两级螺旋型爆炸磁通量压缩发生器串联的理论计算

从电路方程出发，对柱形与锥形螺旋型爆炸磁通量压缩发生器(MFCG)的串联进行了计算。通过计算与实验的比较，确定了MFCG内部损耗系数A值；并确定了两级MFCG之间各参数值的关系。     

两级悬浮EMS型磁悬浮控制系统的非线性动力学特性

在考虑二级悬浮弹簧的非线性特性的基础上,建立了两级悬浮EMS型磁悬浮控制系统的非线性动力学模型,给出了控制参数G1、G2的稳定性条件.进一步讨论了该磁悬浮系统在外界激励下的分叉行为及混沌动力特性,并利用Poincare映射、功率谱分析及最大Lyapunov指数等混沌运动的统计特征描述了该状态下控制系统的混沌运动特性.     

水下连续脉冲冲击波的声学特性

为探求金属爆炸索在水下爆炸声源研究领域的应用前景,设计了一种可以连续产生若干个脉冲冲击波的装置,称之为水下连续脉冲冲击波发生装置。利用小波分析对该装置产生的连续脉冲冲击波信号进行分解与重构,考察其频谱特性,并进一步分析了信号的声压级特性。结果表明：该装置产生的信号声压级较高,具有很强的声功率;信号包含频率十分丰富,雷管和金属爆炸索由于装药结构及传爆方式的不同,爆炸所产生的冲击波频谱特性也有所差异。雷管爆炸产生的冲击波主要分布在15.6 kHz以下的频带内,金属爆炸索爆炸产生的脉冲冲击波信号则主要分布在62.5 kHz以下的频带内;脉冲冲击波的个数和声持续时间可由爆炸索的排列方式和长度控制,脉冲冲击波间的时间间隔可调,发生装置稳定易控     

扩张皮肤移植后的粘弹性特性

对狗背部扩张后和相应对照侧的皮肤软组织在移植后的不同阶段分别进行应力-应变和应力松弛粘弹性力学特性及极限抗拉强度实验.在移植后的短时期内,扩张组的力学性能相对于其对照组发生较大的偏离;但随着移植后恢复时间的增加,扩张组的力学性能又逐渐接近其对照组.扩张试件在移植后24周的生物力学性能基本恢复,从而阐明了扩张移植后皮肤粘弹性性质随时间的变化规律.     

多稳态串联折纸结构的非线性动力学特性

折纸结构和折纸力学超材料由于其无穷的设计空间、出色的变形能力、超常规力学特性和广泛的应用前景,最近受到了学术界和工程界的广泛关注.特别地,某些折纸结构单胞由于具有独特的双稳态特性而获得深入研究.注意到折纸结构和折纸超材料通常由多胞构成,但多胞结构的多稳态特性及其诱发的动力学行为尚不清晰,相关的研究还较少.本文在双稳态Miura-ori堆叠结构单胞的基础上,研究由两个异构双稳态单胞基于力平衡串联而成的结构.静力学分析指出,双胞串联结构具有4个定性不同的稳定构型,呈现出多稳态特征.动力学分析指出,双胞串联结构在4个稳定构型处具有显著不同的固有频率特征.逐渐增大激励幅值,双胞串联结构的多稳态特性诱发出类型丰富的复杂非线性动力学响应,包括亚谐、超谐甚至混沌的阱内和阱间振动.根据幅值特征,我们将稳态动力学响应分为九类,并开展了动力学响应的吸引盆和吸引盆稳定性分析.结果表明,不同类型动力学响应的吸引盆稳定性(即出现概率)显著不同,且与激励幅值密切相关.本文得到的多稳态双胞串联结构的静力学特性、动力学响应的分类,以及吸引盆稳定性相对于激励幅值的演化规律,对深入认识多稳态折纸结构的非线性动力学特性,调控非线性动力学响应具有参考价值和指导意义.     

