Euler-Bernoulli梁模态公式的修正

1

作者 毛崎波 《力学与实践》 2025年第1期233-237,共5页

在机械振动教科书给出Euler-Bernoulli梁的模态表达式中,除了简支梁,一般只能计算前12阶模态。主要原因是由于模态表达式中存在双曲正弦和双曲余弦函数,双曲函数随模态阶数呈指数增加,由此引起的舍入误差导致数值计算时模态形状失真。... 在机械振动教科书给出Euler-Bernoulli梁的模态表达式中,除了简支梁,一般只能计算前12阶模态。主要原因是由于模态表达式中存在双曲正弦和双曲余弦函数,双曲函数随模态阶数呈指数增加,由此引起的舍入误差导致数值计算时模态形状失真。本文提出对传统的模态表达式进行修正,从而可以精确计算至少前200阶模态。 展开更多

关键词 EULER-BERNOULLI梁 高阶模态 舍入误差 边界条件 模态形状

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惯性作动器物理参数对振动主动控制性能的影响分析

2

作者 陈明浩 毛崎波 +2 位作者 吴志杰 施庆平 李琦 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2024年第5期250-254,共5页

为研究惯性作动器(Inertial Actuators,IAs)物理参数对振动主动控制性能的影响,通过惯性作动器的动力学方程结合H2优化理论,以被控系统动能为目标函数,结合林纳德-奇帕特(Liénard–Chipart)稳定性准则计算得到惯性作动器主动控制... 为研究惯性作动器(Inertial Actuators,IAs)物理参数对振动主动控制性能的影响,通过惯性作动器的动力学方程结合H2优化理论,以被控系统动能为目标函数,结合林纳德-奇帕特(Liénard–Chipart)稳定性准则计算得到惯性作动器主动控制的临界相对增益。进一步分析质量比、刚度比和阻尼比对相对增益和控制效果的影响。研究结果表明,惯性作动器的最佳相对增益与刚度比成反比,降低惯性作动器刚度可以提高相对增益并改善控制效果。此外,质量比的增加也有利于改善控制效果。最后,推导得到相对增益最佳时惯性作动器控制效果与其物理参数的关系式,可为惯性作动器参数设计提供理论指导。 展开更多

关键词 振动与波 惯性作动器 物理参数 H2优化 主动控制 稳定性

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阻尼可调局域共振梁的设计与试验分析

3

作者 袁玮婷 毛崎波 +1 位作者 李宪泽 赵迪 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第14期217-223,共7页

局域共振型声学超材料能够形成低频局域共振带隙,控制弹性波传输,为实现结构减振降噪提出了新的思路。针对局域共振单元的阻尼对弹性波带隙的影响,设计阻尼可调的局域共振梁,进行数值计算及试验分析。提出通过外接分流电路与惯性作动器... 局域共振型声学超材料能够形成低频局域共振带隙,控制弹性波传输,为实现结构减振降噪提出了新的思路。针对局域共振单元的阻尼对弹性波带隙的影响,设计阻尼可调的局域共振梁,进行数值计算及试验分析。提出通过外接分流电路与惯性作动器串联,实现阻尼可调的振子单元,并分析分流电路参数与阻尼之间的关系;最后引入负电阻分流电路实现对分流惯性作动器阻尼的调节,并拓展局域共振梁的带宽。数值计算和试验分析结果表明,局域共振梁存在最佳阻尼比范围。当惯性作动器等质量时,分流电路总电阻在1.535 2~5.571 1Ω内取值,带隙宽度达到最大;当相邻惯性作动器质量间隔为5 g时,总电阻在1.476 9~3.257 7Ω内取值,带宽达到最大;当质量间隔为10 g时,总电阻在0.986 2~2.046 9Ω内取值,带宽达到最大。 展开更多

