简谐振动

摘要： 利用机械振动的基本理论以及刚体的相关知识,通过举例分析了非固定轴情况下的刚体系统偏离平衡位置的微振动,剖析错误认知的根源所在,主要问题在于讨论刚体总的机械能时,计算动能部分选择的质心是半球体的球心,而计算势能部分选择半球体的质心,标准不统一所致.利用机械能守恒定律的方法,探讨半球体做简谐振动,仅需大学物理或普通物理学中经典力学知识就可以,降低解析问题的门槛、简化了解题的步骤,避开了用到理论力学中的拉格朗日函数等知识点.通过对错误解答的剖析,有助于加深对刚体、简谐振动等相关基本知识和概念的理解.

摘要： 气体弹簧支撑的谐振系统广泛应用于自由活塞斯特林发动机、压缩机等。以非对称气体弹簧谐振系统为研究对象,在直线电机驱动条件下,考虑谐振系统复杂流道内准稳态和间歇瞬态振荡流动、多处活塞-气缸密封间隙内气体流动,通过谐振系统非线性建模与数值计算,得到谐振系统活塞位移、各气腔气体压力变化规律等动态特性。在此基础上,基于时频变换分析谐振系统气体弹簧刚度特性,得到非对称气体弹簧等效刚度计算解析式。数值计算结果与实验结果吻合良好,验证了谐振系统建模与计算的正确性,能够为气体弹簧支撑往复式机器的设计提供参考。

摘要： 利用phyphox的传感器对数据的实时读取和处理功能研究弹簧振子的运动规律。采用控制变量法分析手机软件读取的振动周期、不同时刻的加速度数据和实时图像,探究竖直方向弹簧振子的运动规律。发现竖直方向的弹簧振子在做简谐振动,实验测得的周期、质量和劲度系数之间的关系式和理论推导相一致。实验表明,利用手机传感器改进实验系统,不仅方法上可行,还更加直观地展现了弹簧振子在竖直方向的运动规律。这一工作可以启发教师把手机软件、智能手机传感器等作为物理课程资源,融入到实验课堂中,从而提高实验教学效率并增强课堂活动氛围。

摘要： 在大学物理教材中,简谐振动的运动方程往往直接给出,或者通过简单的推导给出,通过多年实践教学发现,学生对于简谐振动方程的得出过程很难理解。本文通过牛顿第二定律、机械能守恒定律、简谐振动动力学方程的解三种方法对简谐振动的运动方程进行推导,同时结合实际问题阐述简谐运动方程的简单应用,对教师实际教学及学生学习具有一定指导作用。

摘要： 二维三维简谐振动的合成是个复杂且抽象的物理问题,使用Python的3D模块Vpython对简谐振动合成进行了可视化模拟,形象直观地展示了简谐振动合成所形成的李萨如图形,并简单讨论了李萨如图形与频率相位的关系.

摘要： 为解决人教版教材中绘制简谐振动x-t图像实验存在的不足,本文利用智能手机内置磁传感器设计了新型创新实验.先测量磁感应强度B和距离z的对应数据,根据磁偶极子理论,结合数据得到B和z的对应函数关系.再测量磁铁做简谐振动时,磁感应强度B随t的变化,换算得到简谐振动z-t图像,通过Origin软件拟合得到简谐振动和阻尼振动的曲线图像,与理论基本吻合.最后利用该装置进行应用推广,得到匀变速直线运动v-t图像.

摘要： 对一道典型竞赛题进行分析,从学生的思维角度出发,提出了3种不同的方法.旨在培养学生从多角度分析问题,提升学生的物理学科素养.

摘要： 以简谐振动的教学过程为例,展示了问题导向式教学方法,并说明了该节课如何融入思政教育.首先通过秋千和浮标的运动视频,引导学生思考其物理实质;再以弹簧振子为例说明简谐振动的特征;最后由简谐振动的特征判据说明浮标的运动为简谐振动.在介绍理论模型时运用了矛盾论的观点,实现了物理知识和思政教育的无缝对接.

