本文關(guān)鍵詞：強(qiáng)超聲脈沖激勵(lì)下板非線性振動(dòng)現(xiàn)象的電子電路模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《南京大學(xué)》 2012年

強(qiáng)超聲脈沖激勵(lì)下板非線性振動(dòng)現(xiàn)象的電子電路模擬

李鵬  

【摘要】：電路系統(tǒng)和振動(dòng)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)雖屬于不同的領(lǐng)域,但在數(shù)學(xué)上往往歸結(jié)為相同形式的微分方程。振動(dòng)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)可以通過簡(jiǎn)單低廉的電路分析,直觀地、迅速地分析出系統(tǒng)的工作狀態(tài)和特點(diǎn),而不必求解復(fù)雜的微分方程。本文主要致力于強(qiáng)超聲脈沖激勵(lì)下板非線性振動(dòng)現(xiàn)象的電子電路模擬的研究,通過電路仿真得到板的超諧波、次諧波和混沌等非線性振動(dòng)現(xiàn)象。 本文研究工作的基礎(chǔ)是超聲紅外熱像技術(shù),在第一章中簡(jiǎn)單介紹了該技術(shù)的背景和原理,以及超聲紅外熱像技術(shù)檢測(cè)板試樣時(shí)產(chǎn)生非線性振動(dòng)現(xiàn)象的研究意義和存在的問題。此外,概述了電路系統(tǒng)在振動(dòng)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用以及本文研究電路系統(tǒng)仿真振動(dòng)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的目的和優(yōu)點(diǎn)。 在第二章中,簡(jiǎn)要分析了板的非線性振動(dòng)理論、板的單自由度近似方法及碰撞接觸力模型。在此基礎(chǔ)上,系統(tǒng)研究了兩自由度的碰撞-振動(dòng)機(jī)械模型的理論。在模型中,超聲換能器變幅桿與板分別簡(jiǎn)化為碰撞振子Mh和Mp,并用彈簧阻尼接觸力模型模擬變幅桿與板之間的接觸碰撞相互作用過程,得到了相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)方程。 在第三章中,根據(jù)電路系統(tǒng)與振動(dòng)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)運(yùn)行原理的相似性,本文提出了由基本電路組成的電子電路系統(tǒng)來模擬上述振動(dòng)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng),并逐個(gè)分析了電路系統(tǒng)中基本運(yùn)算電路的特性,最終建立了完整的研究強(qiáng)超聲脈沖激勵(lì)下板非線性振動(dòng)現(xiàn)象的電子電路系統(tǒng)。 在第四章中,通過選擇合理的參數(shù),進(jìn)行波形的時(shí)間序列和頻譜分析,可以得到強(qiáng)超聲脈沖激勵(lì)下板非線性振動(dòng)的超諧波、次諧波及混沌等現(xiàn)象。由于所有數(shù)據(jù)均通過電路中模擬電壓波形來表示,仿真數(shù)據(jù)的計(jì)算以及采集更為簡(jiǎn)單快速。電路仿真結(jié)果表明,對(duì)于超諧波,變幅桿與板周期性的接觸碰撞作用是產(chǎn)生超諧波的主要原因,并且相鄰接觸碰撞時(shí)間間隔等于激勵(lì)周期。次諧波產(chǎn)生的主要原因是在接觸碰撞振動(dòng)的過程中換能器變幅桿與板之間的間歇性接觸力脈沖,不同的彈跳碰撞周期導(dǎo)致板出現(xiàn)不同分頻比的次諧波振動(dòng)現(xiàn)象。而板的混沌振動(dòng)是由變幅桿和板之間不穩(wěn)定且無規(guī)律的接觸力作用引起的。在仿真模擬中將計(jì)算參數(shù)連續(xù)變化時(shí),對(duì)金屬板的速度頻譜響應(yīng)進(jìn)行了分析,可以看到超諧波、次諧波以及混沌等在參數(shù)變化時(shí)出現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象。 最后對(duì)全文的研究工作進(jìn)行了總結(jié)。 在附錄中,給出在研究生學(xué)習(xí)期間,對(duì)基于熱傳導(dǎo)理論而建立的激光輻照無限長(zhǎng)移動(dòng)平板的三維模型的研究工作,并采用有限元方法數(shù)值計(jì)算了平板表面瞬態(tài)溫度場(chǎng)分布,得到了研究的初步結(jié)果。其中,在研究移動(dòng)平板上下表面瞬態(tài)溫度場(chǎng)的基礎(chǔ)上,考慮板材料的熱物理參數(shù)依賴于溫度、板表面的熱輻射及對(duì)流等因素,計(jì)算了上述因素及移動(dòng)速度對(duì)溫度場(chǎng)的影響,并進(jìn)一步討論了激光半徑對(duì)溫度場(chǎng)的影響。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：O322
【目錄】：

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 呂樂豐;軸向行進(jìn)弦及索的非線性振動(dòng)和穩(wěn)定性分析[D];大連理工大學(xué);2010年

2 王威;汽車整車與轉(zhuǎn)向系非線性動(dòng)力學(xué)特性及控制仿真研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

3 王威;汽車整車與轉(zhuǎn)向系非線性動(dòng)力學(xué)特性及控制仿真研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

4 杜國(guó)君;圓薄板和夾層圓板非線性振動(dòng)研究[D];燕山大學(xué);2004年

5 劉巍;超磁致伸縮薄膜的磁機(jī)耦合特性及其在泳動(dòng)機(jī)器人中的應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2007年

6 周明剛;鼓式制動(dòng)器低頻振動(dòng)理論與特性研究[D];華中科技大學(xué);2006年

7 杜秋華;球軸承振動(dòng)的非線性模型及信號(hào)分析方法研究[D];華中科技大學(xué);2007年

8 周春良;船舶軸系振動(dòng)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2006年

9 黃建亮;軸向運(yùn)動(dòng)體系的非線性振動(dòng)研究[D];中山大學(xué);2004年

10 陳炎;壓電矩形板非線性靜動(dòng)態(tài)力學(xué)特性研究[D];南京航空航天大學(xué);2006年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李鵬;強(qiáng)超聲脈沖激勵(lì)下板非線性振動(dòng)現(xiàn)象的電子電路模擬[D];南京大學(xué);2012年

2 高玉竹;電磁式防振錘原理的增量諧波平衡法分析與研究[D];廣西大學(xué);2008年

3 王劍越;鋼筋混凝土梁基于非線性振動(dòng)特征的損傷識(shí)別研究[D];重慶大學(xué);2010年

4 吳敬偉;接觸條件下的非線性振動(dòng)研究[D];西安理工大學(xué);2010年

5 劉金花;傳動(dòng)帶系統(tǒng)非線性振動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2012年

6 楊冰;模擬運(yùn)輸振動(dòng)工況下瓦楞紙箱動(dòng)態(tài)性能的研究[D];江南大學(xué);2008年

7 宋作軍;四輪轉(zhuǎn)向汽車的操縱穩(wěn)定性研究[D];天津大學(xué);2007年

8 趙冉;汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)油膜振蕩的非線性特性研究[D];華北電力大學(xué)（河北）;2009年

9 劉國(guó)英;殼液耦合系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)重力波現(xiàn)象的研究[D];天津大學(xué);2005年

10 王霞;斜拉橋拉索系統(tǒng)風(fēng)致振動(dòng)的研究[D];天津大學(xué);2005年

  本文關(guān)鍵詞：強(qiáng)超聲脈沖激勵(lì)下板非線性振動(dòng)現(xiàn)象的電子電路模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：95330