基于集中质量法的普通圆锯片及基体开槽圆锯片振动响应分析

针对普通圆锯片及基体开槽圆锯片的振动响应问题,首次引入集中质量法建立了圆锯片无阻尼多自由度弹簧-质量系统模型。将开槽等效为去除槽分布对应区域内的弯曲弹簧,分别构造了普通圆锯片、基体开径向槽以及周向槽三类圆锯片振动系统模型的质量矩阵与刚度矩阵,并进行了简谐激励响应分析。采用振幅强度因子作为衡量锯片振动强度的指标,通过求解获得了振幅强度因子与频率关系的幅频响应特性曲线,将计算结果同有限元法的结果进行对比分析,结果表明:当峰值对应频率在0~750Hz范围内时,二者的一致性较好;当峰值对应频率大于750Hz时,开始出现较大偏差,验证了集中质量法用于计算圆锯片结构低频固有特性的正确性。本文研究结果对于求解存在几何缺陷的连续体弹性薄板的振动响应具有一定的参考价值。     

预制裂缝宽度对HCFBD试件确定岩石断裂韧度的影响

为了考察人工预制裂缝宽度对确定岩石断裂韧度的影响,采用大理岩制作了含有不同预制裂缝宽度的中心圆孔裂缝平台巴西圆盘试件(hole-cracked flattened Brazilian disc, HCFBD),在RMT150B试验机上进行试验,对不同预制裂缝宽度圆盘的应力强度因子进行有限元计算,并对测试方法进行了研究。结果表明,采用将预制裂缝宽度视作零宽度裂缝方法确定的断裂韧度值偏低,给出了一种采用最小载荷和最大无量纲应力强度因子确定岩石断裂韧度的新方法,该方法能够消除预制裂缝宽度对圆盘试件测定岩石断裂韧度的影响。     

高锰钢辙叉振动特性的数值研究

通过模态分析得到了高锰钢辙叉-轨枕系统的固有频率和振型特征,并讨论了道床刚度和轨枕材料对高锰钢辙叉振动特性的影响。数值结果表明：高锰钢辙叉的模态形状包括垂向弯曲、横向弯曲、扭转三种形式;横向弯曲和扭转两种振动形态总是同时出现;其变形以垂向弯曲为主,且固有频率随道床刚度的增加单调增大;导致高锰钢辙叉疲劳失效的外部激励主要是轮轨冲击力的高频力(大于500Hz)。在低频率(小于400Hz)范围内,轨枕材料分别取橡木和高性能混凝土时各阶固有频率非常接近,最大相差值不超过50Hz;在高频(大于400Hz)范围内,二者结果有所差别,最大相差值超过100Hz。     

FREE VIBRATION ANALYSIS OF LATTICE SANDWICH BEAMS UNDER SEVERAL TYPICAL BOUNDARY CONDITIONS

Free vibration problems of lattice sandwich beams under several typical boundary conditions are investigated in the present paper. The lattice sandwich beam is transformed to an equivalent homogeneous three-layered sandwich beam. Unlike the traditional analytical model in which the rotation angles of the face sheets and the core are assumed the same, different rotation angles are considered in this paper to characterize the real response of sandwich beams. The analytical solutions of the natural frequencies for several typical boundary conditions are obtained. The effects of material properties and geometric parameters on the natural frequencies are also investigated.     

单层缓冲材料振动传递特性测试装置的设计与验证

现有振动传递特性测试装置存在如下不足：(1)国家标准GB/T 8169-2008中振动传递特性装置只能进行双层缓冲材料测试,无法反映材料本身特性,同时其采用的整体式质量系统在进行多个载荷测试时需要准备较多规格质量块,成本较高;(2)单层振动传递特性装置解决了材料本身的测试问题,但装置制作成本和安装复杂度高,同时配套的秤砣式质量系统由于其重心不在几何中心容易导致质量块的重心偏移导杆中心,影响质量块的竖直运动。为解决上述不足,设计开发了直接固定于振动台台面的单层缓冲材料振动传递特性测试装置。装置主要包括2个部分,质量导向装置和质量系统。其中质量系统本身由活结螺杆与砝码式质量块快速组合形成,其质量在1.95kg～23.48kg可调。质量导向装置直接固定于振动台台面。质量系统与质量导向装置配合能保证在振动过程中只进行竖直方向运动。利用该装置采用密度为20kg/m³的EPO(Expanded Polyolefin)塑料泡沫进行了2种载荷条件下的正弦扫频振动传递特性试验,得到了各自的传递率-频率关系曲线;进一步采用万能材料试验机和DMA(Dynamic Mechanical ...     