关键词 局域共振型梁 阻尼调节 分流电路 惯性作动器

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声学黑洞吸声体结构吸声性能的实验研究

4

作者 彭丽华 毛崎波 《声学技术》 CSCD 北大核心 2024年第3期388-393,共6页

通过在圆管内部布置圆环,使得管道的有效导纳沿轴向逐渐增大,从而实现管道的声学黑洞效应,即声波传播时声速逐渐减小至0,不发生反射的现象,进而使声学黑洞吸声体成为宽带吸声结构。首先对声学黑洞吸声体的吸声性能进行理论分析,随后设... 通过在圆管内部布置圆环,使得管道的有效导纳沿轴向逐渐增大,从而实现管道的声学黑洞效应,即声波传播时声速逐渐减小至0,不发生反射的现象,进而使声学黑洞吸声体成为宽带吸声结构。首先对声学黑洞吸声体的吸声性能进行理论分析,随后设计了不同尺寸的声学黑洞吸声体结构,通过实验研究声学黑洞吸声体物理参数对吸声性能的影响。实验结果表明,当圆环数量大于20时,声学黑洞吸声体结构能实现宽带吸声。当圆环数量相同时,有效吸声频带随着管道长度的增大向低频移动;当管道长度相同时,吸声性能随着圆环数量的增加而提高。 展开更多

关键词 声学黑洞 吸声系数 宽带吸声

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通过设计压电式传感器实现结构声有源控制 被引量：6

5

作者 毛崎波 徐柏龄 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2003年第2期112-117,共6页

以简支板为例,利用压电式传感器测量声辐射模态。通过在板表面均匀粘贴一组相同形状的矩形高分子压电薄膜(PVDF),然后通过设计这组PVDF输出的加权系数,得到各阶声辐射模态的伴随系数。研究表明这种传感器策略与辐射体表面上的外激励力性... 以简支板为例,利用压电式传感器测量声辐射模态。通过在板表面均匀粘贴一组相同形状的矩形高分子压电薄膜(PVDF),然后通过设计这组PVDF输出的加权系数,得到各阶声辐射模态的伴随系数。研究表明这种传感器策略与辐射体表面上的外激励力性质(如激励力类型、频率以及位置等)无关。该文以压电陶瓷(PZT)作为作动器,通过数值计算分析了这种传感器策略的控制效果。 展开更多

关键词 声辐射模态 结构声有源控制 压电式传感器

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简支矩形板声辐射的有源控制 被引量：3

6

作者 毛崎波 姜哲 《声学技术》 CSCD 2002年第3期118-121,127,共5页

文章以简支平板为例 ,通过声辐射模态研究结构声辐射的有源控制。首先分析了声辐射模态的数学和物理意义。由于在中、低频时 ,声辐射模态对应的辐射效率随着模态阶数的增加而迅速降低。在此基础上 ,文中提出了一种新的控制策略 ,即抵消... 文章以简支平板为例 ,通过声辐射模态研究结构声辐射的有源控制。首先分析了声辐射模态的数学和物理意义。由于在中、低频时 ,声辐射模态对应的辐射效率随着模态阶数的增加而迅速降低。在此基础上 ,文中提出了一种新的控制策略 ,即抵消前k阶声辐射模态的伴随系数 ,使得前k阶声辐射模态的声功率为零。文中以压电陶瓷作动器作为控制力源进行了数值计算研究。并与传统的控制策略———声功率最小化策略进行了比较。 展开更多

关键词 声辐射模态 声功率 有源控制

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弯扭耦合刚度对薄壁梁弯扭耦合振动的影响研究 被引量：7

7

作者 毛崎波 韩伟 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期298-303,共6页

通过Adomian修正分解法对包含弯扭耦合刚度的等截面弯扭耦合薄壁梁进行自由振动分析。通过Adomian修正分解法可以把弯扭耦合梁的特征微分方程组变换成为一组递归代数公式,随后通过边界条件即可得到该弯扭耦合梁的固有频率及相应的振形... 通过Adomian修正分解法对包含弯扭耦合刚度的等截面弯扭耦合薄壁梁进行自由振动分析。通过Adomian修正分解法可以把弯扭耦合梁的特征微分方程组变换成为一组递归代数公式,随后通过边界条件即可得到该弯扭耦合梁的固有频率及相应的振形函数解析表达式。Adomian修正分解法的主要优点在于计算简单快速,并且不需要进行离散化或线性化。通过与前人的计算结果比较,本文方法的最大误差小于0.09%,从而验证了本文方法的有效性,并指出如果不考虑弯扭耦合刚度,第1阶和第3阶固有频率会高估30%。 展开更多

关键词 薄壁梁 Adomian修正分解法 弯扭耦合刚度 固有频率 振形函数 振动分析

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用多重网格法研究多缸内燃机的进气特性 被引量：1

8

作者 毛崎波 蔡忆昔 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期182-185,共4页

论述了用多重网格法研究多缸内燃机的进气瞬态过程。利用非线性方程全近似格式的多重网格法并结合特征线法对进气管内的气流运动进行了数值计算，直观地描述了多缸内燃机进气管各歧管内气体流动的瞬态过程，分析了转速。

