压电压磁功能梯度板中的SH波 被引量：2

1

作者 禹建功 苏珊 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第S1期154-158,共5页

基于线性磁—电—弹性理论,得到了横观各向同性压电压磁功能梯度板中的SH波控制方程。应用勒让德正交多项式级数展开法求得了其渐进解,得到了相应的频散曲线。初步探讨了这种多项式方法在解决此问题时的收敛性。研究了压磁性和压电性对S... 基于线性磁—电—弹性理论,得到了横观各向同性压电压磁功能梯度板中的SH波控制方程。应用勒让德正交多项式级数展开法求得了其渐进解,得到了相应的频散曲线。初步探讨了这种多项式方法在解决此问题时的收敛性。研究了压磁性和压电性对SH波的不同影响,并分析了其影响因素。最后分析了材料的梯度形式对压电效应和压磁效应的影响。 展开更多

关键词 压电压磁材料 功能梯度材料 SH波 正交多项式 频散曲线

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压电空心圆柱体中的周向SH波 被引量：2

2

作者 禹建功 李延峰 《声学技术》 CSCD 2009年第1期85-88,共4页

基于三维线性压电弹性理论,采用一种正交多项式级数方法研究了轴向极化、电开路时正交各向异性压电空心圆柱中的周向SH波。把位移和电势展开成勒让德多项式级数,引入点确定的材料常数以解决边界条件,最后把问题的解简化为一个特征值问... 基于三维线性压电弹性理论,采用一种正交多项式级数方法研究了轴向极化、电开路时正交各向异性压电空心圆柱中的周向SH波。把位移和电势展开成勒让德多项式级数,引入点确定的材料常数以解决边界条件,最后把问题的解简化为一个特征值问题。计算了不同径厚比下PZT-4管道周向SH的波频散曲线和电势分布。讨论了压电的影响。 展开更多

关键词 压电材料 周向SH波 正交多项式 空心圆柱体 频散曲线

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正交各向异性空心圆柱体的周向SH波 被引量：1

3

作者 禹建功 吴斌 《声学技术》 CSCD 2009年第3期208-211,共4页

基于线性三维弹性理论,得到了正交各向异性管道中位移表示的周向波控制方程。波动方程中的轴向位移独立于其它两个方向。即波的传播可以分解为SH波和类Lamb波。通过贝塞尔函数求得了这个周向SH波频散方程。方程中决定周向SH波特性的弹... 基于线性三维弹性理论,得到了正交各向异性管道中位移表示的周向波控制方程。波动方程中的轴向位移独立于其它两个方向。即波的传播可以分解为SH波和类Lamb波。通过贝塞尔函数求得了这个周向SH波频散方程。方程中决定周向SH波特性的弹性常数有两个,一个决定了波的频率,另一个决定了波速。最后分别讨论了两个弹性常数和波数变化对周向SH波位移模式的影响。 展开更多

关键词 周向SH波 频散曲线 正交各向异性 空心圆柱体

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功能梯度压电空心圆柱中分数阶热弹导波的频散和衰减特性

4

作者 禹建功 王开 +2 位作者 任小强 王现辉 张博 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2023年第11期1325-1340,共16页

基于分数阶热电弹性理论和Legendre多项式方法,构建了功能梯度空心圆柱中导波传播的数学模型.讨论了分数阶次、压电效应、径厚比等对导波传播,特别是对其衰减的影响规律.数值结果表明,压电效应对衰减的影响主要集中在截止频率和突变频... 基于分数阶热电弹性理论和Legendre多项式方法,构建了功能梯度空心圆柱中导波传播的数学模型.讨论了分数阶次、压电效应、径厚比等对导波传播,特别是对其衰减的影响规律.数值结果表明,压电效应对衰减的影响主要集中在截止频率和突变频率附近,并使得突变频率发生前移;分数阶对热波模态相速度和衰减的影响较大,且热波相速度存在模态交叉,在交叉频率点附近分数阶对相速度的影响相反;热波衰减随着分数阶增大而逐渐减小;第一阶纵向模态衰减受到了压电效应的抑制,其余模态衰减都显著增大,并且电开路受到的影响要比电短路状态大. 展开更多

关键词 导波 分数阶热电弹 功能梯度空心圆柱 频散 衰减

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EMD与能量算子解调在提升机齿轮箱故障诊断中的应用 被引量：17

5

作者 冷军发 荆双喜 +1 位作者 禹建功 华伟 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第A02期530-535,共6页

