高阶振型振动实验装置研制与教学应用

针对振动学相关课程中高阶振动实验装置偏少,学生对高阶振型和固有频率难以理解等问题,设计并制作了一种用于教学的高阶振型振动实验装置。该装置通过基于柔度法编写的Matlab程序、基于锤击法的自由振动实验以及以激振器作为激励振源的受迫振动实验,实现了对高阶振动的固有频率和振型的理论计算和实验测试,通过频闪仪可以直观地观察到各阶频率的振型。实验测得的各阶频率与相应的理论值的最大相对误差分别为6.88%、5.40%和2.01%。该装置已在教学中得到应用,并收到了良好的效果。     

拱桥柔性吊索索力振动频率法测试

通过对拉索索力振动法测试计算公式简化分析,引入振动法测试的索力系数,只要在桥梁施工过程中通过压力传感器法或张拉千斤顶法确定各条吊索的索力系数,则振动频率法测试索力的公式变成了仅与拉索振动频率有关,对提高利用振动频率法测索力精度意义很大,尤其是精确测试短索的索力。     

基于高速数据采集的振动分析系统研制

基于LabVIEW开发平台,利用高速同步数据采集卡PCI8018、三向振动加速度传感器、调理器、电脑等设备,开发一套实验室振动信号的高速实时同步数据采集和在线监测分析系统。该系统通过采集正常状态下和人工制造故障下的减速器振动信号,对信号进行滤波处理后,通过计算信号的频谱分析故障发生时的频率特征,实现实时监测和故障判断的功能。该系统具有使用灵活方便、测试功能丰富等特点。     

变变位齿轮传动的振动响应测试及分析

利用WS-5921/U60512型信号采集仪及加速度传感器,对变变位齿轮传动不同速度下的振动响应进行了测试及量化研究,得到了振动加速度信号的时域曲线及自功率谱密度曲线,并与变位齿轮的振动响应进行对比。研究表明:齿轮传动过程中,主动轮产生的振动能量基本相同,从动轮的振动主要来源于主、从动轮的啮合过程,变变位齿轮啮合过程中产生的振动能量小,传动更平稳;随着电机输入频率的增加,主、从动轮的振动能量逐渐增大,变变位齿轮传动最大自功率谱值对应的振动频率波动较小,约为100 Hz;变位齿轮、变变位齿轮从动轮的振动信号自功率谱密度的比值最大达到4∶1以上。     

基于虚拟仪器的便携式振动测试系统开发

为提高学生对测试设备的使用能力和对振动测试知识的工程应用能力,利用虚拟仪器平台开发了一个具有开放、综合等特点的既能用于实验又能工程应用的便携式振动测试系统。选用工程上常用传感器和采集卡并配备笔记本电脑设计制作了一套便携式振动测试设备,编写了能二次开发的振动信号采集和分析的软件。可方便到实训中心和机械厂对实际振动源进行信号的采集、分析和存储。该系统能培养学生从传感器安装、信号采集参数设置、软件的二次开发到振动信号分析和设备故障诊断等方面的能力。通过对两届学生的实际实验教学试用,结果表明,该实验对于提高学生学习兴趣和工程应用能力的培养有明显的帮助。     

基于Matlab软件的微振动理论及其应用

介绍了Matlab软件在求解复杂理论物理问题中的应用.根据分析力学中的微振动理论,通过类比分析,得到一维单原子链系统经典方程的解和色散关系式.用算符代替力学量,简正坐标代替一般坐标,得到一维单原子链系统无交叉项的量子化方程和总能量表达式.实验结果分析得到双原子分子振动系统的能量和能级关系式.利用Matlab软件,求出微振动系统耦合方程组的解并实现解的可视化;展示一维单原子链振动系统色散关系的3-D图像;绘制双原子分子振动系统能级与能量的关系曲线.     

浅谈振动的能量

做简谐运动的系统,其振动能量不仅与振幅有关,而且与振动系统的性质和频率有关。一、简谐运动的频率和振幅简谐运动是一种理想化的模型,即在不考虑摩擦和阻力时,弹簧振子(或单摆)在弹力和重力作用下的运动,弹簧振子做简谐运动的动力学方程和运动学方程分     

压电陶瓷材料逆压电系数的测试

在迈克尔逊干涉仪基础上制成的弱振动测试设备能够很好地完成对１０＾－６米量级幅度的正弦微振动的测量。我们利用该套装置对压电陶瓷材料在不同频率正弦电压激励下的振动幅度进行了测量,求出了压电陶瓷片逆压电系数的幅频关系。     

光电光杠杆在杨氏模量智能测量中的应用

严格推导了待测金属丝纵向振动频率与其杨氏模量的关系,并根据此测量原理，将光电光杠杆应用于拉伸法杨氏模量测量仪中，设计了一种高精度杨氏模量智能测量系统。     

井点降水管成活率测试仪的研制与应用

用于检测井点降水管是否成活，采用压电式加速度传感器，以振动测量作为基本设计原理，克服环境干扰等因素，研制和开发了高灵敏度，低噪声的井点降水管成活率测试仪器。实用效果很好。     

大型水轮发电机组不对称运行时的参、强联合共振研究

对某大型水轮发电机转子轴系在发生两相线间突然短路时由电磁力矩引起的扭振进行了研究,探讨了由参数激励、强迫激励以及二者联合作用下轴系扭振共振的规律．首先应用有限元法求得了轴系扭振的前五阶固有频率及振型,接着求得了考虑多磁极（凸极）和振动偏心双重影响下的气隙磁场能量,进而求得了电磁力矩的表达式．应用电机耦联系统的能量法,建立了轴系扭振共振时的一阶近似方程,并对稳态解进行了幅频特性分析,最后计算了轮系的动态应力．研究结果表明,两相线间突然短路时电磁转矩很大,并且其中的100Hz成分与轴系扭振的第二阶固有频率101．182Hz很接近,极剔］起共振,造成破坏,必须设法避免．     