摘要： 结合电磁感应原理,利用DISLab电压传感器作为测量工具,对弹簧振子和单摆做简谐振动的实验进行了拓展,提出了一种测量弹簧的劲度系数和重力加速度的方法,并得到了与理论值符合度较高的实验结果。

摘要： 基于准线性化隐式建模方法,建立适用于大展弦比机翼的动力学模型,研究分布式吊舱机翼的气动弹性特点。其中结构模型采用中等变形梁模型,气动模型采用准定常理论,利用小扰动和有限差分法,建立求解机翼气弹稳定性的方法。在验证结构和气动模型准确性基础上,研究吊舱的个数、质量、展向站位、弦向/法向偏置等参数对分布式吊舱机翼气动特性的影响。分析结果发现:吊舱越靠近机翼中部、弦向和法向偏置越大机翼稳定性越高,但质量分布不均时反而会降低稳定性;机翼经历了振动收敛、单频简谐振动和倍频简谐振动,其颤振形式为面内外弯曲和扭转耦合,三维效应显著。文中的方法能够有效描述分布式吊舱机翼的气动弹性特性。

摘要： 利用MATLAB程序生动形象演示了2个相互垂直简谐振动合成不同图形的动态对程.指出在课堂用Matlab生动演示两个相互垂直简谐振动合成过程，并通过调节参数，使学生看到随参数的变化合成轨迹的变化过程，使这部分的内容更直观、更容易接受和理解。

摘要： 基于二维不可压缩N-S方程结合RNGκ-ε湍流模型，对扭转和竖向简谐振动条件下的平板绕流进行了数值模拟。应用位移厚度概念对简谐振动过程中平板表面附近的速度场进行的分析计算表明，简谐振动条件下平板存在钝化现象；同时结合兰金涡核模型，通过旋涡对位移厚度的影响实现了速度场中对旋涡的定位及影响范围的确定，发现平板扭转简谐振动和高频竖向简谐振动过程中上下表面附近靠迎风侧存在交替生成的旋涡。该旋涡在从迎风侧向背风侧移动的过程中，存在从生成到变大到消失的全过程，未移动到尾部脱落。

摘要： 机械设备或部件的运动是诱发船舶产生机械噪声的激励源,这种机械运动既包含简谐振动也包含非简谐振动.传统的频谱分析方法能有效地分析简谐振动的频谱特征为判定声源提供依据,但对非简谐振动却很难有效地提取其特征信息而出现漏判.本文在分析了几类机械振动的特点以及船舶对机械振动的响应特点后,阐明了对船舶上的机械设备采取减振和隔振措施的主要目的是降低由这些机械设备或运动部件诱发的船舶辐射噪声，确立振源与噪声之问的因果关系是有效地开展减振降噪的基础，在查找船舶机械噪声源中的作用.因此采取相关分析法确定导致船舶辐射噪声的主要振动激励源对降低船舶辐射噪声具有重要意义。

摘要： 本文通过CFD数值计算,探讨前缘钝化平板做强迫简谐振荡时,其表面气动加热情况.通过刚性结构动网格技术,采用LU-SGS双时间步法和Roe格式求解非定常Navier-Stokes方程,计算前缘钝化平板绕1/2弦点做俯仰简谐振荡运动高超声速粘性绕流解,分析一个振动周期中,不同攻角时,平板前缘物理驻点热流密度变化规律以及壁面热流密度分布情况.通过计算结果发现: 物理驻点热流密度随攻角变化的迟滞效应不明显,但除头部外的其它部位的热流密度在相同攻角、不同运动方向时,热流密度的分布有较大变化.

摘要： VRML构造复杂三维虚拟仪器时,通常需要采用一个部件控制其它部件的运动.因此,如何实现能在网上运行的三维空间物体联动交互问题十分关键.VRML本身不能进行复杂联动交互,因而对于复杂交互操作就不能只用VRML进行.结合创建的虚拟气垫导轨上的实验,采用JavaScript编程实现了光电门位置的动态调整、实现了滑行器振动动画等功能,最终建立了具备交互功能的三维虚拟简谐振动的研究实验环境,较好地实现了复杂运动的交互操作与联动控制.