带弹性附件充液矩形贮箱俯仰运动动态响应

首先建立了俯仰运动矩形贮箱刚-液-弹耦合系统在外力矩作用下的耦合动力学模型,给出满足边界条件的速度势函数和液面波高的级数表达式,采用伽辽金法离散,将动力学模型转化为常微分方程组,得到刚-液-弹耦合系统的固有频率,给出简单的近似表达式,分析了转动中心距静液面不同位置时刚-液-弹耦合系统各阶固有频率的变化规律,系统转动中心距静液面较近时,耦合后液体反对称模态和刚体的固有频率对比耦合前减小,较远时则增大,最后进行数值验证,比较分析了液体和弹性体对刚体姿态的影响．     

非偏振贝塞尔高斯光束的球散射

无衍射光束球散射性质的研究目前一般采用贝塞尔光束,但是贝塞尔光束在物理上是不可实现的。贝塞尔高斯光束作为近似无衍射光束,是亥姆霍兹方程在傍轴条件下的解,并且可以用激光振荡器直接产生,但其光束宽是有限的。应用傅里叶变换,平面波谱展开和球面矢量波函数展开法,推导了非偏振贝塞尔高斯光束的球散射远场的无量纲散射函数。通过数值模拟,对非偏振的贝塞尔高斯光束与贝塞尔光束,高斯光束的球散射远场进行了比较,比较发现:当球散射体偏离光轴时,非偏振贝塞尔高斯光束跟贝塞尔光束散射远场的差异主要是散射强度的差异,但是散射极点所在的方向基本保持不变;贝塞尔高斯光束和贝塞尔光束的散射在光束圆锥角方向上比较显著,但高斯光束的前向散射比较显著。     

风轮结构动力学参数优化改进方法研究

提出三种风轮结构动力学性能改进方法,在风轮实际挂机安装条件下进行模态测试。研究发现:翼型加厚可有效提升风轮前三阶固有频率15%以上,但却会使风轮共振带拓宽;双夹板式叶片连接方式可使风轮1阶固有频率明显下降,但却使风轮2、3阶固有频率显著升高,且亦会使风轮共振带拓宽;沿叶展方向开槽和加肋提升风轮前三阶固有频率的程度相对较小,其对各阶反对称振动频率的提升效果较同阶对称振动频率提升效果显著,且不会造成风轮共振带的拓宽;翼型加厚和双夹板式叶片连接方式可实现风轮前三阶振动阻尼比呈较均匀稳定的下降;沿叶展方向开槽和加肋虽使风轮1阶反对称振动阻尼比增大,但随振动阶数升高,可使阻尼比一直保持稳定的下降趋势。     

用利萨如图形测定烧杯的固有频率——介绍《物理现象探索》选修课的一个选题

烧杯的固有频率可以用直接测量法、共振法或水滴流调制法加以测定，各法中均利用利萨如图形．测定过程中学生在教师引导下运用已学到的知识去克服遇到的困难，于是，他们的能力得以提高     

热环境中粘贴压电层功能梯度材料梁的自由振动

研究了上下表面粘贴压电层的功能梯度材料Euler-Bernoulli梁在升温及电场作用下的屈曲和自由振动行为.在精确考虑轴线伸长基础上,建立了压电功能梯度材料层合梁在热-电-机载荷作用下的几何非线性动力学控制方程.其中,假设功能梯度材料性质沿厚度方向按照幂函数连续变化,上下压电层为各向同性均匀材料.在小振幅和谐振动假设下,上述非线性偏微分方程组被转化为两套相互耦合的常微分方程组,即过屈曲问题的控制方程和过屈曲构形附近的线性振动控制方程.采用打靶法数值求解上述两个耦合的常微分方程边值问题,获得了在均匀电场和横向非均匀升温场作用下两端固定压电.功能梯度材料层合梁在屈曲前和过屈曲构型附近的自由振动响应.绘出了梁的过屈曲平衡路径以及前3阶固有频率随热、电载荷及材料梯度参数变化的特性曲线.结果表明,梁的前3阶频率在屈曲前随着温度升高而减小,在进入过屈曲后它们却随着温度升高而增加.通过施加电压在压电层产生拉应力可有效地提高粱的热屈曲临界载荷,从而提高其固有频率.