摩托车车架的振动特性分析与研究

课题基于UG软件对某两轮摩托车车架进行了几何建模,并经适当简化导入ANSYS软件进行自由振动(free vibration)分析与调和振动(harmonic vibration)分析。根据分析结果可以看出受迫振动的振幅表现与自然频率的共振现象,产生明显大振幅的低频率为20 Hz和50 Hz,此频率可视为路况所产生的频率,调和振动分析的共振与自由振动相吻合。比较车架不同位置,把手是最容易被振动的部位。     

多自由度振动模型仿真和在教学中的应用

用状态空间方程对多自由度振动模型进行描述,并用连续系统离散仿真方法求出其递归数字解计算公式。给递归公式一个数字输入就可以得到系统的数字响应。振动仿真实验显示了算法的有效性和效果。     

Effects of mechanical vibration on root development of Actinidia chinensis plantlet

The root development of Actinidia chinensis plantlets was studied in exposure to environmental stress of mechanical vibration at respectively 1 Hz, 2 Hz, 3 Hz, 4 Hz and 5 Hz. The plantlets exposed to vibration stimuli at all those frequencies have a larger total number and a larger total length of roots and a smaller permeability of root plasma-membrane, compared with those cultivated in an environment without vibration stress. Vibration at respectively 1 Hz, 2 Hz, 3 Hz and 4 Hz enhances root activity and the 3 Hz vibration is the most favorable. There is an obvious negative correlation between root activity and permeability of root plasma-membrane. The effects may be explained by the likelihood that mechanical vibration at an appropriate frequency facilitates roots’ absorbing water and minerals which are indispensable to inducing and synthesizing in roots some active substances favorable to growth. Nevertheless, overstress damages the integrity of root plasm-membrane, increases the permeability, and results in the disability of protecting root cells.     

双层等厚筛性能研究及振动参数优化

为研究振动参数对双层等厚筛筛分效率的影响,采用离散单元法(DEM)模拟5种不同粒径的颗粒在不同振幅、筛面倾角、振动频率下的筛分过程。运用多项式逼近方法对仿真结果进行曲线拟合,得到拟合度最好时的筛分效率与振动参数关系图。最后,选出最好筛分效率下的振动参数进行正交试验。结果表明:双层等厚筛筛分效率最优的参数组合为振动幅度7mm、振动频率14Hz、筛面倾角17°。     

宽带波导吸振器吸振性能研究

为了满足对声频振动控制的要求,拓宽动力吸振器的吸振频率范围,本文在对直梁宽频带动力吸振器研究的基础上,研究了螺旋曲梁式动力吸振器.研究表明,该吸振器具有更密集的模态,因而具有宽频带的吸振性能.它的变截面形式使得它具有更强的消耗振动能量的能力,数值分析还表明如果设计合理,在0～1000Hz的频率范围内都可以获得较大的吸振量,有望成为噪声与振动控制新的有效手段.     

载重绳索参数激励横向振动的减振策略

论述了一种抑制载重绳索参数激励横向振动的简便方法. 假设绳索底端的质量受到一个垂直简谐激励并忽略载重绳索高阶振型的影响, 载重绳索的运动方程可以用一个带有立方非线性项的Mathieu方程来描述. 根据Mathieu方程的有关理论, 在载重绳索系统中, 当索端质量垂直振动的频率接近绳索横向振动固有频率2倍时, 一旦索端质量垂直振动的幅度超过某个临界数值时, 绳索将产生参数共振. 为了避免这种现象, 建议在索端质量上加装一个减振器以削减索端质量的垂直振动, 进而抑制绳索的横向振动. 实验验证了该减振方案的有效性.     

缓冲材料振动传递率的测试及非线性辨识

本文依据相关的标准和工程实际需求,分析了振动传递率测试中的试样固定方式,设计了一种简易固定装置。以发泡聚乙烯为例,分析了振动传递率测试方法,将4种厚度规格的试样分别在5种应力下进行了3Hz-200Hz的扫频试验,测出了发泡聚乙烯在不同厚度和应力下的振动传递率,并对试验结果进行了分析。采用BP神经网络建立了振动传递率非线性模型,并利用matlab／nntool对网络进行了训练和仿真,结果表明,该模型具有较强的泛化能力,能精确辨识振动传递率,从而可以预测任意厚度和应力下的振动传递率。     

大跨度桥钢管桩的涡振研究

对在水流、波浪力作用下海洋独立支撑结构所产生的涡振进行非线性研究。该研究的目的是通过改变独立支撑结构自振频率来控制结构产生的涡振，以避免结构产生涡振破坏。提出涡振概念；分析独立支撑结构产生涡振条件、作用栽荷、涡振频率以及振动方程的解。     

A generalized sinusoidal model and its applications

A physical model of sinusoidal function was established. It is generalized that the force is directly proportional to a power function of the distance in a classical spring-oscillator system. The differential equation of the generalized model was given Simulations were conducted with different power values. The results show that the solution of the generalized equation is a periodic function. The expressions of the amplitude and the period （frequency） of the generalized equation were derived by the physical method. All the simulation results coincide with the calculation results of the derived expressions. A special function also was deduced and proven to be convergent in the theoretical analysis. The limit value of the special function also was derived. The generalized model can be used in solving a type of differential equation and to generate periodic waveforms.