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岩石力学与工程学报 2024年第S1期43卷 3543-3556页

作者：关伟吴红刚刘旭马至刚冯康贵州大学国土资源部喀斯特环境与地质灾害重点实验室贵州贵阳550025 中铁西北科学研究院有限公司甘肃兰州730070 贵州大学资源与环境工程学院贵州贵阳550025 西南科技大学土木工程与建筑学院四川绵阳621000

为了深入研究一种螺杆桩+水泥土挤密桩新型长短桩复合地基在长期列车荷载作用下的动力特性与变形特征,开展长短桩复合地基室内动力模型试验,分析振动响应信号的时频域特征、子频带能量分布以及能量衰减规律,揭示长短桩复合地基振动能量... 详细信息

为了深入研究一种螺杆桩+水泥土挤密桩新型长短桩复合地基在长期列车荷载作用下的动力特性与变形特征,开展长短桩复合地基室内动力模型试验,分析振动响应信号的时频域特征、子频带能量分布以及能量衰减规律,揭示长短桩复合地基振动能量的空间传递特征。基于小波包能量分析的方法,建立一种复合地基易损性判别指标ΔERMS,并通过桩体动应变响应及桩间土体位移响应对ΔERMS指标的易损性识别效果进行评价。结果表明:(1)螺杆桩+水泥土挤密桩长短桩复合地基振动信号的频率主要分布在0~25Hz范围,引起峰值振动响应的特征频率主要集中在列车自振频率附近。(2)振动波沿桩间土体介质传播过程中一部分高频被过滤掉,低频部分继续传播,在距离地基表层较远处振动能量主要集中在低频。(3)桩体及桩间土体振动能量在地基浅层衰减速率较快,但随着地基深度增加,振动能量衰减速率逐渐变缓。(4)ΔERMS指标值对桩体的易损性具有良好的判识效果,长桩及短桩中间部位易损性程度最大,属抗振薄弱部位;(5)桩间土体位移随振次增大呈现渐进式增长的趋势。ΔERMS指标值无法对土体的损伤变形程度进行有效的判别。研究成果对于长短桩复合地基在列车荷载下的工程设计具有一定参考意义。

关键词：桩基础长短桩复合地基小波包变换振动能量传递易损性

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超快二维红外光谱用于研究单体水分子中的直接振动能量传递

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Chinese Journal of Chemical Physics 2017年第6期30卷 619-625,I0001页

作者：周德霞魏千顺边红涛郑俊荣陕西师范大学化学化工学院应用表面与胶体化学教育部重点实验室西安710119 北京大学化学与分子工程学院北京分子科学国家实验室北京100871

本文利用二维红外（2DIR）光谱重新研究了溶解于氘代氯仿溶液中单体水分子的振动弛豫动力学．单体水的OH弯曲振动动力学曲线表现出双指数衰减，其中快组分（n=（1．2±0．1）ps）是由单体水分子在各种振动模式间布居数的快速平衡分布造... 详细信息

本文利用二维红外（2DIR）光谱重新研究了溶解于氘代氯仿溶液中单体水分子的振动弛豫动力学．单体水的OH弯曲振动动力学曲线表现出双指数衰减，其中快组分（n=（1．2±0．1）ps）是由单体水分子在各种振动模式间布居数的快速平衡分布造成的，慢组分（T2=（26．4±0．2）ps）主要是由于0H弯曲振动布居数衰减引起的．单体水OH弯曲振动的重新取向时间常数为t=（1．2±0．1）ps，这一数值比纯水溶液中水分子的旋转动力时间常数要快得多．此外，本文首次观测到了溶解于氘代氯仿中的单体水从OH伸缩到0H弯曲振动模式间直接的振动能量传递，并详细讨论了OH弯曲和伸缩振动模式间的振动耦合及其跃迁偶极矩的的相对取向等影响其分子内振动能量传递的因素．

关键词：振动能量传递受限水超快红外光谱单体水

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不平衡激励作用下周向加肋机匣振动能量传递机理

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航空动力学报 2018年第11期33卷 2583-2592页

作者：马英群张锴王云飞赵巍赵庆军中国科学院工程热物理研究所北京100190 中国科学院大学工程科学学院北京100049 中国科学院工程热物理研究所中国科学院轻型动力重点实验室北京100190

为了研究周向加肋机匣对整机振动的抑制机理,采用有限元法建立了加肋机匣-支承-转子耦合结构,结合振动功率流法分析了在转子不平衡激励作用下周向加肋机匣中的振动能量传递机理。结果表明:机匣周向加肋筋诱导出的能量涡流场能够分流和... 详细信息

