强超声脉冲激励下板非线性振动现象的电子电路模拟

发布时间：2016-08-16 12:15

  本文关键词：强超声脉冲激励下板非线性振动现象的电子电路模拟，由笔耕文化传播整理发布。

《南京大学》 2012年

强超声脉冲激励下板非线性振动现象的电子电路模拟

李鹏  

【摘要】：电路系统和振动动力学系统虽属于不同的领域,但在数学上往往归结为相同形式的微分方程。振动动力学系统可以通过简单低廉的电路分析,直观地、迅速地分析出系统的工作状态和特点,而不必求解复杂的微分方程。本文主要致力于强超声脉冲激励下板非线性振动现象的电子电路模拟的研究,通过电路仿真得到板的超谐波、次谐波和混沌等非线性振动现象。 本文研究工作的基础是超声红外热像技术,在第一章中简单介绍了该技术的背景和原理,以及超声红外热像技术检测板试样时产生非线性振动现象的研究意义和存在的问题。此外,概述了电路系统在振动动力学系统中的应用以及本文研究电路系统仿真振动动力学系统的目的和优点。 在第二章中,简要分析了板的非线性振动理论、板的单自由度近似方法及碰撞接触力模型。在此基础上,系统研究了两自由度的碰撞-振动机械模型的理论。在模型中,超声换能器变幅杆与板分别简化为碰撞振子Mh和Mp,并用弹簧阻尼接触力模型模拟变幅杆与板之间的接触碰撞相互作用过程,得到了相应的运动方程。 在第三章中,根据电路系统与振动动力学系统运行原理的相似性,本文提出了由基本电路组成的电子电路系统来模拟上述振动动力学系统,并逐个分析了电路系统中基本运算电路的特性,最终建立了完整的研究强超声脉冲激励下板非线性振动现象的电子电路系统。 在第四章中,通过选择合理的参数,进行波形的时间序列和频谱分析,可以得到强超声脉冲激励下板非线性振动的超谐波、次谐波及混沌等现象。由于所有数据均通过电路中模拟电压波形来表示,仿真数据的计算以及采集更为简单快速。电路仿真结果表明,对于超谐波,变幅杆与板周期性的接触碰撞作用是产生超谐波的主要原因,并且相邻接触碰撞时间间隔等于激励周期。次谐波产生的主要原因是在接触碰撞振动的过程中换能器变幅杆与板之间的间歇性接触力脉冲,不同的弹跳碰撞周期导致板出现不同分频比的次谐波振动现象。而板的混沌振动是由变幅杆和板之间不稳定且无规律的接触力作用引起的。在仿真模拟中将计算参数连续变化时,对金属板的速度频谱响应进行了分析,可以看到超谐波、次谐波以及混沌等在参数变化时出现相互转化的现象。 最后对全文的研究工作进行了总结。 在附录中,给出在研究生学习期间,对基于热传导理论而建立的激光辐照无限长移动平板的三维模型的研究工作,并采用有限元方法数值计算了平板表面瞬态温度场分布,得到了研究的初步结果。其中,在研究移动平板上下表面瞬态温度场的基础上,考虑板材料的热物理参数依赖于温度、板表面的热辐射及对流等因素,计算了上述因素及移动速度对温度场的影响,并进一步讨论了激光半径对温度场的影响。

【关键词】：
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：O322
【目录】：

下载全文 更多同类文献

CAJ全文下载

(如何获取全文？ 欢迎：购买知网充值卡、在线充值、在线咨询)

CAJViewer阅读器支持CAJ、PDF文件格式

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 缪鹏程,洪毅,张仲宁,季晓勇,张淑仪;HWRX-3型红外热像仪的改进及其应用[J];红外与激光工程;2003年05期

