基于声学超材料的近场线声源聚焦成像方法研究

来源 :机械与电子 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mingtiandetianming
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
为了解决超声在检测微小组织的过程中衰减太快及实际操作过程中无法达到精准定位的问题,设计将亚波长声学探头置于声源近场中,结合声透镜式聚焦换能器,使声源实现对单个微小组织和多个微小组织的精准定位.通过运用COMSOL软件对声学超透镜进行建模,得到声压初始值为100 Pa时,声波进入模型内部后有明显的聚焦现象,模型内部的声压峰值不断增加,最高达到了1000 Pa,从而降低了能量损耗,为今后研究相关近场声学精确控制微小物体奠定基础.
其他文献
汽车的座椅横梁在碰撞事故中起着保障乘客生存空间的重要作用,对其进行填充优化设计可以有效地提高车辆的安全性能.基于泡沫铝材料高比吸能与轻质的特点,设计了三组泡沫铝与薄壁钢管组成的复合结构,将其填充到汽车的座椅横梁中.通过对座椅横梁填充结构三点弯曲与轴向压缩的有限元模拟,研究了其抗弯曲与抗压缩性能,并对填充方案进行了优化.结果 表明,填充座椅横梁的承弯和轴压承载性能相较于原件分别提升了193.6%和241.4%,并通过模拟车辆侧面碰撞证明了填充座椅横梁提高车辆耐撞性能的有效性.
为解决小子样高可靠性长寿命产品的可靠性评估,提高可靠性评估的精准度,采用贝叶斯方法构建多个信息源数据融合的贝叶斯可靠性评估模型.首先,该模型选择一组数据作为另一信息源的最初先验信息,根据贝叶斯估计融合得到后验密度,并将其作为下一信息源的先验分布;通过依次迭代,得到多源异构数据的联合后验密度和可靠性指标数据,进而完成相应的可靠性分析.最后,通过仿真算例验证了该模型的合理性与有效性.
加筋壁板是航空结构中常用结构形式,不同筋条形式和不同制造工艺会影响其力学行为及其失效模式.针对钛合金加筋板,采用有限元方法建立数值计算模型,研究了T型、L型和Z型3种不同截面形式筋条对加筋板的屈曲模态和破坏形式的影响机制,分析了焊接、点焊和铆接不同制造工艺对加筋板的屈曲载荷和后屈曲特性的影响.结果 表明:T型加筋板的屈曲载荷和破坏载荷均为最大;不同制造工艺对破坏载荷和后屈曲承载能力的影响较大,其中焊接加筋板后屈曲承载能力最大;然后给出600 mm×600 mm加筋板结构效能最大的加筋方式.
某型干混物料运输车取力器的紧固螺栓出现频繁断裂的问题,采用试验和仿真方法对该故障进行分析.变速箱取力器通过传动轴驱动空压机,通过空气压力把物料输送到工地料仓中.测试了不同转速下传动轴上的力矩特性,发现低转速下力矩值大,并且力矩波动范围大.建立了取力器的疲劳仿真模型,施加不同转速下的力矩载荷,分析了在不同转速时取力器螺栓的疲劳寿命,发现转速越低,取力器螺栓疲劳寿命越短.研究得出,在低转速下空压机存在强交变力矩是导致取力器螺栓断裂的原因.通过干混车的定速巡航功能,让空压机转速稳定在950 r/min,解决了取
针对多失效相关的动态机械系统,利用Copula函数描述各单元之间失效模式的相关性,提出了一种具有多失效相关的动态机械系统可靠性模型,采用R-Vine Copula函数将复杂系统的可靠性问题转化为多个二维Pair Copula函数进行分析,利用最大生成树算法(MST)选定最优R-Vine结构,通过非参数核密度估计(KDE)对模型中的时变参数进行描述,并重点对机械系统中常见的串-并联系统(混联系统)进行建模分析,最后通过航天器开闭轴系的算例,验证该模型的有效性.
为研究清煤机集料装置的运输效率,以某型号清煤机的运料螺杆作为研究对象,利用能量法构建了颗粒和叶片作用的力学模型,得到了受力和转速的数学关系.将螺杆参数赋予三维模型,以Archard磨损理论和离散元素法为基础,利用Edem建立螺杆煤料耦合模型.通过控制变量法对螺杆的运输能力进行分析,研究了不同粒径的煤以及不同的转速对螺杆的的磨损深度的影响.结果 表明,在转速控制方面,提高转速能够提升煤的运输效率,但是过高的转速将导致颗粒沿径向飞出,而转速在20 r/min~65 r/min内变化时,螺杆磨损深度是呈现先降低
针对传动轴提前发生疲劳失效问题,开展对应力状态及寿命的研究,通过对实测载荷的分析,得出传动轴提前发生疲劳失效的原因是左右两侧花键输出载荷不一致,利用有限元软件建立传动轴有限元模型,得到传动轴右侧齿根处应力最大,是传动轴的薄弱部位.采用响应面法和遗传算法对传动轴的结构参数(齿根圆角、花键过渡圆弧及光轴圆弧槽深)进行优化,优化后的传动轴齿根薄弱部位应力降低了28.3%,传动轴的疲劳寿命提升了五倍,可靠度更高.最后以比例缩小试样进行疲劳试验,试验结果表明传动轴寿命提升到原来的两倍.通过试验验证了优化方法的有效性
针对农业领域传统振动筛筛分时易出现筛孔堵塞、筛分效率低、筛分性能不稳定等问题,设计一种可调平三自由度振动筛,包括调平装置、二自由度激振系统、单自由度激振系统、控制器和水平监测仪.二自由度激振系统为筛盘提供沿X轴往复移动和绕Y轴的转动,单自由度激振系统为筛盘提供沿Y轴往复移动,二者串联形成三自由度激振装置.运用Adams软件对振动筛进行运动学仿真,验证振动筛可进行1~3个自由度的振动;基于离散元素法对水稻颗粒在可调平三自由度振动筛筛盘上的筛分过程进行模拟分析,并在样机上进行试验.结果 表明筛盘做三自由度振动
针对传统振动筛运动维数单一、筛分效率低、关键零部件寿命短等问题,利用混沌振动的随机性及往复非周期运动特性,将混沌振动运用于振动筛中以提高筛分效率,设计出一种冗余自由度为一的新型混沌振动筛,建立新型混沌振动筛的动力学模型,利用Lagrange法得到振动筛的振动微分方程,通过Simulink仿真分析得出其动力学特性图.对仿真结果得出的时频图、相图、Poincare映射图及Lyapunov指数图进行混沌识别,仿真表明混沌振动筛的Poincre映射图散乱且最大Lyapunov指数为正,新型混沌振动筛的运动输出为混
为研究轨道车辆车体常用SUS304不锈钢材料的动态力学性能,进行了0.0002 s-1~500 s-1宽应变率下的动态拉伸试验,得到了不同应变率下的应力应变曲线,结果表明在动态拉伸过程中该材料表现出应变硬化现象,应变率强化效应和一定的热软化效应.为准确描述该材料的动态力学性能,首先建立了该材料在室温下的Johnson-Cook模型.在此基础上,引入绝热温升,建立了塑性应变以及应变率相关的修正Johnson-Cook模型.通过对比,表明修正模型能够较好地描述该材料随应变和应变率增加逐步软化的特性,该修正模型