关键词 内燃机 进气过程 多重网格法 多缸 计算模型

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通过Adomian分解法求解二维Helmholtz方程 被引量：3

9

作者 毛崎波 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期37-40,102,共5页

提出基于Adomian分解法求解二维Helmholtz方程。通过Adomian分解法可以把Helmholtz微分方程和边界条件分别转换成递归代数公式和适用符号计算的简单代数公式。利用边界条件可以很容易得到方程的解析解表达式。Adomian分解法的主要特点... 提出基于Adomian分解法求解二维Helmholtz方程。通过Adomian分解法可以把Helmholtz微分方程和边界条件分别转换成递归代数公式和适用符号计算的简单代数公式。利用边界条件可以很容易得到方程的解析解表达式。Adomian分解法的主要特点在于计算简单快速,并且不需要进行线性化或离散化。最后给出数值实例以验证Adomian分解法求解二维Helmholtz方程的有效性。通过数值计算可以发现,基于Adomian分解法的计算结果非常接近精确解,并且该方法具有良好的收敛性。这表明Adomian分解法能够快速有效求解Helmholtz方程。 展开更多

关键词 HELMHOLTZ方程 ADOMIAN分解法 精确解 收敛性

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体积位移传感器的研讨 被引量：3

10

作者 毛崎波 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2011年第3期174-178,共5页

以不同边界条件的振动梁为例,提出通过分部积分方法设计特定形状的PVDF薄膜测量体积位移。这种分部积分方法得到的PVDF传感器形状不但与外激励力的性质(如激励力类型、位置以及频率等)无关,而且不需要振动梁的模态信息。研究表明,可以... 以不同边界条件的振动梁为例,提出通过分部积分方法设计特定形状的PVDF薄膜测量体积位移。这种分部积分方法得到的PVDF传感器形状不但与外激励力的性质(如激励力类型、位置以及频率等)无关,而且不需要振动梁的模态信息。研究表明,可以把振动梁的边界条件分为两类,即一端固定一端任意和两端位移为零,对于每一类边界条件可以用一种特定形状PVDF传感器测量其体积位移。 展开更多

关键词 振动与波 体积位移 压电式传感器 分部积分

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结构振动模态之间耦合对预测结构声功率的影响 被引量：3

11

作者 毛崎波 《应用声学》 CSCD 北大核心 2011年第2期90-97,共8页

以简支矩形板为例,分析结构振动模态之间的耦合对声功率的影响。通过对声功率传递矩阵计算方法的改进,得到计算声功率传递矩阵对角元素和非对角元素(模态耦合项)的解析解,并进行数值计算和分析。所得解析解结果同前人发表的数值解非常... 以简支矩形板为例,分析结构振动模态之间的耦合对声功率的影响。通过对声功率传递矩阵计算方法的改进,得到计算声功率传递矩阵对角元素和非对角元素(模态耦合项)的解析解,并进行数值计算和分析。所得解析解结果同前人发表的数值解非常吻合。 展开更多

关键词 辐射效率 结构振动模态 声功率

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Adomian修正分解法的后处理方法比较

12

作者 毛崎波 《计算力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期517-522,共6页

Adomian修正分解法在求解非线性微分方程中得到广泛应用。Adomian修正分解法的主要特点在于计算简单快速,并且不需要进行线性化或离散化。但是Adomian修正分解法的计算精度取决于其收敛域。为了扩大Adomian修正分解法的收敛域,需要对所... Adomian修正分解法在求解非线性微分方程中得到广泛应用。Adomian修正分解法的主要特点在于计算简单快速,并且不需要进行线性化或离散化。但是Adomian修正分解法的计算精度取决于其收敛域。为了扩大Adomian修正分解法的收敛域,需要对所得解进行后处理,目前常见的后处理方法包括Padé近似、LaplacePadé近似和多步迭代方法。本文首先简要回顾了Adomian修正分解法,然后讨论了这三种后处理方法,最后通过Duffing振子为例对这些后处理方法的优缺点进行讨论和分析。数值计算结果表明,多步迭代方法能够加速Adomian修正分解法解的收敛,并扩大其收敛域。 展开更多

