Duffing系统的主--亚谐联合共振

以Duffing系统为研究对象,研究在多频激励下同时发生主共振和1/3次亚谐共振的动力学行为与稳定性.首先,通过多尺度法得到系统的近似解析解,利用数值方法检验近似程度,结果吻合良好,证明了求解过程和解析解的正确性.然后,从解析解中导出稳态响应的幅频方程和相频方程,从幅频曲线以及相频曲线中发现系统最多存在7个不同的周期解,这种多解现象可用于对系统状态进行切换.基于Lyapunov稳定性理论,得到联合共振定常解的稳定条件,利用该条件分析了系统的稳定性,并与Duffing系统的主共振和1/3次亚谐共振单独存在时比较.最后,通过数值方法分析了非线性项和外激励对系统动力学行为与稳定性的影响,发现了联合共振特有的现象:刚度软化时,非线性项不仅影响系统的响应幅值,同时还影响系统的多值性和稳定性;刚度硬化时,非线性项对系统的影响与单一频率下主共振和1/3次亚谐共振类似,仅影响系统的响应幅值.这些结果对Duffing系统动力学特性的研究具有重要意义.     

接地式三要素型动力吸振器性能分析

利用固定点理论优化接地类型的动力吸振器得到的结果可能不是全局最优参数,在选择其他参数时主系统可以获得更小的振幅,接地类型动力吸振器的优化问题值得进一步研究.因此,以一种接地式三要素型动力吸振器为对象,通过研究系统参数变化对固定点位置与主系统最大振幅的影响,得到了此吸振器的局部最优参数并分析了它的性能.首先建立了此系统模型的运动微分方程,得到了主系统振幅放大因子,发现系统存在3个与阻尼无关的固定点.固定点中幅值较大点随系统参数变化的趋势可以代表最大振幅随系统参数变化的趋势,因此利用盛金公式得到了固定点幅值的表达式.为了更加精确,进一步使用数值算法得到了最大振幅与系统参数的关系图,发现系统中存在局部最优参数.通过对比接地式吸振器与接地三要素型吸振器的最大振幅随系统参数变化的趋势,得到了接地式三要素型吸振器的局部最优参数,并发现当固有频率比小于局部最优频率比时,接地式三要素型吸振器模型主系统的最大振幅要远小于接地式动力吸振器模型.     

接地式三要素型动力吸振器性能分析

利用固定点理论优化接地类型的动力吸振器得到的结果可能不是全局最优参数,在选择其他参数时主系统可以获得更小的振幅, 接地类型动力吸振器的优化问题值得进一步研究. 因此,以一种接地式三要素型动力吸振器为对象,通过研究系统参数变化对固 定点位置与主系统最大振幅的影响,得到了此吸振器的局部最优参数并分析了它的性能. 首先建立了此系统模型的运动微分方程, 得到了主系统振幅放大因子,发现系统存在3个与阻尼无关的固定点. 固定点中幅值较大点随系统参数变化的趋势可以代表最大振 幅随系统参数变化的趋势,因此利用盛金公式得到了固定点幅值的表达式. 为了更加精确,进一步使用数值算法得到了最大振幅与 系统参数的关系图,发现系统中存在局部最优参数. 通过对比接地式吸振器与接地三要素型吸振器的最大振幅随系统参数变化的趋 势,得到了接地式三要素型吸振器的局部最优参数,并发现当固有频率比小于局部最优频率比时,接地式三要素型吸振器模型主系 统的最大振幅要远小于接地式动力吸振器模型.      

两尺度Duffing系统的动力吸振器减振研究

两尺度耦合的Duffing系统存在复杂振动, 此类振动具有振幅大、频率高的特点, 对系统的危害不容忽视. 研究了线性动力吸振器对低频参数激励下Duffing系统的振动控制问题, 通过对比耦合动力吸振器前后系统的时间历程图、相图, 发现加入动力吸振器后系统会由单一振动模式转变为混合振动模式(簇发振动), 振动幅值明显减小, 尤其对高频振动部分抑制明显. 利用快慢分析法, 当参数激励为慢变过程时得到相应的自治系统, 并发现自治系统稳定性与分岔行为对非自治系统振动响应具有明显调节作用. 研究结果表明, 虽然耦合动力吸振器前后自治系统均发生叉形分岔, 但是加入吸振器后自治系统稳定性发生变化, 稳定中心变为渐进稳定的焦点, 稳定平衡线对非自治系统轨线的吸引力增强, 使得响应振动幅值减小; 另外轨线在不同吸引子之间的跳跃次数减少, 也是导致响应振动幅值减小的另一个原因. 通过对参数激励的相关参数减振效果分析, 发现加入的动力吸振器在较大的振动幅值和频率范围内都能起到抑制系统振动的作用. 为两尺度系统耦合线性动力吸振器减振研究提供了理论依据.      

木薯淀粉改性絮凝剂的光谱研究

采用氧化还原引发体系引发木薯淀粉与丙烯酰胺接枝共聚制备出天然木薯淀粉改性絮凝剂,用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、红外光谱(FTIR)和拉曼光谱(RS)详细对比研究了木薯淀粉、丙烯酰胺和接枝共聚物三者的光谱特征,并据此讨论了接枝共聚机理.     

