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基于平面声源的三层有源隔声结构物理机制研究

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声学学报 2013年第5期38卷 597-606页

作者：马玺越陈克安丁少虎玉昊昕陈珏西北工业大学航海学院环境工程系西安710072

次级源为平面声源的三层有源隔声结构,深入理解有源隔声的物理机理有助于挖掘降噪潜力及实现系统优化设计。首先对三层有源隔声结构建模并求解系统的振动响应。然后,对控制前三层结构中声能量的传输规律进行深入分析。最后,在辐射板声... 详细信息

次级源为平面声源的三层有源隔声结构,深入理解有源隔声的物理机理有助于挖掘降噪潜力及实现系统优化设计。首先对三层有源隔声结构建模并求解系统的振动响应。然后,对控制前三层结构中声能量的传输规律进行深入分析。最后,在辐射板声功率最小条件下,通过分析控制前后声能量传输特性的变化阐述了隔声的物理机理。结果表明,声能量在三层结构中传输形成四个等效的传输通道,中间板与两腔的作用类似带通滤波器,不同的传输通道具有相似的带通特性。有源隔声机理在于,通过控制抑制了通带内的能量传输,显著提高了三层结构整体的隔声性能,从而有效阻止了声波的向后传播。

关键词：隔声结构平面声源有源物理机制传输规律三层结构分析控制物理机理

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三层平板结构声能流计算及传输规律

声学学报 2013年第6期38卷 733-742页

作者：马玺越陈克安丁少虎玉昊昕陈珏西北工业大学航海学院环境工程系西安710072

为了理解多层有源隔声结构的物理机理,同时优化被动隔声结构,需深入分析三层结构中声能量的传输规律。首先对三层板腔结构建模并求解系统的振动响应,然后用数值方法求解平板向封闭空间辐射声的声传输阻抗,并计算各层结构的辐射声功率。... 详细信息

为了理解多层有源隔声结构的物理机理,同时优化被动隔声结构,需深入分析三层结构中声能量的传输规律。首先对三层板腔结构建模并求解系统的振动响应,然后用数值方法求解平板向封闭空间辐射声的声传输阻抗,并计算各层结构的辐射声功率。最后,通过分析各子系统所占的能量及各层结构四类模态组辐射声功率的变化获得声能量的传输规律。结果表明,按模态类型的不同,能量传输可等效认为存在四个传输通道,各通道的能量传输具有相似的带通特性,其成因在于不同的平板与空腔模态对的耦合强弱不同。

关键词：传输规律平板结构计算声能流辐射声功率三层结构隔声结构传输通道

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复杂结构冲击声合成及实验验证

物理学报 2014年第22期63卷 217-223页

作者：张冰瑞陈克安丁少虎西北工业大学航海学院环境工程系西安710072

以复杂结构受击振动响应的时域计算为目的,讨论了结构阻尼的计算方法,给出一种用于冲击声合成的综合数值方法,并进行了实验验证.首先,考虑到阻尼是影响瞬态振动时变特性的重要因素,详细讨论了两种模态阻尼的计算方法;其次,对阻尼板的受... 详细信息

以复杂结构受击振动响应的时域计算为目的,讨论了结构阻尼的计算方法,给出一种用于冲击声合成的综合数值方法,并进行了实验验证.首先,考虑到阻尼是影响瞬态振动时变特性的重要因素,详细讨论了两种模态阻尼的计算方法;其次,对阻尼板的受击振动和声辐射进行了时域仿真,并与时域有限差分法的计算结果进行对比,显示出两种声音合成方法的计算结果具有高度的一致性;最后,针对有限长圆柱壳的受击振动,将合成声与实验录音进行了对比研究.结果表明,合成声与实际录音的时域包络、频谱结构以及衰减趋势基本一致,证明了采用数值方法进行冲击声合成的有效性.

关键词：声音合成模态阻尼冲击声数值方法

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水下圆柱壳低频声辐射特性及有源控制

振动与冲击 2015年第20期34卷 185-190页

作者：丁少虎陈克安李双西北工业大学航海学院西安710072 北方民族大学机电工程学院银川750021 苏州大学城市轨道交通学院江苏苏州215006

利用振动模态及声辐射模态分析水下有限长圆柱壳低频模态辐射特性。计算各阶周向振动模态对辐射声功率贡献;将各阶周向模态下轴向振动模态分为奇、偶模态组,分析低频范围内振动模态组与声辐射模态对应关系;以主导声辐射模态声功率为目... 详细信息