多稳态串联折纸结构的非线性动力学特性

折纸结构和折纸力学超材料由于其无穷的设计空间、出色的变形能力、超常规力学特性和广泛的应用前景,最近受到了学术界和工程界的 广泛关注.特别地,某些折纸结构单胞由于具有独特的双稳态特性而获得深入研究.注意到折纸结构和折纸超材料通常由多胞构成,但多胞 结构的多稳态特性及其诱发的动力学行为尚不清晰,相关的研究还较少.本文在双稳态Miura-ori堆叠结构单胞的基础上,研究由两个异构 双稳态单胞基于力平衡串联而成的结构.静力学分析指出,双胞串联结构具有4个定性不同的稳定构型,呈现出多稳态特征.动力学分析指 出,双胞串联结构在4个稳定构型处具有显著不同的固有频率特征. 逐渐增大激励幅值,双胞串联结构的多稳态特性诱发出类型丰富的复杂 非线性动力学响应,包括亚谐、超谐甚至混沌的阱内和阱间振动. 根据幅值特征,我们将稳态动力学响应分为九类,并开展了动力学响应的 吸引盆和吸引盆稳定性分析.结果表明,不同类型动力学响应的吸引盆稳定性(即出现概率)显著不同,且与激励幅值密切相关.本文得到的 多稳态双胞串联结构的静力学特性、动力学响应的分类,以及吸引盆稳定性相对于激励幅值的演化规律,对深入认识多稳态折纸结构的非 线性动力学特性,调控非线性动力学响应具有参考价值和指导意义.      

某纳米级机械振荡器的非线性自由振动特性分析

主要对某纳米级振荡器的非线性自由振动特性进行了初步的研究。基于Lennard-Jones势能推导了单位面积的平板与无限长平板间的势能。为计算方便，引入无量纲化变量，给出了纳米级振荡器非线性自由振动的状态方程和Hamilton函数。根据负的Lennard-Jones力曲线和弹簧力曲线的相交特性，对非线性自由振动的平衡位置特性进行了分析，指出了影响平衡位置特性的若干重要参量。对给定参量的非线性自由振动的相位图特性、振动周期等进行了定量及定性研究。     

新型扩张状态观测器及其噪声抑制的特性分析（英文）

为了提升对快变干扰的估计性能,把输出估计误差的非线性项和切换项作为反馈设计一种新型非线性扩张状态观测器.在对干扰具有相同的估计性能下,新型非线性扩张状态观测器的增益相对较小,因而该新型非线性扩张状态观测器比传统扩张状态观测器拥有更好的噪声抑制性能。仿真结果表明新型扩张状态观测器对干扰的估计误差是传统方法的1/4。     

毛勒式桥梁伸缩装置动力特性分析

基于对毛勒伸缩装置相关元件力学性能的测试结果,建立了有限元模型,模拟了不同轴重和车速的时程荷载作用,分析了桥梁伸缩装置的应力历程,并给出了其随车速的变化规律。同时针对桥梁实际运营过程中伸缩装置相关构件易损伤失效的特点,对比分析了伸缩装置相关元件损伤后的动力响应特性。结果表明:车辆通过伸缩装置时冲击效应大小与速度没有明显递增关系,但会影响其疲劳寿命;在横梁橡胶支承刚度损伤、脱落或中梁、横梁焊接支撑块失效的情况下,冲击效应将明显增加,且疲劳使用寿命降低。本文研究对模数式伸缩装置的设计、研究和养护具有一定的参考意义。     