为了研究周向加肋机匣对整机振动的抑制机理,采用有限元法建立了加肋机匣-支承-转子耦合结构,结合振动功率流法分析了在转子不平衡激励作用下周向加肋机匣中的振动能量传递机理。结果表明:机匣周向加肋筋诱导出的能量涡流场能够分流和耗散掉部分由转子传递至机匣的振动能量;机匣周向加肋筋改变了振动能量的传递路径,减小了机匣与支板连接处振动能量的回流现象;振动能量传递到机匣周向加肋筋后发生传递波波形的转换,携带大部分振动能量的弯曲波转换为纵波并沿加肋筋周向传递,阻断振动能量沿轴向传递至整机其他部位。研究结果可为航空发动机结构设计以及整机减振提供参考。

关键词：整机减振振动功率流法加肋机匣振动能量传递能量涡流场

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浮筏隔振系统振动能量传递研究

浮筏隔振系统振动能量传递研究

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第十八届船舶水下噪声学术讨论会

作者：邹涛洪明大连理工大学船舶工程学院

浮筏隔振系统是舰船中常见的一种隔振装置。基于振动的传递主要是能量的传递,建立浮筏隔振系统有限元模型,推导功率流与阻尼耗能之间的关系,采用功率流分析了浮筏隔振系统内部振动能量的传递,着重探讨和解释了功率流传递过程中出现负功... 详细信息

浮筏隔振系统是舰船中常见的一种隔振装置。基于振动的传递主要是能量的传递,建立浮筏隔振系统有限元模型,推导功率流与阻尼耗能之间的关系,采用功率流分析了浮筏隔振系统内部振动能量的传递,着重探讨和解释了功率流传递过程中出现负功率流的现象及成因。通过仿真分析各子系统阻尼参数对浮筏功率流传递的影响及变化规律,结果表明:上层隔振器阻尼对输入输出功率流均有影响,下层隔振器阻尼和筏体阻尼仅对输出功率流有明显影响。

关键词：浮筏隔振系统功率流振动能量传递阻尼

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声学黑洞加筋板的声振特性研究

声学黑洞加筋板的声振特性研究

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作者：黄惠文江苏科技大学

学位级别：硕士

船舶的振动与噪声控制一直备受关注,近年来,船舶行业对船舶的减振降噪提出更高的要求。声学黑洞由于其特殊的结构,一直作为一种有效的结构弯曲波调控手段被广泛地研究以及应用到不同场景。本文将声学黑洞应用至船舶平台结构中,结合声学... 详细信息

船舶的振动与噪声控制一直备受关注,近年来,船舶行业对船舶的减振降噪提出更高的要求。声学黑洞由于其特殊的结构,一直作为一种有效的结构弯曲波调控手段被广泛地研究以及应用到不同场景。本文将声学黑洞应用至船舶平台结构中,结合声学黑洞的能量聚集效应、加强筋的阻振效应以及阻尼层的能量耗散效应,设计出一种新型的声学黑洞加筋板结构,实现船舶平台结构的振动能高效地聚集再有效地耗散。本文具体研究工作是从功率流的角度验证声学黑洞的聚能效应出发,探索声学黑洞加筋板的声振特性,以及不同的声学黑洞参数对声振特性的影响;对声学黑洞加筋板的能量传递及分布特性进行深入分析,探究加强筋对能量传递及减振特性的影响;提出分布式声学黑洞加筋板结构以实现在低频时减振降噪性能优化。主要的研究内容及创新点如下:1.验证声学黑洞的能量聚集效应。本文以二维弹性薄板为例,介绍弯曲波在二维弹性结构传播的理论,说明二维声学黑洞结构具有的能量聚集作用。本文使用数值计算方法建立二维声学黑洞板的有限元模型,从功率流的角度验证声学黑洞在时域下弯曲波传播的能量聚集理论。2.探讨声学黑洞加筋板的声振特性及结构参数对声振特性的影响。本文介绍二维平板结构声振理论的推导过程,为声学黑洞加筋板的声振特性分析提供了理论基础;通过建立经典文献中的声学黑洞的声振特性模型,所得计算结果验证本文声振特性数值计算方法的正确性;使用声振理论分析声学黑洞加筋板的振动声辐射特性,计算结果表明声学黑洞加筋板对比普通加筋板具有更优良的减振降噪效果,声功率级曲线降幅达到8～20 d B,而且结构与声场耦合减弱、结构系统增阻水平提高;分析声学黑洞结构参数对声学黑洞加筋板的声振特性的影响,通过计算得到声学黑洞半径对声振特性的影响最大。3.研究声学黑洞加筋板的振动能量传递及分布特性。本文基于结构声强及功率流矢量可视化等基本理论对声学黑洞加筋板进行能量传递及分布特性分析,建立声学黑洞加筋板离散后的有限元模型,计算结果说明弯曲波占据着板筋结构中大部分的振动能,削弱弯曲波的传播可以提高结构的减振效果,可视化的功率流矢量图直观地表现结构的能量传递及分布;进一步分析加筋板-阻尼耦合系统,附加阻尼层后的声学黑洞加筋板对比普通加筋板具有高水平的振动控制效果;探究加强筋对振动传递特性的影响,验证加强筋阻挡结构能量传递,偏心加强筋由于结构重心的改变,结构中的弯曲波转化为纵波,削弱弯曲波的传递,使得其减振效果更好。4.提出分布式声学黑洞加筋板以优化低频减振降噪性能。本文提出分布式声学黑洞加筋板结构以提高声学黑洞加筋板在截止频率前振动噪声控制能力,通过计算得到分布式结构在低频时减振降噪的效果更好。