利用振动模态及声辐射模态分析水下有限长圆柱壳低频模态辐射特性。计算各阶周向振动模态对辐射声功率贡献;将各阶周向模态下轴向振动模态分为奇、偶模态组,分析低频范围内振动模态组与声辐射模态对应关系;以主导声辐射模态声功率为目标函数对水下有限长圆柱壳低频声辐射进行有源控制。结果表明,低频范围内水下简支圆柱壳受径向点力激励时,仅前几阶周向振动模态对辐射声功率有贡献;同一周向振动模态下轴向为奇(偶)振动模态组产生的声功率与具有相同周向阶数而轴向为偶(奇)声辐射模态产生的声功率对应。通过控制前几阶主导声辐射模态即可完成对水下有限长壳体低频辐射噪声抑制。

关键词：水下圆柱壳振动模态声辐射模态有源控制

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压电换能器性能参数与预应力关系的实验研究

压电与声光 2008年第1期30卷 100-101,105页

作者：李军贺西平丁少虎陕西师范大学应用声学研究所陕西西安710062

研究了换能器性能参数与预应力的关系。测得了不同预应力下压电换能器的共振频率、反共振频率及等效电路参数,得出了这些参数值随预应力变化的规律,即随着预应力的增加,共振频率、反共振频率、静态电容和动态电容随之增大,当预应力达到... 详细信息

研究了换能器性能参数与预应力的关系。测得了不同预应力下压电换能器的共振频率、反共振频率及等效电路参数,得出了这些参数值随预应力变化的规律,即随着预应力的增加,共振频率、反共振频率、静态电容和动态电容随之增大,当预应力达到一定值后不再随预应力变化而趋于稳定值;动态电感几乎不随预应力的变化而变化,始终保持为一定值。

关键词：预应力压电换能器性能参数

基于平面声源的三层有源隔声结构次级源最优布放

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西北工业大学学报 2013年第3期31卷 386-391页

作者：马玺越陈克安丁少虎西北工业大学航海学院陕西西安710072

三层有源隔声结构中次级平面声源的布放影响系统的隔声性能,平面声源位置的优化需重点研究。应用遗传算法在宽频带内对三层结构中平面声源的位置进行优化设计。首先对三层板腔结构建模并求解振动响应,然后分别以被动隔声、有源降噪及系... 详细信息

三层有源隔声结构中次级平面声源的布放影响系统的隔声性能,平面声源位置的优化需重点研究。应用遗传算法在宽频带内对三层结构中平面声源的位置进行优化设计。首先对三层板腔结构建模并求解振动响应,然后分别以被动隔声、有源降噪及系统总隔声性能为依据,构建宽频带优化函数;最后通过迭代计算获得最优的布放位置。结果表明,对于被动隔声最优的平面声源布放位置应位于双层结构的中间;而对有源降噪,次级声源应尽量靠近入射板布放。对于系统总的隔声性能,最优的布放位置应在上述两者之间取折中。

关键词：三层有源隔声结构平面声源最优布放遗传算法

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阻尼受击板的时域建模及声音合成

声学学报 2014年第1期39卷 75-84页

作者：张冰瑞陈克安马玺越丁少虎西北工业大学航海学院环境工程系西安710072

为满足声源辨识中对合成冲击声的迫切需求,建立了球-板撞击的时域模型,提出一种时域快速求解方法,并进行了实验验证.首先给出一种将时域有限差分法(FDTD)和模态展开法(MEM)相结合的时域混合方法,求解板的振动方程,并解决了混合方法中ME... 详细信息

为满足声源辨识中对合成冲击声的迫切需求,建立了球-板撞击的时域模型,提出一种时域快速求解方法,并进行了实验验证.首先给出一种将时域有限差分法(FDTD)和模态展开法(MEM)相结合的时域混合方法,求解板的振动方程,并解决了混合方法中MEM的模态截断和初值问题,及两种方法中阻尼的一致性问题;随后,给出了简支矩形板的冲击声计算结果,通过与FDTD方法的运算量进行对比,验证了混合方法的高效性;最后,针对自由边界下的L形板进行了实验验证.结果表明,与传统FDTD方法相比,时域混合方法在保证合成冲击声精度的前提下可将计算效率提高100至1200倍。

关键词：简支矩形板时域建模声音合成阻尼 FDTD方法时域有限差分法模态展开法混合方法

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小功率弯振换能器的理论及实验研究

小功率弯振换能器的理论及实验研究

作者：丁少虎陕西师范大学

学位级别：硕士

在空气中产生和传播超声,主要的问题是空气介质的低声阻抗和高介质吸收。由于固体和气体的声阻抗相差甚远,因而存在严重的阻抗失配问题。为了获得有效的声波辐射,需要在辐射器和空气介质之间进行良好的阻抗匹配。由于声波频率的提高,空... 详细信息