提升机齿轮减速箱一旦发生故障,其振动信号表现出强烈的非平稳性,表现为复杂的调制现象,因强烈的噪声干扰,给故障特征提取带来了困难。介绍了基于经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)与Teager-Kaiser能量算子(Teager-Kaiser... 提升机齿轮减速箱一旦发生故障,其振动信号表现出强烈的非平稳性,表现为复杂的调制现象,因强烈的噪声干扰,给故障特征提取带来了困难。介绍了基于经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)与Teager-Kaiser能量算子(Teager-Kaiser Energy Operator,TKEO)解调相结合的提升机齿轮箱故障诊断方法,该方法结合了EMD自适应滤波和Teager-Kaiser能量算子非线性故障特征提取的优点。EMD方法可将齿轮箱振动信号分解成若干个局部频率从高到低不同频段的IMFs(Intrinsic Mode Functions),各个IMF突出了原始信号的某些局部特征,再对相对高频段且含有齿轮啮合频率及谐频的IMFs进行能量算子解调,成功提取了提升机齿轮箱中间轴旋转频率f r2的故障特征频率,诊断出了提升机齿轮箱中间轴上齿轮Z2和Z3的点蚀故障。分析结果表明,该方法能有效诊断出提升机齿轮箱的故障。 展开更多

关键词 提升机齿轮箱 故障诊断 EMD 能量算子解调

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板中热弹波传播:一种改进的勒让德多项式方法 被引量：4

6

作者 王现辉 李方琳 +2 位作者 刘宇建 陈会涛 禹建功 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期1277-1285,I0002,共10页

近年来,超声导波因其衰减小,传播距离远和信号覆盖范围广,成为无损检测领域快速发展的方向之一.然而,基于超声导波的高温在线检测和激光超声技术却发展缓慢,其关键在于热弹耦合波动方程求解难度大、传播与衰减特性研究困难.作为一种有... 近年来,超声导波因其衰减小,传播距离远和信号覆盖范围广,成为无损检测领域快速发展的方向之一.然而,基于超声导波的高温在线检测和激光超声技术却发展缓慢,其关键在于热弹耦合波动方程求解难度大、传播与衰减特性研究困难.作为一种有效的求解方法,勒让德正交多项式方法已广泛应用于导波传播问题,但该方法在求解热弹导波传播时存在两个不足,限制其进一步的发展和应用.这两个缺陷是:(1)求解过程中大量积分的存在,致使计算效率低下;(2)仅能处理等热边界条件的热弹导波传播.针对两项不足之处,提出一种改进的勒让德正交多项式方法,以求解分数阶热弹板中的导波传播.推导求解方法中积分的解析表达式,以提高计算效率;引入温度梯度展开式,发展适合勒让德多项式级数的绝热边界条件处理方法.与已有文献结果对比表明改进方法的正确性;与已有方法的计算时间对比说明改进方法的高效性.最后将改进的方法用于求解分数阶热弹板中的导波传播,研究分数阶次对频散、衰减曲线和应力、位移、温度分布等的影响. 展开更多

关键词 导波 分数阶热弹性 勒让德正交多项式 解析积分 绝热边界条件

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基于钙基载氧体的核桃壳半焦化学链气化研究 被引量：2

7

作者 冉景煜 禹建功 +3 位作者 秦昌雷 张松 付范萱 杨琳 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1643-1649,共7页

基于TG-FTIR联用技术,探讨以CaSO_4为载氧体的核桃壳半焦的化学链气化反应动力学特性。结果表明,CaSO_4/核桃壳半焦的反应在约950℃时存在1个失重峰,且反应气体产物主要有CO、CO2、COS、SO_2共4种物质;适当提高CaSO_4/核桃壳半焦的质量... 基于TG-FTIR联用技术,探讨以CaSO_4为载氧体的核桃壳半焦的化学链气化反应动力学特性。结果表明,CaSO_4/核桃壳半焦的反应在约950℃时存在1个失重峰,且反应气体产物主要有CO、CO2、COS、SO_2共4种物质;适当提高CaSO_4/核桃壳半焦的质量配比有利于增强反应活性。利用Ozawa法、Coats-Redfern积分法、Malek法对半焦/CaSO_4进行动力学计算,计算结果表明,随着转化率的增加,活化能呈现降低趋势且反应过程符合相界面收缩球状模型。 展开更多

关键词 核桃壳半焦 CASO4 活化能 机理函数

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基于小波双谱的矿用齿轮箱故障诊断 被引量：3

8

作者 冷军发 荆双喜 禹建功 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1212-1214,共3页

