黏弹材料动力学参数的宽频测试

利用改进的波速法,对黏弹性材料连续宽频范围的动力学参数进行测试。利用有限元方法,对波速法的测试过程进行了仿真,验证了利用长短棒波速法测量宽频动力学参数的有效性。采用可控脉冲生成技术,在激振器上产生了用于宽频测试的短脉冲信号。黏弹性长短棒在上述宽带短脉冲激励下作纵向强迫振动,利用激光测振仪测量长短两棒自由端的纵向振动速度,从而可得两振动信号在连续宽频范围的幅值比和相位差,进而可根据波速法原理计算得到材料在连续宽频范围的储能模量和损耗因子。测试结果表明,该系统通过较少次数测试,可直接计算得到1~5 kHz连续宽频范围的动力学参数,测试结果与黏弹仪数据吻合。通过对幅值比和相位差进行线性最小二乘拟合,可以进一步拓展测量的频率范围。该方法准确可靠、简便快速,具有实际应用价值。     

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。     

激光测振有限元反演优化方法测量黏弹材料动态力学参数

基于非接触式光学测振和有限元反演对黏弹材料复模量的测量进行了理论和实验研究。针对反演精度受测点选择影响显著的问题进行了误差分析,推导了灵敏度矩阵的计算公式;得到了反演误差的计算方法;找出了影响反演精度的主要误差来源;通过测点优化,提高了泊松比测试精度。利用温频等效原理,在常压、变温条件下对橡胶样品进行了温频等效测量,实验研究表明,该系统可以以较少的温度台阶获得材料主曲线,反演结果与动态机械分析仪(DMA)测试结果误差在10%以内,进一步印证了反演系统的有效性。     

包膜黏弹特性及声驱动参数对相互作用微泡动力学行为的影响

关于多气泡相互作用的理论研究对于深入理解超声造影剂在医疗领域中的应用机理具有重要意义。本工作建立了一个2维轴对称有限元模型来研究流体环境中超声造影剂双气泡相互作用,讨论了驱动超声频率和气泡尺寸对气泡之间吸引和排斥趋势的影响,得到了气泡半径与气泡之间距离随时间变化的曲线,以及气泡周围流体速度场的细节,并且研究了气泡包膜参数(即表面张力系数和粘度系数)对气泡相互作用的影响.结果表明,相互作用中的气泡对整体的相对运动趋势由驱动频率和共振频率之间的关系决定;在超声参数固定时,气泡包膜的粘弹特性可用来调控气泡间相互作用强度。结果对实验中观察到的气泡聚集现象进行了合理解释,并为超声造影剂在医疗实践中的应用提供了基础理论支撑.     

黏弹介质包裹的液体腔中气泡的动力学分析

考虑组织黏弹性对腔内气泡的影响,引入Voigt黏弹性模型,得到生物组织中气泡径向振动方程,并基于此分析了声场参数、组织弹性、腔体大小对空化气泡振动的影响.数值分析结果表明:气泡受到组织的约束,腔体半径越小约束越强,气泡的共振频率和振动幅度越小.气泡和腔体半径比a一定时,随着组织剪切模量的增大,气泡共振频率增大,振动幅度减小且在高强度的声压下表现更为明显,气泡在高频下声响应越弱振动幅度越小.气泡初始半径在1—5μm区域内惯性空化阈值较低,较容易空化;气泡的惯性空化阈值随组织剪切模量,驱动频率的增大而增大,且腔体半径越小气泡惯性空化阈值越高.探究组织黏弹特性对气泡动力学行为的影响,可为超声检测及治疗提供参考.     

宽频馈源致冷测试讨论

针对宽频馈源致冷测试实验中出现的某些异常现象和测试数据波动性较大的问题,仿真分析了可能原因,为后续测试提供参考。基本结论为,应确保系统增益与测试仪器线性范围的匹配,尽量减小输出功率的测试误差;应尽量增加带宽内测量频点的数目,以利于判别驻波和编辑与筛选测量数据;可依据Y因子的合理取值范围甄别测量粗差;将馈源向下对准液氮表面,在理论上更具自洽性。     

仪表板黏弹阻尼减振设计

在分析结构阻尼的主要影响因素和过去仪表板减振结构设计特点的基础上，运用Kerwin约束阻尼结构减振理论和振动试验技术开展了仪表板的减振优化设计。采用对称型三弹性层约束阻尼结构板作为本仪表板的减振结构，同时设计了仪表板与固定支架、仪器之间两个连接边界处阻尼层预压量的调整结构。     