在空气中产生和传播超声,主要的问题是空气介质的低声阻抗和高介质吸收。由于固体和气体的声阻抗相差甚远,因而存在严重的阻抗失配问题。为了获得有效的声波辐射,需要在辐射器和空气介质之间进行良好的阻抗匹配。由于声波频率的提高,空气中超声的吸收随之增大,导致超声的可探测到达距离受到影响。为了获得长距离的传播,辐射器必须有高的效率和指向性,一般换能器为实现低频段良好响应往往要以增加换能器的尺度为代价。弯曲振动换能器可以在不增加换能器尺度下达到低频段较好的响应,弯曲振动是压电体振动的一大类,人们采用压电振子做成弯曲振动,已获得体积小、频率低的器件。产生弯曲振动的一种方式是利用压电陶瓷片或压电陶瓷片与金属片组成的复合双迭片和三迭片,其中包括圆形叠片结构和矩形结构。金属片和压电陶瓷片构成的弯曲振动压电陶瓷换能器具有谐振阻抗低、易于匹配外部电路、易于施加阻尼、结构简单和性能稳定的优点。当工作在低频时,它的几何尺寸较小,是一种理想的低频谐振声源,而且能够在同一几何尺寸下,产生比纵向、厚度及径向振动频率低得多的共振频率。为了与空气的声阻抗相匹配,将压电陶瓷片与金属片粘合在一起。压电陶瓷片作为激励部件,当加上电压时,压电陶瓷片产生伸张运动,可使复合圆片产生弯曲振动,得到较大的振幅。金属薄片还可以充当保护膜,起到保护压电陶瓷和电极,防止磨损和碰坏的作用,常用作空气超声换能器和水声换能器,如声压梯度水听器、声发射传感器、超声测距换能器等。在生产和工程技术测量等应用中,压电陶瓷和金属双迭片弯曲振动换能器得到了广泛的应用,对于其振动模态,已经有相应的数学模型和理论来描述,但是对于其具体器件的振动模态以及速度位移等值的测量观测,却很少有人涉及。而且目前对压电陶瓷和金属片组成的压电振子的研究,大多都忽略了压电陶瓷片和金属片之间的耦合效应。本文在考虑陶瓷片和金属片相互耦合的基础上,从压电方程和弹性力学的运动方程出发,基于薄板弯曲振动理论,对金属片和压电陶瓷片构成的双迭片复合弯振换能器进行了理论研究和实验测试。主要做了以下工作: ①从压电方程和弹性力学的运动方程出发,推导出简支、固支、自由边界条件下的复合压电振子的严格谐振频率方程,并利用实验验证理论的正确性。 ②利用编程软件,计算谐振频率和有效机电耦合系数与压电陶瓷片及金属片的半径和厚度的关系,进行优化分析,找出在特定频率下,有效机电耦合系数最高时的尺寸关系。 ③利用Ansys软件对不同边界条件下复合压电振子进行有限元模态分析,提取模型的位移振动曲线,与实验测得曲线比较。 ④根据理论分析,自制复合压电振子,进行频率测试,并采用激光测振仪对换能器的振动位移进行了测量和分析。

关键词：双迭片弯曲振动弯振换能器

基于“两性一度”标准的一流实践课程建设——以机器人拆装实训为例

同方学位论文库评论

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中国科技经济新闻数据库教育 2023年第12期 23-26页

作者：张春涛穆春阳丁少虎巩鑫北方民族大学宁夏银川750021

基于“两性一度”金课标准建设背景下,针对机器人拆装实训课程教学中存在的问题,提出具体的“金课”建设思路。构建多层次内容重构,多维度教学资源融合,多阶递进式的教学过程,开展全程式思政融入以及全程式目标考核,形成以价值引领、产... 详细信息

基于“两性一度”金课标准建设背景下,针对机器人拆装实训课程教学中存在的问题,提出具体的“金课”建设思路。构建多层次内容重构,多维度教学资源融合,多阶递进式的教学过程,开展全程式思政融入以及全程式目标考核,形成以价值引领、产教融合、任务驱动的机器人拆装实训课程体系。通过机械电子工程专业(机器人工程方向)学生的课程教学实践,有助于提升学生对解决机器人复杂工程问题的能力,并充分锻炼学生的创新能力。

关键词：金课建设两性一度实践课程实训设计