力纵波是相耦合地以相同速度传播；还显示脉搏波是在其波阵面上具有氧合生化反应的“生物波”。此外，还讨论了“脉压放大”现象与非线性本构关系和与血管分叉处加载增强反射之间的关系，并讨论了Lewis关于重搏波形成的假设。     

斜入射激光支持燃烧波时纵波声场的指向性

利用理论推导及实验验证的方法研究了激光倾斜入射支持燃烧波时纵波声场的指向性。根据激光超声的产生机理, 在喷溅物质垂直作用于工件表面的前提条件下, 推导了椭圆形声源作用时远场质点的法向位移。获得了纵波声场的指向性函数, 分析了影响纵波声场指向性的因素, 并进行了实验验证。利用功率密度低于爆轰波点燃阈值的激光烧蚀工件, 使用峰值频率为5 MHz压电探头接收纵波, 进而获得纵波声场的指向性实验数据, 结果表明, 实验数据与理论数据能够较好地进行吻合。在光斑短轴长度恒定时, 与激光垂直入射相比, 各倾斜入射角度下纵波声场的声束轴线指向均保持不变, 并且指向性图形随倾斜角度的增加而变得细窄, 纵波声场的能量也更加集中。     

小角度纵波水浸超声检测技术在消除锻件结构盲区中的应用

航空发动机中的后轴颈锻件一般采用水浸超声纵波直入射方法检测内部缺陷。由于型面结构的问题,在锻件的直筒和锥形段连接区域存在检测盲区。该文针对某型号发动机中的后轴颈锻件,开展了水浸超声检测工艺研究,提出利用小角度纵波覆盖盲区的思路。通过对含有人工缺陷的模拟样件的检测实验,比较了水浸纵波直入射和小角度纵波斜入射两种检测方法对后轴颈连接区域的覆盖能力。结果表明,该文提出的小角度纵波方法,可以有效检测出水浸纵波直入射检测方法无法发现的人工缺陷,消除由结构引起的检测盲区,保障零件的服役安全。     

黏弹细棒中直达波提取及其动态力学参数的宽频测试

黏弹性材料的动态力学参数可通过对材料样品中纵波测试并结合波速法计算得到。由于测试样品尺寸的限制,除了高损耗材料在高频范围外,不管是在样品端头或侧面都难以获得准确的直达波信号,导致参数测量不准确。针对这个问题,对一端固定一端自由的黏弹性细棒中的纵波传播过程进行了分析,提出了黏弹性细棒直达波提取的方法,并实现了黏弹性材料动态力学参数的宽频测试。采用宽带脉冲作为测试激励信号,利用两台激光测振仪对细棒的固定端和自由端的振动速度进行测试,计算得到细棒自由端处的直达波。然后,利用提取出的直达波信号进行波速法计算,得到了黏弹性细棒宽频范围内的储能模量和损耗因子,宽频脉冲测试结果与黏弹仪测试结果相吻合,验证了该方法的有效性。基于直达波提取的宽频测试方法不仅效率高,而且可以使波速法应用于更低的频段。      

对水面波教学中常见谬误的澄清

从直观来看,水面波非常类似于典型的横波。在一些教材中经常选用水面波来演示机械波,但在表述中也未加说明。这样在学生头脑中形成的“前概念”,水面波是横波,更有人认为水面波是正弦波。本文从水面波产生的机理出发澄清这些不正确的认识。     

平面简谐纵波动能和势能的有关讨论

以在弹性介质中传播的平面简谐纵波为研究对象,从数学表达、图像、力学原理等方面对平面简谐纵波动能和势能进行探讨,通过分析介质中质元受力、形变情况和运动过程,揭示了平面简谐纵波在弹性介质中传播能量的本质和规律。     

用碰撞脉冲声源测定声发射换能器绝对灵敏度的方法

声发射换能器的校准一直是人们所关心的问题。由于工作状态的不同,采用互易法来测量声发射换能器的绝对灵敏度是不适宜的。因此,多数文献仅限于用比较法获得声发射换能器的频率响应和相对灵敏度。 本文从经典的脉冲力源作用下厚板中声场分布问题出发,结合碰撞理论,探讨在一定条件下,利用由碰撞产生的脉冲声源来获取声发射换能器绝对灵敏度的方法。实验所得结果是令人满意的。     

机械纵波的观察与波速测量实验的设计构思

为了进一步丰富大学物理实验课的教学内容,针对机械波特别是机械纵波实验较少的情况,我们设计了一种一维弹性介质链来演示机械纵波在弹性介质中的产生和传播过程,并验证机械波波速与频率无关,只决定于介质的性质。具体为采用轻质小弹簧连接的塑料小球链模拟质元之间的弹性力和一维弹性介质质元,采用带电小球在交变电场作用下的振动模拟波源的办法,设计了一个可观察机械纵波并测量波速的实验。这个实验既可以作为大学物理实验课的教学内容,也可以作为中学物理实验的演示实验,有助于学生直观形象地理解机械波的产生和机械波在弹性介质中的传播机理。     

固体物理素养与大学物理教学中的知识盲点

本文基于笔者多年大学物理及固体物理的教学经验以及观摩年轻教师大学物理课堂的心得体会,概括了因任课教师固体物理知识的缺乏而在大学物理教学中常出现的几个知识盲点,分析了产生这些概念上的模糊甚至科学性错误的根源,并从固体物理层面阐述正确的理解或表达.