基于Vpython的简谐振动合成可视化研究

二维三维简谐振动的合成是个复杂且抽象的物理问题,使用Python的3D模块Vpython对简谐振动合成进行了可视化模拟,形象直观地展示了简谐振动合成所形成的李萨如图形,并简单讨论了李萨如图形与频率相位的关系.     

超声驱动的超声波振动减摩作用研究

借助于动力学原理,对超声驱动中的垂直超声波振动的减摩作用进行了理论研究。将超声电机定子和转子接触区定子表面一点的超声波振动分解成水平振动和垂直振动,并分析了两个方向振动对超声电机驱动作用的影响。提出水平振动产生摩擦驱动力,垂直振动影响水平驱动的效果,将垂直方向超声波振动的作用等效为普通滑动试验中垂直于滑动方向超声波振动的作用,揭示了垂直方向超声波振动是导致超声驱动动摩擦系数降低的原因。试验结果与理论分析定性地一致。     

The Effect of Melt Vibration on Polystyrene Melt Flowing Behavior During Extrusion

Vibration extrusion (VE) is achieved by superimposing a mechanical vibration on the flowing melt during extrusion. The effect of melt vibration on the melt flow behavior of polystyrene (PS) was studied. The melt flow behavior during conventional extrusion (CE) was studied for comparison. With the application of the melt vibration technology, the melt flow behavior of PS was greatly improved. The melt viscosity during the VE strongly depends on the vibration frequency and vibration amplitude. Extruded at constant vibration amplitude, the melt viscosity decreases sharply with increasing vibration frequency and also does so for increasing vibration amplitude when extruded at a constant vibration frequency. The improved melt flow property is explained in terms of shear-thinning criteria. The effect of melt vibration on the melt flow behavior is also related to the melt temperature and extrusion pressure; the greatest decease in viscosity is obtained at low temperature and low extrusion pressure.     

基于视觉的车辆与轨道相对振动状态测量方法研究

车辆与轨道相对振动状态对轨道线形测量有重要影响;分析了传统检测车辆与轨道相对振动状态测量方法的缺陷,提出一种基于视觉的车轨相对振动状态测量方法,以轨道建立世界坐标系,以车体建立车体坐标系。考虑相机镜头畸变,建立相机非线性模型,基于机器人手眼方法标定相机与车体,求解相机内外参数。依据车体运动姿态特征,推导基于双目机器视觉的车辆运动姿态偏移补偿计算方法;运用实验平台设计验证实验,通过计算所得的车体振动位移与真实值高度吻合,随着车速增加振动位移误差也随之增大,验证了该方法的正确性和可行性;提供一种车辆与轨道相对振动状态测量方法。     

Theory of hydrogen vibrations on transition metal surfaces

The site dependence of the vibration frequency, normal to the surface, of a neutrally adsorbed atom such as hydrogen on a transition metal surface is studied. The vibration frequency in the atop position is compared with the value in the metal-atom dimer. The bond length at the surface is found to be greater than in the dimer and to increase with increasing number of nearest neighbours. For strong bonding, the vibration frequency in the atop position is close to that in the dimer, and a comparison of the adsorbate vibration spectrum with that of molecular systems is justified. For weak binding the vibration frequencies are strongly shifted from the values of the dimer and such a comparison is not valid. In this limit the model of Froitzheim et al. is found to apply. A simple relation between the adsorption energy and vibration frequency is given. Bond relaxation is found to be very important in determining the vibration characteristics of adsorbed species.     

基于ABAQUS的微细电火花超声振动主轴仿真研究

微细电火花技术凭借自身的特点和优势,在航空航天、医疗器械等领域发挥着重要的作用.超声振动辅助电火花加工在传统电火花加工中引入超声振动,加工精度和加工效率明显提高.作为核心部件,超声振动主轴的设计尤为重要.但传统设计过程,大大延长了研发周期和增加了成本,因此,采用仿真方式进行研究具有重要的意义.该文对设计的微细电火花超声...     

基于压电加速度传感器的振动测量系统研究

为实现对振动的有效测量,构建了压电式加速度传感器的振动测量系统;分析了压电加速度传感器的力学模型及基本原理,并采用灵敏度比较法标定传感器,阐述了测振系统的硬件组成及软件设计方法,搭建了工程实际测振的实验模型;实验结果表明,该测振系统运行稳定,可移植性强。     

基于LabVIEW的振动信号分析系统设计

针对机械故障监测的需求,开发了振动信号分析系统。采用LabVIEW图形化开发工具,系统实现了振动信号分析流程和基本的信号分析方法,能够对振动信号进行预处理,并从时域、频域和时频域角度对其进行特征提取。完成了基于仿真信号和实测的公开振动数据集进行验证,实验结果表明,所开发的振动信号分析系统具备参数配置灵活、结果显示直观、扩展性强的优势,为基于振动测试的机械故障监测提供了基础平台。     