针对矿用齿轮箱振动信号的非平稳、非高斯等特点,提出了一种小波双谱分析的齿轮箱故障诊断方法。利用小波分解可将齿轮箱的振动信号分解到对应不同特征频率的频带,以提高频率分辨率和信噪比,然后有针对性地选择故障特征频率较明显的频... 针对矿用齿轮箱振动信号的非平稳、非高斯等特点,提出了一种小波双谱分析的齿轮箱故障诊断方法。利用小波分解可将齿轮箱的振动信号分解到对应不同特征频率的频带,以提高频率分辨率和信噪比,然后有针对性地选择故障特征频率较明显的频带信号进行重构,并做双谱分析,以实现齿轮箱的有效故障诊断。实例表明,小波双谱分析是一种十分有效的齿轮箱故障诊断方法,它更能揭示故障齿轮箱振动信号的非平稳和非线性相位耦合特点。 展开更多

关键词 矿用齿轮箱 故障诊断 小波双谱分析

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压电圆柱曲面板中的周向导波复频散特性 被引量：2

9

作者 张小明 李智 +1 位作者 禹建功 王现辉 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期372-378,508,共8页

提出了一种基于Legendre正交多项式级数计算导波复频散的解析方法,该方法可将复杂的波动方程求解问题转换为特征值为波数的特征计算问题,无须迭代便可得到完整解,避免了迭代法循环次数多、运算量大、精度不足等缺点。应用提出的方法计... 提出了一种基于Legendre正交多项式级数计算导波复频散的解析方法,该方法可将复杂的波动方程求解问题转换为特征值为波数的特征计算问题,无须迭代便可得到完整解,避免了迭代法循环次数多、运算量大、精度不足等缺点。应用提出的方法计算了正交各向异性压电圆柱曲面板中的周向导波复频散曲线,并与已有文献应用回传射线矩阵法的计算结果进行了比较,两者计算结果非常吻合,验证了本文方法的正确性和有效性。计算给出了压电圆柱曲面板的频率-复波数三维频散曲线,研究了材料的压电性、力学与电学边界条件对导波复频散特性的影响,分析了复波数衰逝波的位移和电势分布,揭示了衰逝导波的传播特性。研究结果表明:本文提出的计算方法能求解得到超越频散方程的纯实数波数、纯虚数波数和复数波数解;压电圆柱曲面板中周向类Lamb衰逝波有纯虚数波数和复数波数两种模态,复波数衰逝波模态呈阻尼正弦式衰减,随着频率的增大而转变为传播波模态;材料的压电性和边界条件对导波复频散特性都有显著影响。 展开更多

关键词 压电圆柱曲面板 正交多项式法 周向导波 复频散 位移和电势分布

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功能梯度空心圆柱体中的周向超声导波 被引量：2

10

作者 吴斌 禹建功 何存富 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期266-271,共6页

为了更有效地使用超声技术检测功能梯度管道中纵向缺陷,基于3维弹性理论,采用一种正交多项式法研究无限长功能梯度材料管道中的周向导波。为验证方法的正确性与适用性,首先采用该方法计算均匀各向异性管道中的周向导波,并与已有数据相... 为了更有效地使用超声技术检测功能梯度管道中纵向缺陷,基于3维弹性理论,采用一种正交多项式法研究无限长功能梯度材料管道中的周向导波。为验证方法的正确性与适用性,首先采用该方法计算均匀各向异性管道中的周向导波,并与已有数据相比较。其次,计算了不同梯度函数下管道周向导波的频散曲线,并与均匀管道进行了比较,说明了梯度材料管道中周向导波的特点以及梯度函数变化对频散曲线的影响。最后,求解了不同径厚比下功能梯度材料圆柱壳周向导波的频散曲线,分析了径厚比的变化对频散曲线的影响。 展开更多

关键词 固体力学 导波 正交多项式 空心圆柱体

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自由锚杆纵向超声导波特性理论计算与试验研究 被引量：1

11

作者 张小明 李卓然 +1 位作者 李智 禹建功 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第2期27-33,共7页