2-氨基嘧啶在盐酸介质中对钢的缓蚀性能

用失重法、动电位极化曲线和电化学阻抗谱（EIS）研究了2-氨基嘧啶(2-AP)在1.0~5.0 mol/L HCl溶液中（20~50 ℃）对冷轧钢的缓蚀作用。 结果表明,2-AP对冷轧钢在1.0 mol/L HCl中具有良好的缓蚀作用,且在钢表面的吸附符合校正的Langmuir吸附模型;缓蚀率随缓蚀剂浓度的增加而增大,但随温度的升高和HCl浓度的增加而降低。 2-AP为混合抑制型缓蚀剂;EIS谱呈半圆容抗弧,电荷转移电阻随缓蚀剂浓度的增加而增大。     

稀土铈（Ⅳ）离子和钼酸钠在盐酸溶液中对冷轧钢的缓蚀协同效应

用失重法和电化学法研究了盐酸介质中，稀土铈(Ⅳ)离子和钼酸钠对冷轧钢的缓蚀协同效应．研究结果表明，钼酸钠和稀土Ce^4 对冷轧钢都有一定的缓蚀作用，但最大缓蚀率不超过42％．通过吸附模型的讨论发现，在Langmuir吸附模型的基础上进行校正后的模型能更合理地解释实验结果，并求出了三个吸附参数(△H^-，ΔG^-，△S^-)．通过对比实验，发现稀土铈(Ⅳ)离子和钼酸钠对冷轧钢产生了明显的缓蚀协同效应，最大缓蚀率可达90％左右。     

竹叶提取物对铝在HCl溶液中的缓蚀作用

用不同浓度的C₂H₅OH（体积分数：20%-80%）从金竹竹叶中提取制备出竹叶缓蚀剂（简称为PSLE）,用紫外-可见（UV-Vis）光谱和傅里叶变换红外（FTIR）光谱对其进行了表征,并对总黄酮含量进行了测定. 采用失重法、动电位极化曲线、电化学阻抗谱（EIS）和扫描电子显微镜（SEM）研究PSLE在HCl 介质中对铝的缓蚀作用.采用量子化学密度泛函理论（DFT）研究了两个主要竹叶黄酮成分牡荆苷和异牡荆苷的吸附方式. 结果表明：PSLE对铝具有良好的缓蚀作用,且在铝表面的吸附符合Langmuir 吸附等温式. 缓蚀率随其浓度的增加而增大,但随温度的升高和盐酸浓度的增加而降低. 竹叶总黄酮含量和竹叶缓蚀剂的缓蚀性能有良好的相关性,初步推测竹叶缓蚀剂的有效成分主要为竹叶黄酮类化合物. PSLE为阴极抑制型缓蚀剂;EIS 在高频区呈容抗弧,在低频区呈感抗弧,添加PSLE后,阻抗值显著增大. SEM表明添加PSLE对铝的腐蚀产生了明显的抑制作用.量子化学计算结果表明,牡荆苷和异牡荆苷的吸附中心主要集中在竹叶黄酮骨架（FBS）.     

氯化硝基四氮唑蓝对钢在盐酸溶液中的缓蚀作用

采用失重法、动电位极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)和扫描电子显微镜(SEM)研究了氯化硝基四氮唑蓝(NTBC)在1.0-5.0mo·lL-1HCl溶液中对冷轧钢(CRS)的缓蚀作用.结果表明:NTBC在1.0mo·lL-1HCl溶液中对冷轧钢具有良好的缓蚀作用,且在钢表面的吸附符合Langmuir吸附等温式.缓蚀率随缓蚀剂浓度的增加而增大,但随盐酸浓度和温度的增加而减小.求出了相应的吸附热力学(吸附自由能ΔG0,吸附焓ΔH0,吸附熵ΔS0)和腐蚀动力学参数(腐蚀速率常数k,动力学常数B),并根据这些参数讨论了缓蚀作用机理.动电位极化曲线表明:NTBC为混合抑制型缓蚀剂;EIS谱在高频区呈容抗弧,在低频区出现感抗弧,电荷转移电阻随缓蚀剂浓度的增加而增大.SEM再次表明NTBC对钢在盐酸介质中的腐蚀产生了明显的抑制作用.     

铂族金属氧化过程中的簇发振荡及其诱发机理

铂族金属表面氧化过程是典型的多相催化反应之一, 具有广泛的应用背景及丰富的振荡行为, 因此深入研究铂族金属的氧化中的物理及化学过程具有重要的理论意义及工程应用前景. 通过对铂族金属CO的氧化过程中实测数据的回归分析, 建立了不同尺度耦合解析动力学理论模型. 通过对平衡态的稳定性分析, 指出在一定条件下稳态解会由鞍-结同宿轨道分岔导致周期振荡. 当快子系统产生Hopf分岔时, 该周期振荡会进一步演化为两尺度耦合的周期簇发振荡, 即N^k振荡, 并由加周期分岔使得系统处于激发态的时间显著增加.在此基础上, 利用分岔理论进一步分析了周期簇发及加周期分岔的产生机理, 揭示了周期簇发中沉寂态和激发态相互转化时的不同分岔模式.