基于滑模鲁棒算法的超低频主动隔振系统

振动噪声的有效隔离是冷原子重力仪的关键技术之一.为了减小冷原子重力仪中拉曼反射镜的振动噪声,研制了一套紧凑型低频主动隔振系统.其原理是利用滑模鲁棒控制系统处理和反馈由地震仪采集到的振动信号,利用音圈电机控制和消除被动隔振平台的运动.在0.1—10 Hz频域范围内,滑模鲁棒控制系统的残余振动噪声功率谱密度比被动隔振平台最大降低了99.9%,比超前滞后补偿控制方法最大降低了83.3%.滑模鲁棒控制算法还具有整定参数少、抗干扰能力强等特点.     

一种光电载荷非线性隔振装置的研究

针对光电载荷对隔振性能的需求,提出一种采用菱形连杆机构作为负刚度组件,具有高静、低动刚度特点的非线性隔振器（简称菱形HSLDS隔振器）。采用静力学分析方法,建立了隔振器数学模型,研究了刚度参数设定以及非线性调节方法;利用谐波平衡法（HBM）求解动力学方程,分析了各参数对隔振性能的影响关系;采用动力学仿真软件ADAMS及实物样机对理论模型与结论进行了验证。测试结果表明:菱形HSLDS隔振器具有较方便的参数调整能力,零位刚度及刚度非线性可通过拉簧参数与连杆参数进行设定、优化,隔振的刚度非线性优化程度受主隔振器阻尼以及零位刚度参数影响。相比于传统线性隔振器,菱形HSLDS具有显著的非线性隔振优势,可较好地满足光电载荷隔振需求。     

分子环境变化对振动退相时间影响的实验研究

物质分子振动退相时间测量是一种非标记无损分子检测方法, 用超连续谱时间分辨相干反斯托克斯拉曼散射方法可同时获得分子振动谱和退相时间. 实验以苯甲腈和甲醇为样品, 研究当分子环境变化时, 其主要振动谱的振动退相时间变化情况. 将苯甲腈与无水乙醇混合, 测量了苯甲腈分子1017, 2247和3085 cm^-1三个典型分子振动的退相时间随环境变化的规律, 并得到了变化后的振动退相时间. 测量了甲醇分子2851, 2960 cm^-1两个相邻分子振动的退相时间随环境的变化情况, 给出实验变化规律. 这种方法具有检测分子所处环境变化和分子相互作用的能力, 在生命科学、分子生物学和材料科学等研究领域中具有重要的应用前景.     

机载多框架光电吊舱两级隔振设计

在分析了目前常用的机载光电设备隔振系统的基础上,针对两轴四框架的结构特点,提出了一种基于多框架的两级隔振方案,克服了目前隔振系统体积、重量大,加工装配要求高的缺点。基于隔振模型的理论计算表明,根据系统给定的质量比和频率比,优化选择内外框架的刚度比,即选择合适的内外框隔振器可达到理想的隔振效果。通过某型光电吊舱的扫频实验...     

一种基于光纤光栅法布里-珀罗腔的低频振动传感器

提出了一种基于光纤光栅法布里-珀罗(F-P)腔的低频振动传感方案并进行了理论分析和实验研究。采用单频激光器作为光源,光纤光栅F-P腔通过两点涂胶方式粘接在等强度悬臂梁上,待测振动信号通过支架和悬臂梁将振动作用传至光纤光栅F-P腔,引起腔长周期性变化,从而改变光纤光栅F-P腔的反射光谱特性,通过解调输出光信号的振荡频率和峰值,即可实现对振动信号频率和幅值的测量。利用压电陶瓷模拟的低频振动信号进行了实验验证,测量结果与理论分析相吻合。该传感器测量灵敏度高,特别适用于微弱振动信号的测量。     

D-荧光素的结构和振动光谱的理论研究

采用密度泛函的B3LYP和B3PW91方法在6-311++G**基组水平上全优化了D-荧光素分子的平衡构型和振动光谱。采用标度量子力学力场(SQM)方法研究了D-荧光素分子的振动光谱。为了详细分析振动模式的贡献,定义了分子的局域内坐标,用改编的分子振动计算程序组将计算的笛卡尔坐标力常数转换成了局域内坐标力常数。用GF矩阵方法进行了简正坐标分析,获得了振动频率和势能分布(PEDs)。根据PEDs对所有的振动模式进行了指认。结果表明,在红外光谱中,所有振动模式均有红外活性,其中吸收强度最强的峰的振动频率为1 780 cm-1,吸收强度为507 KM·mol-1,根据计算所得的PEDs矩阵,可以清楚的看出该振动吸收峰主要由羧基C₂₁O₂₂双键伸缩振动所贡献,其PEDs为93%。在拉曼光谱中,D-荧光素分子的所有振动模式也表现出了拉曼活性,振动频率在1 200～1 700 cm-1范围的吸收峰具有较强的拉曼活性。其中吸收强度最强的吸收峰的频率为1 573 cm-1,吸收强度为297 KM·mol-1,是五元环CN键的伸缩振动所贡献。结果可为进一步研究荧光素衍生物的结构、发光活性提供一定的理论依据。     