关键词：声学黑洞声辐射功率流振动能量传递

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基于超快多维振动光谱技术解析分子体系的三维空间构型

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物理化学学报 2017年第1期33卷 40-62页

作者：陈海龙边红涛郑俊荣中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室中科院软物质物理重点实验室北京100190 陕西师范大学化学化工学院西安710119 北京大学化学与分子工程学院北京分子科学国家实验室北京100871

超快多维振动光谱技术目前已经被广泛应用到各种凝聚态分子体系中分子的结构以及快速变化动力学过程的测量之中,并有望成为新一代解析分子体系微观结构及超快行为的常规手段。本文从两个主线出发,介绍如何利用超快多维振动光谱技术解析... 详细信息

超快多维振动光谱技术目前已经被广泛应用到各种凝聚态分子体系中分子的结构以及快速变化动力学过程的测量之中,并有望成为新一代解析分子体系微观结构及超快行为的常规手段。本文从两个主线出发,介绍如何利用超快多维振动光谱技术解析分子体系的三维空间构型。一方面通过测量分子内各个振动模式跃迁偶极矩间的夹角来获得分子体系内不同基团的相对空间取向,并最终确定分子的空间构型。另一方面,通过详细解析分子间振动能量转移的机理,进而将实验中测得的振动能量转移速率转化为分子之间的距离信息。

关键词：多维振动光谱仪超快光谱二维红外光谱分子构象振动能量传递

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溶液和熔化状态下分子间的能量传递

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Chinese Journal of Chemical Physics 2016年第4期29卷 407-417,I0001页

作者：沈宇能蒋博葛传琦邓罡华陈海龙杨学明袁开军郑俊荣中国科学院大连化学物理研究所分子反应动力学国家重点实验室大连116023 莱斯大学化学系休斯顿中国科学院大学北京100049 辽宁师范大学物理和电子工程系大连116029

通过二维红外光谱研究了GdmSCN／KSCN=1／1，GdmSCN／KS^13CN=1／1和GdmSCN／KS^13C^15N=1／1三种混合晶体在熔融和溶液状态下的共振和非共振的分子间振动能量传递的性质．在这些样品中，给体／受体的能量差越大，能量传递越慢．而能量... 详细信息

通过二维红外光谱研究了GdmSCN／KSCN=1／1，GdmSCN／KS^13CN=1／1和GdmSCN／KS^13C^15N=1／1三种混合晶体在熔融和溶液状态下的共振和非共振的分子间振动能量传递的性质．在这些样品中，给体／受体的能量差越大，能量传递越慢．而能量传递的快慢与拉曼光谱无关．非共振能量传递与给体／受体的能量差的关系不能用声子补偿的机理来描述．相反，它们的关系却可以用退相位机理来定量描述．在熔融状态下，共振和非共振能量速率与温度的依赖关系也与退相位机理的预测相符合．这一系列的结果表明只要分子的运动（平动和转动）远远快于非共振能量传递速率，那么退相位机理不仅在溶液中占主导，而且在熔融状态下（纯液体，不含溶剂）也占主导．

关键词：振动能量传递二维红外光谱声子补偿机理去相位机理

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齿轮箱非线性耦合系统的动力学分析

齿轮箱非线性耦合系统的动力学分析

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作者：李淑颖山东大学

学位级别：硕士

齿轮箱系统以其结构紧凑、传动比准确、效率高等优点在各种工业设备中得到了广泛应用。齿轮箱系统结构复杂,由啮合齿轮、传动轴、轴承、箱体等部分组成,且其动力学特性受到多种因素的影响,导致系统产生较强非线性振动。这种振动可能引... 详细信息

