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内嵌异质声学黑洞阵列板结构的阻尼演化机制研究

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Acta Mechanica Sinica 2023年第3期39卷 153-167页

作者：鲍岳刘献栋姚政成张悦单颖春何田 School of Transportation Science and Engineering Beihang UniversityBeijing100191China

声学黑洞是一种有效的被动减振结构.这种结构的特点在于可以俘获结构中的弯曲波形成高能量密度区域,从而通过附加阻尼材料来实现高效率的振动能量耗散.基于这种声学黑洞效应,本文通过有限元仿真与实验探究了单个声学黑洞与声学黑洞阵列... 详细信息

声学黑洞是一种有效的被动减振结构.这种结构的特点在于可以俘获结构中的弯曲波形成高能量密度区域,从而通过附加阻尼材料来实现高效率的振动能量耗散.基于这种声学黑洞效应,本文通过有限元仿真与实验探究了单个声学黑洞与声学黑洞阵列的动力学性能.研究发现,声学黑洞阵列可以有效地提高整体板结构的模态密度和模态损耗因子,从而在较宽的频率范围下实现更好的减振性能.为了进一步揭示声学黑洞结构的阻尼损耗机理,建立了声学黑洞与阻尼材料的耦合模型并进行了参数化讨论.结果表明,系统的模态损耗因子不仅与阻尼材料的性能有关,而且还取决于阻尼材料所覆盖的结构模态动能的大小.同时,模态密度则由结构的几何尺寸决定.此外,本文对声学黑洞阵列中不同单元的作用也进行了探讨,并分析了不同类型声学黑洞阵列结构的动力学性能.结果表明,异质声学黑洞阵列比传统的均匀阵列在宽频范围内具有更稳定的动力学性能.这些研究有利于声学黑洞阵列在减振降噪方面的实际工程应用.

关键词： Acoustic black hole Modal analysis ABH array Damping Vibration reduction

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复杂接触运动下非线性摩擦力的求解

润滑与密封 2006年第3期31卷 73-77页

作者：单颖春朱梓根北京航空航天大学北京100083

提出了复杂接触运动下求解接触非线性摩擦力的数值轨迹跟踪方法,利用该方法对几种复杂接触运动下的非线性摩擦力进行了计算。计算结果表明:数值方法在分析二维接触椭圆运动时可以得到更准确的结果;计算接触面摩擦力时不能忽略法向运动... 详细信息

提出了复杂接触运动下求解接触非线性摩擦力的数值轨迹跟踪方法,利用该方法对几种复杂接触运动下的非线性摩擦力进行了计算。计算结果表明:数值方法在分析二维接触椭圆运动时可以得到更准确的结果;计算接触面摩擦力时不能忽略法向运动与切向运动之间的相位差,该相位差对接触状态的转变、摩擦力的大小以及迟滞回线的形状都有很大的影响;对于接触面的三维运动,必须同时考虑法向运动与接触面内两个方向切向运动之间的耦合;数值轨迹跟踪方法可以方便地求解一维、二维以及三维接触运动下的非线性摩擦力,为求解带干摩擦阻尼结构的动态响应提供了一种实用算法。

关键词：干摩擦接触运动非线性摩擦力

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声学黑洞能量汇聚效应及阻尼耗能机理研究

汽车技术 2022年第5期 1-10页

作者：鲍岳刘献栋梁浩鸣单颖春何田北京航空航天大学北京100191

建立了内嵌单个声学黑洞板结构与阻尼的有限元模型,通过功率流和波数域法分析了板内弯曲波的全频带能量分布特性,并进一步研究了板内嵌有声学黑洞阵列结构的能量汇聚效应,探究了不同激励频率下声学黑洞阵列与阻尼的耦合作用机理。结果表... 详细信息

建立了内嵌单个声学黑洞板结构与阻尼的有限元模型,通过功率流和波数域法分析了板内弯曲波的全频带能量分布特性,并进一步研究了板内嵌有声学黑洞阵列结构的能量汇聚效应,探究了不同激励频率下声学黑洞阵列与阻尼的耦合作用机理。结果表明,相比于普通薄板,带有阻尼的声学黑洞阵列结构能够显著改善结构振动及向外的辐射噪声,声辐射降低量最大可以达到10 d B,在结构的减振降噪与轻量化方面具有应用潜力。

关键词：声学黑洞宽频功率流波数域阻尼

板结构中声学黑洞参数优化及其阵列的能量汇集效应分析

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噪声与振动控制 2022年第1期42卷 1-7,27页

作者：梁浩鸣高康刘献栋鲍岳单颖春何田北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191

声学黑洞结构是一种可实现板内弯曲波操控和振动能量汇聚的新结构,在振动和噪声控制领域具有应用前景,因此对内嵌于板结构的二维声学黑洞及其阵列的动力学特性和设计方法进行研究十分必要。首先给出描述声学黑洞汇集效果的定量参数,然... 详细信息

声学黑洞结构是一种可实现板内弯曲波操控和振动能量汇聚的新结构,在振动和噪声控制领域具有应用前景,因此对内嵌于板结构的二维声学黑洞及其阵列的动力学特性和设计方法进行研究十分必要。首先给出描述声学黑洞汇集效果的定量参数,然后通过正交试验得出内嵌于板结构的单二维声学黑洞几何参数在一定范围内的最优值;最后,基于这些参数设计声学黑洞并组成包含两声学黑洞的阵列,在频域内研究板结构具有不同排布方式声学黑洞阵列时的能量汇集效应。结果表明,在一定频带范围内两个声学黑洞组成的阵列的能量汇聚效应比单声学黑洞更为明显,且横向排列的声学黑洞阵列结构具有更好的能量汇聚效果。对于声学黑洞阵列和阻尼减振的设计具有一定参考价值。