2 缪鹏程,洪毅,张仲宁,季晓勇,张淑仪;红外热像仪在超声红外热像技术中的应用[J];激光与红外;2003年02期

3 金栋平,胡海岩;碰撞振动及其典型现象[J];力学进展;1999年02期

4 缪鹏程,米小兵,张淑仪,张仲宁,洪毅;超声红外热像检测中缺陷发热的瞬态温度场的有限元分析[J];南京大学学报(自然科学版);2005年01期

5 陈赵江;张淑仪;郑凯;;高功率超声脉冲激励下金属板的非线性振动现象研究[J];物理学报;2010年06期

6 冉启芳;无损检测方法的分类及其特征简介[J];无损检测;1999年02期

7 丁友福;张小川;杨小林;沈京玲;张存林;冯立春;;热超声技术在裂纹检测中的应用[J];无损检测;2006年12期

8 郑凯;张淑仪;蔡士杰;;超声激发下缺陷红外信号的识别[J];无损检测;2008年10期

9 张淑仪;超声红外热像技术及其在无损评价中的应用[J];应用声学;2004年05期

10 米小兵,张淑仪;超声波引起固体微裂纹局部发热的理论计算[J];自然科学进展;2004年06期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 毕超;江波;;往复式单螺杆销钉挤出机停留时间分布研究[J];工程塑料应用;2007年12期

2 王从科;李金鹿;李根臣;张霞;赵付宝;张永侠;李茂东;;环氧树脂拉伸损伤过程的声发射特性研究[J];工程塑料应用;2009年11期

3 王从科;李金鹿;张霞;赵付宝;杨雪艳;张吉雷;;PE纤维胶丝束拉伸损伤过程的声发射特性研究[J];工程塑料应用;2010年01期

4 向天宇,郑建军;单向变厚度连续薄板的稳定计算[J];四川建筑科学研究;1999年03期

5 杨凡;李祥;涂军;;基于DSP的远程视频监控系统的研究和实现[J];安防科技;2008年01期

6 陈知新;;基于FPGA的蝶形运算的设计与实现[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2010年05期

7 牛玉俊;李红武;;悬臂梁碰撞系统的动力学分析[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年04期

8 袁玉全;彭建设;向必纯;包兴明;;矩形薄板瞬态动力响应的DQ空-时半解析法研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2010年01期

9 李多田;张伟林;;结构无损检测与小波分析方法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年03期

10 崔建华;能量守恒律及熵不等式的张量分析[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);1996年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 苏林玉;温建明;;基于两种齿轮碰撞模型的实验和数值分析[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年

2 张根辈;臧朝平;;通过振动测试识别非线性参数的几个问题[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年

3 刘佳斌;孟德浩;龙新华;;双悬臂梁在简谐力作用下碰撞运动的数值分析[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年

4 马锐;陈予恕;;齿轮裂纹故障的非线性机理研究[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年

5 王晓东;曹庆杰;陈予恕;;干摩擦作用下双边约束SD振子的初值问题[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年

6 李树娟;张永丽;;250吨钢包车车轮轴的热处理工艺技术分析[A];“豫兴热风炉杯”2011曹妃甸绿色钢铁高峰论坛暨冶金设备管理经验交流会论文集会刊[C];2011年

7 周远波;谢荣基;鄂治群;;西南民族大学录音棚声学设计[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年

8 薛旭瑞;曾向阳;王海涛;;不同激励条件下的舱内声场分布规律研究[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年

9 许昊;吴胜举;孙军涛;;簧片振动模态的有限元分析[A];第二届西安-上海两地声学学术会议论文集[C];2011年

10 赵彩凤;郭建中;;基于机械扫描的声波干涉测量研究[A];第二届西安-上海两地声学学术会议论文集[C];2011年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 杨敬源;井壁稳定性若干力学问题的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年

2 姜毅;GNSS接收机高性能跟踪与捕获环路算法研究[D];大连海事大学;2010年

3 魏浩征;高压直流输电系统可听噪声预测系统的研究[D];合肥工业大学;2010年

4 陈海卫;波轮式全自动洗衣机脱水振动与抑制机理的研究[D];江南大学;2010年

5 贾红艳;混沌与超混沌系统模型分析及模拟电路研究[D];南开大学;2010年

6 杨党国;内埋武器舱气动声学特性与噪声抑制研究[D];中国空气动力研究与发展中心;2010年

7 车勇;轮胎噪声的预测方法与试验研究及优化设计[D];武汉理工大学;2010年

8 李文强;透射时差法超声无损检测技术研究与系统实现[D];太原理工大学;2011年

9 赵平;高速铁路站场设计及参数优化研究[D];北京交通大学;2011年

10 朱黎辉;电活性介电弹性体膜型材料电致应变特性的研究[D];吉林大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张倩;异形航空构件的专用超声换能器研制及检测应用[D];南昌航空大学;2010年