一种含圆柱形谐振散射体的黏弹材料低频吸声机理研究

利用层多重散射法分析了一种含圆柱形谐振散射体黏弹 材料吸声层在钢背衬条件下的低频吸声特性. 该吸声层由包覆软材料的圆柱空腔周期嵌入橡胶材料中构成, 其中, 散射体轴线与吸声层平行. 结果表明, 20 mm厚吸声层在1000–3000 Hz具有良好的吸声性能. 通过综合分析单个散射体的吸收截面、单层周期散射体的声吸收、 结构内部位移场以及耗散功率密度分布, 揭示了该吸声层的低频吸声机理. 关键词： 水声吸声 吸收截面 耗散功率密度     

材料参数拟合方法对弹靶侵彻仿真的影响

弹靶侵彻仿真中材料参数对计算结果有着至关重要的影响。为寻求一套适用于弹靶侵彻仿真计算的材料参数拟合方法,借助前期开展的靶板材料动态力学性能试验、靶板材料断裂试验,通过不同拟合方法依次得到不同的JC本构模型及失效模型参数,依据试验建立有限元计算模型,将数值计算结果与试验结果进行对比。结果表明:(1)对于同一材料的力学性能试验,采用不同的拟合方法可得到不同的JC本构、JC失效参数,二者会对弹靶仿真结果造成一定影响;(2)在不考虑温度软化项的前提下,采用高应变率作为参考应变率进行拟合能更加准确地表征材料在高应变率下的应力-应变关系,更加适用于弹靶侵彻强瞬态、高应变率作用过程仿真;(3)对于同一JC本构模型,采用平均应力三轴度拟合的JC失效模型较采用初始应力三轴度拟合的JC失效模型所得战斗部剩余速度计算结果偏小,仅采用拉伸试件结果拟合的JC失效模型较采用扭转、拉伸试件结果拟合的JC失效模型所得战斗部剩余速度计算结果偏小。     

直升机旋翼桨叶气动力学参数飞行测试系统

根据某型号直升机定型试飞的需要,研制出了动态测量旋翼桨叶气动力学参数的光电测试系统。其中运动参数(挥舞角、摆振角和变距角)由二维位置敏感传感器响应桨叶表贴发光点的位置变化测得,挥舞应变由光纤光栅传感器测得。利用自主搭建的桨叶运动姿态仿真平台开展了相关测试实验。结果表明:各角度值与对应输出电压间有很好的线性关系,测量范围内的角度测量误差小于1%;光纤光栅与电阻应变片对比测试的一致性较好,线性相关系数达到了0.999;光纤光栅应变测量的复现性很好,两次应变测量的相对偏差仅为1.22%。系统具有较高的测试精度。     

啁啾脉冲互相关法探测THz辐射

通过理论分析指出啁啾脉冲光谱仪探测法探测THz辐射存在时间分辨率极限，实验也得到了与理论分析相一致的结果.提出使用啁啾脉冲互相关法探测THz辐射，给予了一定的理论分析，实验结果证明此方法探测THz辐射的时间分辨率与传统的时间扫描延迟方法的时间分辨率相当. 关键词： 啁啾脉冲 THz辐射 互相关     

Broadband and low amplitude noise supercontinuum generated by using compressed pulse

In this paper, enhancement of bandwidth of supercontinuum generated in a normal dispersion-flattened microstructured fiber by using compressed pulse is demonstrated experimentally and numerically. Using high-order soliton compression effect, the standard single mode fiber is used as a pulse compressor. The experimental measured ?10 dB spectral width is broadened from 75 nm to more than 140 nm by adding a 20 m long standard single mode fiber. Numerical analysis shows that using pulse compressed by a certain length fiber can increase the spectral bandwidth without making extra amplitude noise.     

振动法同时测定动态杨氏模量和剪切模量

在运用传感器、数据采集卡、LabVIEW虚拟仪器测定矩形板材在弯曲和剪切振动频率基础上,同时测定材料的动态杨氏模量、剪切模量和泊松比.     