关键词 Adomian修正分解法 后处理方法 Padé近似 Laplace-Padé近似 多步迭代方法

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通过PVDF阵列设计阶梯梁的模态传感器 被引量：5

13

作者 钟海彬 毛崎波 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第9期129-134,共6页

以两端固支阶梯梁为例,通过高分子压电薄膜(Poly Vinyli Dene Fluoride,PVDF)传感器阵列测量其模态坐标。在该阶梯梁表面均匀黏贴一组相同形状的矩形PVDF薄膜,首先通过实验方法直接测得该阶梯梁的曲率模态,然后把曲率模态作为这组PVDF... 以两端固支阶梯梁为例,通过高分子压电薄膜(Poly Vinyli Dene Fluoride,PVDF)传感器阵列测量其模态坐标。在该阶梯梁表面均匀黏贴一组相同形状的矩形PVDF薄膜,首先通过实验方法直接测得该阶梯梁的曲率模态,然后把曲率模态作为这组PVDF输出信号的加权因数,从而得到所需的模态坐标。实验结果表明,这种传感器设计方法是可行的,并且PVDF阵列式模态传感器具有在不均匀梁结构表面布置方便,能准确、方便的测出实验曲率模态,不受激励力位置影响,滤波效果好等优点。 展开更多

关键词 PVDF传感器 实验模态分析 曲率模态 模态滤波 阶梯梁

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PVDF压电传感器在实验模态分析中的应用 被引量：5

14

作者 朱峤 毛崎波 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2014年第3期393-396,共4页

提出通过聚偏氟乙烯(PVDF)压电传感器替代加速度计对振动结构进行实验模态分析。在固支梁表面分别布置矩形PVDF压电传感器和加速度计,测量外界激励与振动结构响应之间的频率响应函数,通过模态软件对数据进行分析,得到模态参数并将结果... 提出通过聚偏氟乙烯(PVDF)压电传感器替代加速度计对振动结构进行实验模态分析。在固支梁表面分别布置矩形PVDF压电传感器和加速度计,测量外界激励与振动结构响应之间的频率响应函数,通过模态软件对数据进行分析,得到模态参数并将结果进行对比。实验结果表明,利用PVDF压电传感器对振动结构进行实验模态分析效果良好,且具有附加质量小,频响宽,操作简便等特点,与加速度计相比,具有明显的优越性。 展开更多

关键词 PVDF 压电传感器 加速度计 模态分析 模态参数

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通过实验模态分析设计阵列式压电模态传感器 被引量：3

15

作者 朱峤 毛崎波 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第19期120-125,191,共7页

提出一种新的基于实验模态分析的阵列式压电模态传感器设计方法。首先利用PVDF阵列进行实验模态分析得到结构的曲率模态,然后直接将曲率模态振型函数在相应测量点的幅值作为加权系数,对结构进行模态滤波,得到各阶模态坐标,并加以实验验... 提出一种新的基于实验模态分析的阵列式压电模态传感器设计方法。首先利用PVDF阵列进行实验模态分析得到结构的曲率模态,然后直接将曲率模态振型函数在相应测量点的幅值作为加权系数,对结构进行模态滤波,得到各阶模态坐标,并加以实验验证。研究发现,利用该方法设计阵列式压电模态传感器是可行的,而且该方法不需要进行复杂的数值计算,操作简单,模态滤波效果良好,可以很容易推广到二维复杂结构,具有较好的工程应用前景。 展开更多

关键词 模态传感器 PVDF薄膜 实验模态分析 模态滤波 曲率模态

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基于广义函数空间的不连续梁振动分析 被引量：1

16

作者 陈小超 毛崎波 薛晓理 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2014年第1期81-91,共11页

首先运用广义函数建立了轴向力作用下含任意不连续点的弹性基础Euler(欧拉)梁的自由振动的统一微分方程.不连续点的影响由广义函数(Dirac delta函数)引入梁的振动方程.微分方程运用Laplace变换方法求解;与传统方法不同的是,该文方法求... 首先运用广义函数建立了轴向力作用下含任意不连续点的弹性基础Euler(欧拉)梁的自由振动的统一微分方程.不连续点的影响由广义函数(Dirac delta函数)引入梁的振动方程.微分方程运用Laplace变换方法求解;与传统方法不同的是,该文方法求得的模态函数为整个不连续梁的一般解.由于模态函数的统一化以及连续条件的退化,特征值的求解得到了极大地简化.最后,以梁-质量块模型和轴向力作用下弹性基础裂纹梁模型为例验证了该文方法的正确性与有效性. 展开更多