类声子晶体结构对超声塑料焊接工具横向振动的抑制

利用声子晶体的带隙理论以及耦合振动理论对大尺寸矩形超声塑料焊接工具的耦合振动进行了研究.在实际工程应用中,大尺寸工具的横向振动将严重导致工具头辐射面位移不均匀,影响系统的焊接质量及工作效率.为提高其工作效率,改善工具头辐射面位移的均匀程度,利用类声子晶体结构对大尺寸超声塑料焊接工具的横向振动进行抑制,分析并得出了类声子晶体结构的横向振动带隙,同时分析了工具头横向振动未抑制与抑制后其辐射面位移的大小与均匀程度.研究表明,通过合理设计类声子晶体的结构及尺寸,可以有效抑制超声塑料焊接工具的横向振动.不但改善了焊接工具辐射面纵向振动位移的均匀程度,而且提高了焊接工具的纵向振动位移幅度.     

动载体成像系统底座无角位移减振器的设计

详细分析了由动载体振动引起的角位移和线位移对成像系统的影响。角位移是影响成像质量的主要因素。对成像底座减振系统的要求既要满足减振效率,又要控制减振过程中产生的角位移。设计了一种三向等刚度无角位移减震器,它既能满足减振要求,又能控制减振过程中产生的角位移,从而提高了动载体摄像系统的清晰度,同时又不影响视轴的指向精度,是一种比较理想的减振器。     

随机振动对星载TDICCD影响分析

研究了星载TDICCD的成像机理,着重分析卫星扰动引起TDICCD随机振动,造成图像质量下降,给出了典型的振动传递率和可行的振动抑制方法.为了提高TDICCD减振的能力,对TDICCD实施隔振和阻尼抑振控制技术.同时分析了振动控制的基本原理和设计原则,给出了相关的设计.     

振动和搅拌对SiO2纳米颗粒聚团流化的影响对比研究

纳米颗粒聚团间的黏性力较强,通常需要一定的辅助方法才能实现稳定流化.本文对比了振动、搅拌、以及振动和搅拌组合方法对SiO2纳米颗粒聚团流化特性的影响.结果表明,振动能消除沟流和节涌,提高床层膨胀高度,但当振动强度超过15.7 m·s-2后,振动会对流化产生负面影响.搅拌能显著提高床层膨胀比,但当转速超过200 r/mi...     

基于第一性原理的固氦零点振动能的量子理论计算

基于第一性原理,运用原子团簇理论和Hartree-Fock Self-Consistent-Field从头算法计算了高压固氦hcp结构在平衡位置r=1.75-2.6Å附近的原子相互作用能,并使用1stOpt软件拟合出固氦的零点振动频率,得到零点振动能、Gruneisen系数及零点振动压强,最后与实验值做了比较.结果表明：固氦晶体在其各自平衡位置附近的运动可近似为简谐振动;固氦晶体的零点振动频率随着摩尔体积的增大而减小;零点振动能占多体相互总能的比例超过5%,已不可忽略,其比例随摩尔体积的增加而增大;零点振动能随原子间距和摩尔体积的增大而减小;Gruneisen系数随着摩尔体积的增大而增大,并始终处于1和2之间;零点振动引起的压强与实验值曲线趋势完全一致,但比实验值稍小,零点振动压强对总压强的贡献随着摩尔体积的增大由8%增大到50%左右,由此引起的零点振动压强值的贡献越来越大.     

热激发效应对界面摩擦的影响

论文主要从微观角度研究摩擦热产生的机理及摩擦热对摩擦性能的影响. 依据固体物理学中原子热振动理论, 以界面摩擦为研究对象, 从分析界面原子的受迫振动出发, 得出界面摩擦过程中原子的振动实际上是自激振动和受迫振动的叠加, 界面原子在非平衡状态下的热振动将导致声子的激发和湮灭, 进而导致摩擦热的产生, 摩擦界面的温度升高. 然后, 从温度对界面原子能级分布和跃迁的影响角度探讨了热激发效应对界面摩擦的影响, 分析得出如下结论: 温度低时, 界面原子处在激发态的概率随着温度的升高而增加, 导致摩擦系数随温度增加而增加; 温度在100 K附近界面原子处在激发态的概率出现峰值, 导致摩擦系数出现峰值; 当温度高于临界值后, 摩擦系数随温度的升高反而会降低. 最后将本文的理论分析的结果与他人的实验结果对比, 显示两者的趋势一致, 表明本文提出的理论和方法可行.