航空发动机轴承腔中油滴运动与沉积的特性分析

本文在获得轴承腔中气相介质流场的基础上,采用Lagrangian方法建立油滴在气相介质流场中运动的分析模型,通过瞬时步进法数值模拟油滴的运动过程,获得了油滴直径和旋转轴转速对油滴运动过程中的速度和轨迹影响的规律.基于获得的油滴与腔壁碰撞前的运动状态,以及结合油滴与腔壁的碰撞模型,实现了油滴直径和旋转轴转速对碰撞后油滴沉积率和动量转移率影响规律的分析.结果表明:油滴直径和旋转轴转速对油滴速度及轨迹,以及油滴沉积率及动量转移率都有很大影响,而且前者的影响更为明显.与国外同等条件下的试验结果对比表明,本文提出的油滴运动与沉积特性分析方法具有较好的可靠性和精度.碰撞前后油滴运动状态和沉积率及动量转移率的计算,为下一步油膜厚度和速度的计算,继而为轴承腔润滑设计和换热分析提供了初始条件.     

扩张管内爆轰波临界传播特性的研究

假设重点火位置沿扩张管内扰动区的最后一道特征线，结合描述爆轰波绕射后重点火产生的特征量Ｍ／ｙｓ与沿胞格长度方向诱导激波与化学反应区分离时爆轰波阵面衰减的速度梯度△ＭＣＪ／Ｌｃ，本文得到了临界条件下扩张管内爆轰波维持传播而不熄灭的重点火准则。利用Ｗｈｉｔｈａｍ的激波线射理论，由重点火准则导出了任意扩张管角度下爆轰波胞格尺寸的计算公式。计算结果与实验结果相比，二者不仅趋势一致，而且量值也很接近。     

两级敏度分析求解双弹性模量桁架结构反问题

利用光滑函数和有限元技术,建立了求解双弹性模量桁架结构正问题的数值模型,可方便推导刚度对位移、位移对弹性模量的敏度计算公式.在此基础上,发展了一种基于两级敏度分析求解双弹性模量桁架结构反问题的数值模型,正问题与反问题分别采用Newton-Raphson与Gauss-Newton算法进行求解,数值验证给出了令人满意的结果,并考虑了数据噪音的影响.     

阶梯圆柱形耦合声场的特征正交-里兹法建模及声学特性分析

针对阶梯圆柱形耦合声场建模问题,提出基于特征正交-里兹能量原理的声学建模方法.该方法利用二维特征正交多项式和周向傅里叶级数表征阶梯圆柱形耦合声场子分段的声压函数,从能量角度考虑邻近子声场间声学连续性条件,并结合里兹法获得耦合声场的声学特性.基于本建模方法对不同分段的耦合声场开展声学特性分析,结果表明,本建模方法在保证计算准确性的基础上有效提高了计算效率,且对任意阶梯分段的圆柱形耦合声场普遍适用;圆柱形耦合声场固有频率会随着腔体外径增大而普遍增大,而腔深的影响规律相反;降低声学边界阻抗可抑制声学响应幅值,为此类声场的噪声控制提供了设计依据.     

船用气水分离器惯性级流场分析及阻力特性研究

采用二阶全展开ETG有限元与大涡模拟（LES）相结合的算法，对120－20－35－3型船用气水分离器惯性级在不同雷诺数条下的流动进行了模拟，通过其中一组雷诺数条件下计算所得该实验件阻力系数与物理实验所得阻力系数相比较，确定出该雷诺数条件下采用大涡模拟时所需的亚格子应力模型常数，将该常数带入其它各组雷诺数条件下的计算中，并将计算结果与相同条件下的物理实验结果相比较，证实了该常数的通用性。该常数一经确定，对各雷诺数条件下的流场进行分析，结果反映出采用二阶全展开ETG有限元与大涡模拟（LES）相结合的算法可以捕捉到非常丰富的涡系及涡动的时变过程。在流场分析的基础上本文计算了该实验件内的能耗场，计算结果表明实验件内的能耗主要集中在大涡丰富的区段内。     