关键词 自由振动 广义函数 轴向力 弹性基础 不连续梁

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应用移动质量法与分形维数实现梁损伤检测 被引量：3

17

作者 陈小超 毛崎波 《噪声与振动控制》 CSCD 2014年第3期155-159,共5页

以简支裂纹梁为例,利用移动质量法结合分形维数方法实现结构损伤检测。由于质量块在振动梁不同位置时对梁固有频率的影响不同,所以当质量块沿着梁长度方向移动时可以得到一组梁-质量块系统的固有频率曲线,通过分析这组固有频率的分形维... 以简支裂纹梁为例,利用移动质量法结合分形维数方法实现结构损伤检测。由于质量块在振动梁不同位置时对梁固有频率的影响不同,所以当质量块沿着梁长度方向移动时可以得到一组梁-质量块系统的固有频率曲线,通过分析这组固有频率的分形维数曲线确定梁的损伤位置及其损伤程度。随后讨论附加质量块大小和分形方法参数选择对损伤检测精确性的影响。数值计算结果表明,该方法能准确的识别裂纹位置和损伤程度。该方法的主要优点在于不需要结构的模态信息,并可以在随机激励下实现。 展开更多

关键词 振动与波 附加质量块 固有频率 分形维数 损伤检测

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利用ADM方法设计振动梁的体积位移传感器 被引量：1

18

作者 吴锦武 谭斐 毛崎波 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2011年第6期906-909,共4页

提出了一种用来测量任意边界振动梁的体积位移传感器设计方法。利用压电材料聚偏氟乙烯(PVDF)良好的压电性能,通过基于Adomian分解(ADM)法,求出任意边界梁的结构模态形状2阶空间导数的闭环级数解,通过模态法设计出特殊形状的PVDF传感器,... 提出了一种用来测量任意边界振动梁的体积位移传感器设计方法。利用压电材料聚偏氟乙烯(PVDF)良好的压电性能,通过基于Adomian分解(ADM)法,求出任意边界梁的结构模态形状2阶空间导数的闭环级数解,通过模态法设计出特殊形状的PVDF传感器,使PVDF输出信号为所需要的振动梁体积位移。结果表明,在有限频率范围内,基于ADM法设计任意边界条件振动梁结构的PVDF体积位移传感器是可行的。 展开更多

关键词 体积位移 结构模态 压电传感器 Adomian分解方法(ADM)

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用FAS法研究车用内燃机换气瞬态性能 被引量：1

19

作者 蔡忆昔 毛崎波 朱娜 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 1998年第6期374-378,共5页

本文论述了用非线性方程全近似格式的多重网格法(FAS方法)研究车用内燃机换气瞬态性能的方法。实测了进气管总管某一截面上气体流动参数,用多重网格法对进气管内的气流运动进行了数值计算,直观地描述了车用内燃机进气管各歧管内气体流... 本文论述了用非线性方程全近似格式的多重网格法(FAS方法)研究车用内燃机换气瞬态性能的方法。实测了进气管总管某一截面上气体流动参数,用多重网格法对进气管内的气流运动进行了数值计算,直观地描述了车用内燃机进气管各歧管内气体流动的瞬态过程,为改善车用内燃机的性能提供了有效的研究方法。 展开更多

关键词 车用发动机 换气过程 FAS方法

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利用PVDF阵列测量结构曲率模态的实验 被引量：2

20

作者 朱峤 毛崎波 《噪声与振动控制》 CSCD 2014年第6期215-219,共5页

提出利用PVDF阵列直接测量结构曲率模态。在振动梁表面均匀布置一组PVDF压电薄膜,测量结构在外加点激励作用下的动态响应,得到频率响应函数,进而通过模态软件对数据进行分析,得到其曲率模态。数值分析和实验结果表明:利用PVDF阵列可以... 提出利用PVDF阵列直接测量结构曲率模态。在振动梁表面均匀布置一组PVDF压电薄膜,测量结构在外加点激励作用下的动态响应,得到频率响应函数,进而通过模态软件对数据进行分析,得到其曲率模态。数值分析和实验结果表明:利用PVDF阵列可以有效地测量得到结构的曲率模态,且方法与激励力位置无关。由于方法操作简便,PVDF压电薄膜附加质量可忽略不计,与常规通过模态振型计算曲率模态的方法相比具有明显优越性。 展开更多

关键词 振动与波 PVDF阵列 曲率模态 压电传感器 频率响应函数

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