关键词：声学声学黑洞声学黑洞阵列正交试验能量汇聚

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基于近场声全息的车内噪声贡献量

吉林大学学报（工学版） 2010年第3期40卷 666-671页

作者：邓江华刘献栋单颖春北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100083

在声场的声源信息未知的情况下,基于近场声全息技术提出了一种对汽车车内声场进行声源识别、声场预测及声学贡献分析的方法。因为汽车车内噪声等不满足自由声场的情况,分析了存在反射情况的声场预测方法。最后,通过算例对反射声场中声... 详细信息

在声场的声源信息未知的情况下,基于近场声全息技术提出了一种对汽车车内声场进行声源识别、声场预测及声学贡献分析的方法。因为汽车车内噪声等不满足自由声场的情况,分析了存在反射情况的声场预测方法。最后,通过算例对反射声场中声源识别、声场重建及声学贡献进行了研究,取得了满意的结果。研究表明,将近场声全息技术用于声贡献量分析相对于传统方法有明显优势。

关键词：车辆工程声学近场声全息声源识别声场预测声贡献量分析

某带凸肩发动机风扇叶片非线性响应及断裂故障分析

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振动与冲击 2007年第1期26卷 95-99页

作者：单颖春朱梓根刘献栋北京航空航天大学汽车工程系北京100083 北京航空航天大学能源与动力学院北京100083

本文针对某带凸肩发动机风扇叶片,以求解非线性摩擦力的时域跟踪法及求解叶片非线性响应的时域转换方法为基本算法,在考虑凸肩接触面三维运动的情况下,对叶片的非线性响应进行了计算。在分析叶片一阶弯曲振动的基础上对接触面刚度进行... 详细信息

本文针对某带凸肩发动机风扇叶片,以求解非线性摩擦力的时域跟踪法及求解叶片非线性响应的时域转换方法为基本算法,在考虑凸肩接触面三维运动的情况下,对叶片的非线性响应进行了计算。在分析叶片一阶弯曲振动的基础上对接触面刚度进行了估计,并进一步对该叶片高阶故障振型的振动特点进行了分析,讨论了其故障原因并初步提出排除故障的几种思路。

关键词：叶片干摩擦故障诊断非线性振动

基于试验场实测应变的车辆下摆臂疲劳寿命分析

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农业机械学报 2009年第5期40卷 34-38页

作者：刘献栋曾小芳单颖春北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191

在海南汽车试验场强化路面环境下对某轿车下摆臂应变模拟控制点的应变进行测定,得到其应变时间历程,并进行了频谱分析。讨论了在动态环境下准静态方法的使用条件。结合有限元静力分析结果通过准静态法获得危险点的应力时间历程,利用名... 详细信息

在海南汽车试验场强化路面环境下对某轿车下摆臂应变模拟控制点的应变进行测定,得到其应变时间历程,并进行了频谱分析。讨论了在动态环境下准静态方法的使用条件。结合有限元静力分析结果通过准静态法获得危险点的应力时间历程,利用名义应力法对下摆臂疲劳寿命进行了计算和分析。在此基础上,研究了应变模拟控制点的选取、平均应力修正算法对计算结果的影响,所得结论有助于应变模拟控制点的合理选取,并对提高疲劳寿命估算的准确度有参考价值。

关键词：车辆下摆臂准静态法疲劳寿命

凸肩结构对叶片的干摩擦减振研究——规律分析

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航空动力学报 2006年第1期21卷 174-180页

作者：单颖春朱梓根刘献栋北京航空航天大学汽车工程系北京100083 北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100083

针对带凸肩的平板叶片,对凸肩阻尼结构的减振规律进行了系统的研究。获得了凸肩接触面初始正压力、接触角度、接触刚度、摩擦系数等多种参数对叶片非线性响应的影响规律。此外,研究了某航空发动机带凸肩风扇叶片的振动响应,分析了凸肩... 详细信息

针对带凸肩的平板叶片,对凸肩阻尼结构的减振规律进行了系统的研究。获得了凸肩接触面初始正压力、接触角度、接触刚度、摩擦系数等多种参数对叶片非线性响应的影响规律。此外,研究了某航空发动机带凸肩风扇叶片的振动响应,分析了凸肩结构对其一阶弯曲振型及某高阶振型的减振效果,确定了该叶片发生疲劳断裂的原因。本文工作对带凸肩结构叶片的设计、排故具有指导意义。

关键词：航空航天推进系统干摩擦凸肩非线性振动叶片

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涡轮增压器转子的振动分析及故障诊断

振动与冲击 2005年第2期24卷 106-110页

作者：孙红春张洪亭单颖春东北大学机械工程学院沈阳110004 北京航空航天大学汽车工程系

涡轮增压器转子正常工作时转速可达十几万转,由于经常发生转子碰磨故障,危害严重。针对这一问题,对该转子进行了振动测试,并对测量信号应用HP3567A进行了频谱分析。确定了该转子正常运转时的振动特点,找出其发生碰磨故障的主要原因,为... 详细信息

涡轮增压器转子正常工作时转速可达十几万转,由于经常发生转子碰磨故障,危害严重。针对这一问题,对该转子进行了振动测试,并对测量信号应用HP3567A进行了频谱分析。确定了该转子正常运转时的振动特点,找出其发生碰磨故障的主要原因,为产品的排故、改造提供了依据。

关键词：振动测试频谱分析故障诊断