2 张颜艳;奥氏体不锈钢组织超声无损评价研究[D];南昌航空大学;2010年

3 朱志斌;基于金属材料的扰动磁场检测技术研究[D];南昌航空大学;2010年

4 魏运飞;金属薄板的兰姆波成像检测方法研究[D];南昌航空大学;2010年

5 岳莎莎;基于TMS320VC5509A的管道有源噪声控制系统研究[D];山东科技大学;2010年

6 高鹏;基于DSP的WiMAX自适应调制解调器的设计[D];山东科技大学;2010年

7 王庆;郑州地区公路工程超声回弹综合测强专用曲线试验研究[D];郑州大学;2010年

8 张柯;逆变式磁粉探伤机的关键技术研究[D];郑州大学;2010年

9 刘红涛;声表面波气体探测中的激光技术应用研究[D];郑州大学;2010年

10 陈万里;基于无线传感器网络的监测系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李庆斌,周鸿钧,林皋;异弹模界面裂缝的动断裂分析[J];地震工程与工程振动;1990年04期

2 付桂翠,高泽溪;TVS-2000红外热像仪图像信息的快速处理研究[J];红外与激光工程;1998年06期

3 梅林,侯成刚,王裕文;Windows环境下红外图像采集和处理系统[J];红外与激光工程;1999年03期

4 洪毅,缪鹏程,张仲宁,张淑仪,孙利,水修基,季晓勇,张志炳;超声红外热像技术及其在无损检测中的应用[J];南京大学学报(自然科学版);2003年04期

5 杨绍清,贾传荧;两种实用的相空间重构方法[J];物理学报;2002年11期

6 姜泽辉,刘新影,彭雅晶,李建伟;竖直振动颗粒床中的倍周期运动[J];物理学报;2005年12期

7 宋爱军;韩雷;;热超声键合换能系统动力学特性的非线性检验[J];物理学报;2007年07期

8 龚燕君;章东;郗晓宇;龚秀芬;刘政;;调频激励增强微气泡的次谐波理论和实验研究[J];物理学报;2007年12期

9 张建文;王旦霞;吴润衡;;一类广义强阻尼Sine-Gordon方程的整体解[J];物理学报;2008年04期

10 张琪昌;田瑞兰;王炜;;一类机电耦合非线性动力系统的混沌动力学特征[J];物理学报;2008年05期

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 袁尚平,张惠桥,王冰,杨倩莉;参数激励下简支板的分叉与混沌[J];太原重型机械学院学报;1997年02期

2 吕福和;;弹簧振子非线性振动分析及应用[J];上海第二工业大学学报;2009年03期

3 包兴明;周志坚;袁玉全;戚作涛;王时建;;对称八弹性振子的二维非线性振动[J];安徽大学学报(自然科学版);2010年02期

4 陈一鸣;加权残值法在非线性振动中的应用[J];中南林学院学报;1986年02期

5 戴德成,任勇生;矩形板的非线性热弹耦合振动[J];振动工程学报;1990年02期

6 张雷，朱继梅，，王美娟;弹性约束复摆的非线性振动研究[J];上海理工大学学报;1995年03期

7 彭献;非线性振动的一个新的渐近解法[J];力学季刊;1995年03期

8 潘洪明;;复摆振动中的混沌现象[J];物理实验;2006年09期

9 岑敏锐;;一种质点和刚体组合的非线性振动分析[J];武汉工程大学学报;2007年01期

10 杨立军;吴扬;吴晓;;有初始缺陷梁在热状态下的非线性振动[J];河南科技大学学报(自然科学版);2008年05期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 彭志科;;Volterra级数及其在非线性振动研究中的应用[A];第四届全国动力学与控制青年学者研讨会论文摘要集[C];2010年