齿轮箱系统以其结构紧凑、传动比准确、效率高等优点在各种工业设备中得到了广泛应用。齿轮箱系统结构复杂,由啮合齿轮、传动轴、轴承、箱体等部分组成,且其动力学特性受到多种因素的影响,导致系统产生较强非线性振动。这种振动可能引起系统部件的磨损或疲劳,影响系统的安全性和寿命,严重时会导致齿轮或其他构件失效而产生无法预估的生产安全事故,同时振动和噪声将影响人们的正常生活。随着现代工业不断向着高速、轻质、低能耗的方向发展,齿轮箱的振动噪声问题越来越显著。因此齿轮箱系统运动的稳定性以及振动噪声控制的研究已经成为目前研究的热点问题之一。本文在前人工作的基础上,基于振动能量传递理论对齿轮箱系统进行了动力学建模和仿真分析。首先,本文应用子结构综合法建立了齿轮箱非线性耦合系统的动力学模型。根据动力学原理分别建立啮合齿轮弯扭耦合振动模型、弹性轴的弯曲振动和扭转振动模型、齿轮箱弹性箱板横向振动模型,通过轴承多维刚度矩阵和各子结构之间的受力变形关系将各子结构的振动模型联立,从而得到齿轮箱耦合系统的动力学模型。其次,讨论了齿轮箱非线性系统动力学模型的求解方法。本文利用振型叠加法将各个振动偏微分方程离散化,并给出了齿轮啮合点耗散能量、主动轴传递到箱体的能量以及从动轴传递到箱体的能量的计算方法。将系统的动力学方程和振动能量传递方程联立,设定状态变量得到系统的状态空间方程,同时利用MATLAB软件编写程序对该状态空间方程进行了数值求解。最后,在以上工作的基础上,对具有对称结构的齿轮箱系统进行了数值仿真分析。应用相图和庞加莱映射图分析了系统的运动特性,并对系统的振动能量的传递特性及其影响因素进行了研究,揭示了外部激励、轴承刚度等因素对系统振动特性的影响。

关键词：齿轮箱非线性稳定性振动能量传递因素

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某型直升机主减传动系统振动能量特性研究

某型直升机主减传动系统振动能量特性研究

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作者：蒋函成重庆大学

学位级别：硕士

直升机已被广泛用于军事、治安消防、医疗救护、通讯联络等国民经济的各个领域,而直升机主减传动系统性能的优劣直接影响着直升机的运行性能、安全性和可靠性。直升机主减传动系统传动特性复杂、耦合因素较多且难以表征,对于准确预估齿... 详细信息

直升机已被广泛用于军事、治安消防、医疗救护、通讯联络等国民经济的各个领域,而直升机主减传动系统性能的优劣直接影响着直升机的运行性能、安全性和可靠性。直升机主减传动系统传动特性复杂、耦合因素较多且难以表征,对于准确预估齿轮传动系统的振动特性及优化设计来说面临研究周期漫长、花费成本巨大等问题。本文针对某型直升机主减传动系统,在广义坐标系下通过节点有限元法和超单元法建立系统耦合动力学模型,并对其开展振动能量传递特性和振动能量贡献占比研究,主要研究内容如下:（1）分别通过节点有限元法和超单元法建立考虑轴系柔性的齿轮转子模型和考虑机匣柔性的机匣超单元模型,通过对比机匣缩聚前后的模态参数来验证机匣超单元模型的有效性。推导齿轮转子模型和柔性机匣模型在广义坐标系下的耦合关系,从而得到了完整的直升机主减传动系统耦合动力学模型。进行系统振动实验测试,对比实验数据和理论模型时频域加速度,验证了理论模型的有效性。（2）基于某型直升机主减传动系统耦合动力学模型,通过振动功率流方法来求解了系统节点振动能量,分析不同转速下系统内各轴系支撑节点振动能量特性以及耦合柔性机匣对其产生的影响,分别研究了系统平行级齿轮结构和行星轮系结构对振动能量的传递特性以及不同结构参数和激励源对传递特性产生的影响。（3）通过单激励法和介入激励法度量系统节点振动能量贡献占比,并对比了两种方法的优劣。用介入激励法研究未耦合柔性机匣情况下齿轮转子系统在不同工况中的振动能量占比特性,并研究耦合柔性机匣对系统各节点振动能量贡献占比的影响。

关键词：直升机主减节点有限元法耦合动力学模型振动能量传递能量贡献占比

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