在线转子振动参数的光电检测

为了测量在线转子的振动信息,以半导体激光器为光源,以PSD(position sensitive detector)为探测器,基于光电三角测量法,建立了一套包括软、硬件在内的激光测振系统。通过对该系统的标定实验表明,实际位移与所测得的位移呈线性关系。在数据处理中,对所得到的复杂时域振动信号进行了离散傅里叶变换(DFT),从而在频率域获得了转子的振动频率和振幅信息。通过采用多线程高级编程技术,解决了数据处理时间、图像及数据显示、存储时间之间的冲突,实现了在线测量。经测试表明,该测振系统的测量频率分辨率可达到0.6Hz,振幅不确定度小于±10μm。     

Single-turnover and multiple-turnover measurement of phytoplankton photosynthesis parameters using variable light pulse induced fluorescence

Using a measurement system based on fluorescence induced by variable pulse light, photosynthesis parameters of chlorella pyrenoidosa are obtained, employing single-turnover and multiple-turnover protocols under darkadapted and light-adapted conditions. Under the light-adapted condition, σ00 PSI Iis larger, and F0 v∕F meSTTand F0 v∕F0 meMTTare smaller than those of the dark-adapted condition, but the corresponding parameters possess good linear correlations. FmeMTT, F0 meMTT, Fv∕FmeMTT, and F0 v∕F0 meMTT, which are measured using the multipleturnover protocol, are larger than those of the single-turnover protocol. The linear correlation coefficient between FmeSTTand FmeMTTis 0.984, and Fv∕FmeMTT? 1.18 Fv∕FmeSTT. The linear correlation coefficient between F0 meSTTand F0 meMTTis 0.995, and F00 v∕F0 meMTT? 1.36 F0 v∕F meSTT.     

Elastic wave interactions as a principle of vibration measurement

It is known that ultrasound can be used to measure the constant in time deformations and residual stresses, through the acoustoelasticity effect. The method presented here is different from this principle. It is based on the non-resonant parametric interaction of elastic waves and enables measurement of the dynamic deformation in elastic media. The aim of this work is to investigate the interaction of waves in non-linear elastic media with the deformation fields in parametric approximation and to create a method that permits observation (in three-dimensions) of the dynamic stress-state of the opaque elements of a structure. In particular, interest in the solution of this problem arises for high-frequency non-stationary loading on the structure, when it is impossible to determine the internal stress-state of the elastic body by measurement of the vibration of its surface. The solution to this is found by using ultrasonic waves as a type of transducer that can freely penetrate the elastic body in the necessary direction.     

用椭偏光谱仪测量不同波长下砷化镓的光学参量

讨论了把单长TP－77型随偏仪改装成椭偏光谱仪的原理，并用改装后的椭偏仪测量多个波长下GaAs的光学参量，测量结果与参考文献的结果符合较好，改进后的实验提高了学生的动手能力，加深了学生对椭偏技术的了解。     

残余应力的超声横纵波检测方法

基于声弹性原理,研究板材厚度方向、螺栓轴向方向(以下简称z轴方向)宏观残余应力分布的超声无损检测方法。针对被测构件厚度不均匀对应力检测精度的影响非常大、检测原理繁杂不适合工程应用、拉伸实验中拉伸形变对应力系数测量精度的影响很大等问题,采取超声横波、纵波相结合的方法重新推导检测公式,并提出采用一发一收模式进行拉伸实验,通过对实验数据进行拟合,由公式计算出声弹性系数代替应力系数。然后结合插值、互相关等算法,采用VC++编制z轴方向残余应力超声检测软件并搭建检测系统。分别对性能为A2-70,4.8,8.8,长度依次为135 mm,100 mm,100mm的M20的螺栓进行拉伸实验,比对计算拉伸应力与检测拉伸应力,结果表明,该测量系统的绝对误差限为20 MPa,相对误差小于25%,且应力值较大时,相对误差有所减小,当应力值大于100 MPa时,相对误差小于5%,非常实用。     

Design optimization for dynamic response of vibration mechanical system with uncertain parameters using convex model

The concept of uncertainty plays an important role in the design of practical mechanical system. The most common methods for solving uncertainty problems are to model the parameters as a random vector. A natural way to handle the randomness is to admit that a given probability density function represents the uncertainty distribution. However, the drawback of this approach is that the probability distribution is difficult to obtain. In this paper, we use the non-probabilistic convex model to deal with the uncertain parameters in which there is no need for probability density functions. Using the convex model theory, a new method to optimize the dynamic response of mechanical system with uncertain parameters is derived. Because the uncertain parameters can be selected as the optimization parameters, the present method can provide more information about the optimization results than those obtained by the deterministic optimization. The present method is implemented for a torsional vibration system. The numerical results show that the method is effective.