基于超声导波技术的锚杆无损检测对保障工程安全具有重要意义。利用解析勒让德多项式方法研究自由锚杆纵向超声导波传播和衰减特性,该方法克服了传统勒让德多项式方法因含有大量数值积分计算致使求解时间长的问题,计算效率得到极大提高... 基于超声导波技术的锚杆无损检测对保障工程安全具有重要意义。利用解析勒让德多项式方法研究自由锚杆纵向超声导波传播和衰减特性,该方法克服了传统勒让德多项式方法因含有大量数值积分计算致使求解时间长的问题,计算效率得到极大提高。计算钢杆的纵向导波群速度和衰减,与已有文献结果比较,证明此方法的正确性;与传统多项式方法对比,揭示此方法的高效性。通过试验研究自由锚杆导波传播特性,测得导波群速度值,与理论结果进行比较。结果表明:自由锚杆L(0,3)-L(0,10)模态下的衰减最小值和群速度最大值均随模态阶数增大而增大,且衰减最小值与群速度最大值在同一频率处。导波衰减值与回波振幅之间存在对应关系,衰减值越小,端面回波幅值越大。 展开更多

关键词 自由锚杆 纵向超声导波 勒让德多项式方法 群速度 衰减

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压电圆盘的轴对称振动:改进的双勒让德多项式方法

12

作者 周红梅 韩康乐 +3 位作者 禹建功 张会端 王现辉 张小明 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第21期169-175,共7页

压电陶瓷的力电耦合特性使其广泛应用于结构的形状控制、振动和噪声控制以及结构损伤监测等诸多领域。双勒让德多项式法通过在本构方程中添加两个方向上的矩形窗函数而自动满足压电结构的边界条件,成功应用于压电圆盘的振动特性研究。... 压电陶瓷的力电耦合特性使其广泛应用于结构的形状控制、振动和噪声控制以及结构损伤监测等诸多领域。双勒让德多项式法通过在本构方程中添加两个方向上的矩形窗函数而自动满足压电结构的边界条件,成功应用于压电圆盘的振动特性研究。但该方法在求解高阶模态时面临大量的数值积分计算,时间成本剧增。该文章在传统双勒让德多项式法振动分析基础上,利用勒让德多项式性质推导了其中积分的解析表达式,使得计算效率提高90%以上。并通过与已有文献结果比对验证了该方法的正确性。最后分析了压电圆盘固有频率与径厚比的关系,结果显示频率半径积随着径厚比增大趋于稳定,且低阶更快达到稳定值。 展开更多

关键词 压电圆盘 轴对称振动 双勒让德多项式 解析积分法

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压电半导体板超声导波特性研究

13

作者 张小明 陈滔 +1 位作者 周红梅 禹建功 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第1期95-101,共7页

利用解析Legendre多项式方法研究压电半导体板中的超声导波特性,该方法将传统Legendre多项式法计算波动力学问题时存在的大量数值积分转换为解析积分计算,克服了传统方法计算量大、计算耗时的问题。导出不同电学边界下的压电半导体板耦... 利用解析Legendre多项式方法研究压电半导体板中的超声导波特性,该方法将传统Legendre多项式法计算波动力学问题时存在的大量数值积分转换为解析积分计算,克服了传统方法计算量大、计算耗时的问题。导出不同电学边界下的压电半导体板耦合波动方程,利用解析Legendre多项式法将耦合波动方程转换为以波数为特征值的特征计算问题,得到超声导波频散关系。计算压电半导体板SH波频谱,并与文献结果对比验证所提方法的正确性。研究压电半导体板Lamb波的相速度频散、衰减和应力分布,分析电学边界条件和稳态载流子浓度对相速度频散和衰减的影响及稳态载流子浓度对应力分布的影响。数值结果表明:电学边界条件和稳态载流子浓度对压电半导体板Lamb波相速度和衰减有较为显著的影响,调节稳态载流子浓度可以实现超声导波特性的调控。 展开更多

关键词 压电半导体 Legendre多项式法 解析积分 相速度 衰减

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压电功能梯度材料中的SH表面波 被引量：1

14

作者 董小峰 禹建功 丁俊才 《声学技术》 CSCD 2011年第5期387-390,共4页

为了提高声表面波器件的性能,压电功能梯度材料(FGPM)被广泛应用在声表面波(SAW)技术上,因此,压电功能梯度材料中表面波的传播特性研究变得十分重要。研究了压电功能梯度材料中SH(Shear Horizontal)波的传播特性。对于材料特性沿厚度方... 为了提高声表面波器件的性能,压电功能梯度材料(FGPM)被广泛应用在声表面波(SAW)技术上,因此,压电功能梯度材料中表面波的传播特性研究变得十分重要。研究了压电功能梯度材料中SH(Shear Horizontal)波的传播特性。对于材料特性沿厚度方向为线性函数、二次函数和三次函数变化的三种形式,基于压电-弹性理论,得到了横向各向同性压电功能梯度材料半空间中的SH表面波的控制方程,并利用拉盖尔正交多项式法求得了三种不同特性梯度材料中波的频散曲线、质点位移和电势。与已知的结果比较,证明了这种方法的可行性;并且对不同特性梯度材料中波的特性的比较,研究了材料梯度对SH表面波传播特性的影响。 展开更多

