基于电磁感应的扭转振动测量方法
设计了一种基于电磁感应效应的转子扭转振动测量方法。该方法的思路是使线圈与永磁体做相对运动,根据线圈切割磁感应线的速度与感应电动势正相关的原理,由线圈两端的电压变化量计算各点的瞬时速度变化量,进而积分求出扭振信息。算法上采用半周期插值以及与标准信号进行对应点比较,保证了瞬时速度变化量的精确度。装置设计方面通过适当的空间布局,在一定程度上消除了轴向振动和部分横振的影响。实测验证表明,该方法得出了与输入载荷一致的扭振信息,具有精确性良好,安装简易,操作方便的特点。
AFM针尖压入测量中的非线性效应
根据AFM(Atomic—Force Microscope原子力显微镜)实验得到的典型压入曲线给出了一种标定电压-挠度转化系数的方法。对压入曲线进行常规的数据处理,结果显示在起始段和末段各有5nm左右的名义压入深度。然而,有限元计算结果表明上述名义压入深度并非真正的针尖压入样品的深度。通过悬臂梁响应、光线传播、四象限接收器等几个方面的非线性效应分析,得到了实验中各部分非线性效应对实验结果的影响方式和误差范围,从而发现压入实验中四象限接收器上光斑相对移动引起的非线性效应是造成错误判读压入深度的重要原因。最后,对如何减小测量误差和如何在一定误差范围内得到可靠的实验结果给出了一些建议。
运动状态下液体轴对称抛撒首次破碎的实验研究
在实验室条件下利用组合式激波管设备,对运动状态下液体轴对称抛撒进行了实验研究。通过纹影装置获得其所形成雾化场的外形轮廓照片,测量获得了液核发生首次破碎的位置与对称轴之间的距离。通过对抛撒过程中R—T不稳定性与K—H不稳定性的分析认为,轴向气流作用下液体轴对称抛撒的首次破碎点与对称轴的距离主要由轴向气流的速度、轴向气流的密度、液体轴对称抛撒的出口速度、抛撒液体的表面张力系数、环形喷口的宽度等参数所决定。在此基础上,利用相似性理论和无量纲分析,获得了运动状态下液体轴对称抛撒首次破碎点与对称轴之间的距离与相关参数的无量纲关系式。
一种测试动态应力集中的灰色建模方法
将灰色系统方法理论中的GM(1,1)模型,应用于动态应力集中测试的数据处理,根据应力集中处附近的应变测试值,能方便地求出应力集中处的最大应变值。结果表明,该方法简单,预测精度较高,应用方便。
表面织构对界面接触参数影响的实验研究
机械接触表面的接触刚度和接触阻尼是直接影响界面振动水平的两个重要动力学参数。本文介绍了一种测试机械连接界面接触刚度和接触阻尼的实验装置和方法,并针对用两种不同加工方法(激光加工及线切割)加工出的具有不同尺寸织构的试样与光滑平面相接触的界面进行了测量,初步探索了平面接触刚度和接触阻尼的表面织构效应,并得出结论:织构及润滑对接触刚度会产生一定影响,而实验中均未观察到这两者对接触阻尼有明显影响。
卫星太阳能帆板振动抑制研究
太阳能帆板是给航天器提供能源的重要装置,以压电陶瓷为做动器的智能结构可以有效地抑制卫星太阳能帆板在太空中的振动.基于Hamilton变分原理,推导得到含多个压电陶瓷片的太阳能帆板模型的振动方程.制作了太阳能帆板振动主动控制实验系统,并对太阳能帆板模型进行振动主动控制实验.实验结果表明该控制系统可大幅度降低卫星太阳能帆板的振动,延长其使用寿命.
冻土纵、横波复合宽带超声换能器系列研制
根据冻土弹性波测试的要求,本文研制成功一种冻土测试用250kHz、500kHz和1MHz系列的纵波、横波复合宽带超声换能器。这种换能器具有灵敏度高、频带宽、声阻抗低的特点,适于冻土力学特性测试。作者介绍了它的结构及相应系统特性,并以10ps的延时间精度,在零度以下气温条件下,实测了不同含水量(7%、10%、16%、22%和25%)及负温(-2℃、-40℃、-6℃、-8℃、-10℃、-12℃、-14
超声波的光外差接收
激光接收超声是一种非接触式的超声接收技术,它在超声无损评估及检测领域有重要的应用。本文设计研制了激光外差士涉接收超声的实验系统,该系统由声光调制器产生光频的频移,锁相环进行位相解调。
非对称圆环拍的特性研究
建立微小非对称圆环点冲击下拍的理论模型,通过实验验证其有效性。微小非对称圆环是分析大钟拍现象的简化模型,微小非对称圆环的每一对径向振动模态的固有频率非常接近,这对模态互相干涉下出现拍现象。最后利用拍的理论模型绘制沿圆周拍的分布图,详细分析拍的分布特性,为校正钟的拍频声提供理论依据。
应用高速摄影机对泡沫铝在SHPB实验过程的变形跟踪与分析
SHPB技术虽然能方便地得出材料的动态应力应变关系,但却不能直观地揭示材料在经受冲击荷载时的变形特征,而这恰恰是泡沫金属力学性能研究的重要方面。为此,本文设计了一套SHPB-高速摄影机系统,借此系统对SHPB实验中的泡沫铝试件进行了实时的变形跟踪拍摄,然后应用图像处理软件对泡沫铝试件的动态变形进行分析并提取了位移信息,得出了泡沫铝试件的变形历时曲线。此外也通过SHPB后处理得到了试件变形信息,最后对比了这两种方法得到的变形信息,发现用这两种方法得出的数据能较好地吻合在一起。这表明,本文设计的实验方法能对泡沫铝试件在SHPB实验过程中的变形进行有效跟踪。