2 闻邦椿;;非线性振动的工程应用[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年

3 许茂;莫军;赵荣国;;浅析分段线性阻尼系统的非线性振动[A];第八届全国振动理论及应用学术会议论文集摘要[C];2003年

4 张涛;刘土光;李天匀;孙江龙;;加筋板非线性振动及稳定性分析[A];2004年船舶与海洋工程学术研讨会论文集[C];2004年

5 陈立群;;轴向运动黏弹性梁的横向非线性振动[A];第二届全国动力学与控制青年学者研讨会论文摘要集[C];2008年

6 孙麟;张伟;曹东兴;姚明辉;;可变形机翼非线性振动的理论研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

7 郑鹭杰;陈伟中;;非线性MaxweⅡ模型在包膜气泡动力学中的应用[A];2008年全国声学学术会议论文集[C];2008年

8 黄坤;冯奇;;悬索桥的非线性振动[A];第十二届全国非线性振动暨第九届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2009年

9 李海峰;何铁宁;李映辉;;软夹层梁的非线性振动[A];第十二届现代数学和力学会议论文集[C];2010年

10 邱家俊;李文兰;;发电机组定子系统磁固耦合非线性振动[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 本报特约记者　 胡宏伟;[N];大众科技报;2006年

2 向畅;[N];光明日报;2007年

3 胡宏伟;[N];中国知识产权报;2006年

4 闫瑾 赵珺;[N];唐山劳动日报;2005年

5 郝丽;[N];科技日报;2009年

6 李斌;[N];大众科技报;2006年

7 本报记者 沈英甲;[N];科技日报;2005年

8 ;[N];上海科技报;2009年

9 汤建明 施惠生;[N];中国建材报;2001年

10 保健时报记者 黄馨;[N];保健时报;2007年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 吕乐丰;轴向行进弦及索的非线性振动和稳定性分析[D];大连理工大学;2010年

2 王威;汽车整车与转向系非线性动力学特性及控制仿真研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

3 王威;汽车整车与转向系非线性动力学特性及控制仿真研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

4 杜国君;圆薄板和夹层圆板非线性振动研究[D];燕山大学;2004年

5 刘巍;超磁致伸缩薄膜的磁机耦合特性及其在泳动机器人中的应用[D];大连理工大学;2007年

6 周明刚;鼓式制动器低频振动理论与特性研究[D];华中科技大学;2006年

7 杜秋华;球轴承振动的非线性模型及信号分析方法研究[D];华中科技大学;2007年

8 周春良;船舶轴系振动研究[D];哈尔滨工程大学;2006年

9 黄建亮;轴向运动体系的非线性振动研究[D];中山大学;2004年

10 陈炎;压电矩形板非线性静动态力学特性研究[D];南京航空航天大学;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李鹏;强超声脉冲激励下板非线性振动现象的电子电路模拟[D];南京大学;2012年

2 高玉竹;电磁式防振锤原理的增量谐波平衡法分析与研究[D];广西大学;2008年

3 王剑越;钢筋混凝土梁基于非线性振动特征的损伤识别研究[D];重庆大学;2010年

4 吴敬伟;接触条件下的非线性振动研究[D];西安理工大学;2010年

5 刘金花;传动带系统非线性振动实验研究[D];北京工业大学;2012年

6 杨冰;模拟运输振动工况下瓦楞纸箱动态性能的研究[D];江南大学;2008年

7 宋作军;四轮转向汽车的操纵稳定性研究[D];天津大学;2007年

8 赵冉;汽轮机转子—轴承系统油膜振荡的非线性特性研究[D];华北电力大学（河北）;2009年

9 刘国英;壳液耦合系统中旋转重力波现象的研究[D];天津大学;2005年

10 王霞;斜拉桥拉索系统风致振动的研究[D];天津大学;2005年

  本文关键词：强超声脉冲激励下板非线性振动现象的电子电路模拟，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：95330