关键词 压电材料 功能材料 SH波 正交多项式 频散曲线

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功能梯度压电层/压电半空间结构中Love波的传播:一种改进的拉盖尔多项式方法 被引量：1

15

作者 张朋威 禹建功 +1 位作者 张小明 张博 《声学技术》 CSCD 北大核心 2020年第1期22-27,共6页

使用传统的拉盖尔多项式方法求解层状半空间结构时,存在因层间材料差异所造成的应力、电位移不连续的现象。为了克服此方法的不足,提出了一种改进的拉盖尔多项式方法,研究了功能梯度压电层状半空间中Love波的传播特性。与文献中应用WKB... 使用传统的拉盖尔多项式方法求解层状半空间结构时,存在因层间材料差异所造成的应力、电位移不连续的现象。为了克服此方法的不足,提出了一种改进的拉盖尔多项式方法,研究了功能梯度压电层状半空间中Love波的传播特性。与文献中应用WKB法得到的结果进行对比,验证了该方法的正确性。计算和分析了相应的频散曲线、应力和电位移分布曲线。结果表明:该方法能够避免因层间材料差异所造成的应力、电位移不连续现象的出现;高频Love波的应力和电位移主要分布在功能梯度压电层中速度较低的一侧。该研究为基于Love波传感器的设计与优化奠定了一定的理论基础。 展开更多

关键词 功能梯度材料 拉盖尔多项式 LOVE波 位移分布 应力分布

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一维六方准晶板中Lamb波特性研究

16

作者 李梁娟 张博 +1 位作者 禹建功 张小明 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第6期130-136,共7页

准晶材料结构在制备过程中会出现裂缝、夹杂等缺陷,超声导波具有多模态和频散特性,能够很好识别结构中的微细裂纹等缺陷,但应用超声导波无损检测技术的先决条件是深刻认识结构中导波的传播与衰减特性。基于此,提出一种改进的勒让德多项... 准晶材料结构在制备过程中会出现裂缝、夹杂等缺陷,超声导波具有多模态和频散特性,能够很好识别结构中的微细裂纹等缺陷,但应用超声导波无损检测技术的先决条件是深刻认识结构中导波的传播与衰减特性。基于此,提出一种改进的勒让德多项式级数法,无需迭代便能得到Bak模型和弹性/流体动力学模型下波动力学方程的解析解。计算得到一维六方准晶板中Lamb波的频散曲线、声子和相子场位移分布,研究两种模型下声-相耦合效应对波动特性的影响。结果表明:Bak模型中声-相耦合效应对声子模态有微弱影响,对相子模态有显著影响;弹性/流体动力学模型中声-相耦合效应对不传播的相子模态有显著影响,对声子模态没有影响。所得结果为一维六方准晶板的导波无损检测提供了一定的理论基础。 展开更多

关键词 准晶 LAMB波 声-相耦合效应 频散曲线 位移分布

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煤矿瓦斯抽采顺层钻孔偏斜规律试验研究 被引量：22

17

作者 许彦鹏 樊阳洋 +1 位作者 禹建功 翟新献 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第6期1-7,共7页

针对煤矿瓦斯抽采顺层钻孔偏斜问题,通过现场试验,利用测斜仪器对钻孔轨迹基本参数进行测量,采用均角全距法对钻孔偏移量进行计算,研究了顺层钻孔偏斜的一般规律,结合现场施工情况,分析了钻孔偏斜原因。结果表明:顺层钻孔轨迹普遍呈现... 针对煤矿瓦斯抽采顺层钻孔偏斜问题,通过现场试验,利用测斜仪器对钻孔轨迹基本参数进行测量,采用均角全距法对钻孔偏移量进行计算,研究了顺层钻孔偏斜的一般规律,结合现场施工情况,分析了钻孔偏斜原因。结果表明:顺层钻孔轨迹普遍呈现上偏的趋势;以20 m为一个考察区间,钻孔倾角最大变化率位于>40~60 m区间内;技术因素、地质因素和人为因素是导致钻孔偏斜的主要因素。研究结果为预防钻孔偏斜以及进一步研究顺层钻孔保直防斜技术提供科学依据。 展开更多

关键词 煤矿 瓦斯抽采 顺层钻孔 偏斜规律

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