爆轰波在扩张管内临界传播特性的研究

由于稀疏波的作用，爆轰波在变截面扩张管内传播时会发生衰减。临界条件下，爆轰波恰能在扩张管内维持自持传播的特性，称为爆轰波的临界传播特性。针对Ｃ＿２Ｈ＿２－Ｏ＿２－Ａｒ不同的爆轰气体成份，在不同扩张半角的方形扩张管内，作者研究了临界初压ｐ＿（ｃｒ）、胞格尺寸Ｓ与扩张半角的关系，用Ｗｈｉｔｈａｍ理论与重点火准则分析了爆轰波在扩张管的传播，得到胞格尺寸的计算值与实验值基本相符。     

三维声学特征频率灵敏度分析的边界元法

声系统特征频率的灵敏度分析为其优化设计提供了基础,具有重要意义。边界元法在声学问题的求解中具有独特优势,但因其系统方程系数矩阵的频率相关性导致的非线性特征值问题给声学特征频率的灵敏度分析带来了很大困难。为此,本文首先对非线性特征值问题进行了线性化处理,利用围道积分投影方法将非线性特征方程转换为小规模广义特征方程,然后对其关于设计变量直接求导,并引入左特征向量和转换矩阵构造了一种适用于内外声场的三维声学单/重特征频率灵敏度分析的边界元法。数值算例验证了该方法的适用性,以及对单/重特征频率灵敏度的计算精度。     

联合二能级气体激光腔中输运方程的简化

本文就联合二能级气体激光器(包括流动气体激光器)证明,只要扩散速度之快足以消除空间烧孔,则在输运方程的受激发射和受激吸收项中可应用光强叠加原则,从而导出第一简化方程。进一步利用文献[7]所证明的空间烧孔消除所要求的条件表明,在一般情况下,对连续波激光器均可采用光强叠加原则,本文还进一步给出在第一简化方程中略去扩散项而得到第二简化方程的条件,同时指出,如果采用场强叠加,则不允许略去输运方程中的扩散项。     

宽谱光源谐振式光纤陀螺谐振特性分析

为优化宽谱光源谐振式光纤陀螺（RFOG）谐振腔设计,进行了RFOG谐振特性分析。首先,根据光场传输理论完成了宽谱RFOG光场传输特性分析,建立了宽谱RFOG谐振频差曲线模型,给出了谐振特性参数表达式。理论证明了宽谱RFOG的陀螺精细度和半高全宽约为谐振腔光谱曲线的1/2和2倍。其次,基于宽谱RFOG光场理论模型,分析了耦合器交叉耦合系数、附加损耗和谐振腔腔长等谐振腔关键光学参数对陀螺精细度和极限灵敏度的影响。最后,实验验证了谐振特性理论分析的正确性,并通过优化谐振腔参数实现陀螺零偏不稳定性0.059°/h,对谐振式光纤陀螺工程设计具有理论指导意义。     

力反馈式加速度计动态特性分析及重要参数选择

力反馈式微机械加速度计闭环系统的静电反馈力可以等效成一个与反馈电压成正比的负反馈力和一个与其平方成正比的负刚度,这使得加速度输入不同时,可以等效成不同参数的线性系统.首先,通过系统的等效开环数学模型的分析,提出静电反馈力的负刚度给整个系统带来的影响;然后在保证系统稳定性和其它性能的同时,以满足整个量程内的动态性能指标为目的,提出校正方案以及机械刚度的取值;接着对校验方案以及所选取参数进行了稳定性仿真和动态特性仿真;最后通过不同刚度和校正参数的两个加速度计的对比实验证明:适当提高系统机械刚度并合理选择校正参数能够在几乎不影响系统阈值的情况下提高系统的动态特性和稳定性.     

管壳式换热器内气液两相流冲刷垂直管束的阻力特性研究

本文对垂直布置的管壳式换热器中，气液两相流冲刷管束时的流动阻力进行了实验研究。实验段采用管壳式换热器模型，其圆形外壳内的管束由４９根管子组成，并沿长度方向用三块折流板将管束分成四个冲刷流程。当气液两相流自下而上冲刷管束时，分别测量摩擦阻力和局部阻力，并用分相流动模型进行分析，得到良好的计算关联式。