摘要： 多普勒效应可以非常精确地测量运动的物体的瞬时速度,故常被用来研究经典力学的运动规律.本实验对多普勒效应实验进行了拓展,设计了两个弹簧振子的耦合系统,利用多普勒效应非常直观地展示了同方向简谐振动的合成运动.

摘要： 近年来，国内外关于压电材料与智能结构的研究已经蓬勃发展起来，尤其是受压电激励或传感结构的高频振动问题引起人们广泛的兴趣．论文基于Timoshenko梁理论，考虑压电梁系统中的转动惯量和剪切效应，推导了弹性梁和双压电晶片夹层梁这两种阻抗单元的阻抗方程，利用有限个阻抗单元以及它们的任意组合，模拟含压电激励器的智能梁系统．通过两个数值算例，分析了不同支承条件下压电智能梁的简谐振动，并与其它方法得到的结果进行了对比．研究发现：在前5阶模态，论文结果与有限元结果相吻合，而且在高于三阶模态的结果中，论文结果优于由Bernonlli-Euler梁得到的结果．因此，在分析受压电激励或传感梁结构的高频振动时，应舍弃Bernonlli-Euler梁理论而采用本文提出的分析方法．

摘要： 对干摩擦引起自激振动现象进行分析,得到了其解析表达式;自激振动曲线间断部分由直线运动补充上而极似完整简谐振动,此即弦弓乐器发出优美声乐的物理原因.

摘要： Urey的理论模型中，分馏系数被表示为生成物与反应物之间配分函数比率的比值。本文根据对Urey模型理论前提的分析，得到了该模型必须使用简谐振动频率的结论，介绍了错误应用Urey模型的例子包括直接应用实验频率、应用非简谐力常数导出的频率，以及加入了非简谐成分校正因子的量子化学计算。

摘要： 对弹簧振子模型的参考系和固定端问题进行讨论，给出理想弹簧振子的模型。实验结果表明：弹簧振子的运动是相对于惯性系而言的，弹簧的固定端就是振子运动的惯性参考系，理想的弹簧振子模型包括固定端、弹簧和振子3个部分。

摘要： 本发明公开了一种基于简谐振动理论的在线社交网络用户行为预测方法，包括以下步骤：将在线社交网络空间内的每一个用户数据拆分为用户历史发布的信息和用户所在网络拓扑结构；分别计算每一个用户的用户历史发布的信息影响力和用户所在网络拓扑结构的网络拓扑影响力；根据每一个用户的用户历史发布的信息影响力和用户所在网络拓扑结构的网络拓扑影响力获得每一个用户的综合影响力；设置一个阈值来预测每一个用户在受到其对应的用户综合影响力作用下是否会转发信息的决策行为。本发明可以用于网络舆情的监控，能够在谣言爆发初期预测谣言的大致走向，较为精准的定位某个用户未来的网络行为。

摘要： 本发明提供一种简谐振动中机械设备的密封性评估方法、装置，所述方法包括：进行简谐振动力学仿真，以获取螺栓处的最大轴向响应位移U；进行静力学仿真，以获取螺栓处满足U下的等效外力；获取螺栓预紧力f0，对螺栓施加预紧力f0并进行螺栓预紧力分析；对螺栓施加等效外力，进行静力学仿真分析以获取螺栓的残余预紧力f1，根据f1获取螺栓与密封件之间的接触压强P1；获取机械设备的标准密封压强P2；根据P1和P2进行机械设备的密封性评估。该方法考虑了预紧力与简谐振动的耦合作用，可以准确评估出机械产品的密封性，且可以通过仿真手段对螺栓的简谐振动过程进行研究，可以很好地指导产品改进设计。

摘要： 一种简谐振动应力框架式装置及其使用方法，装置包括框架体、变幅端盖、压紧螺母、压紧器、振子及减振弹簧座，框架体顶端通过变幅端盖与超声辐射器变幅杆固连，框架体底端依次通过振子、减振弹簧座及减振弹簧与载物台固连，压紧螺母螺接在框架体内，旋拧压紧螺母，通过压紧器压紧固定润湿基片或坩埚。方法为：将超声辐射器振动频率与装置谐振频率调到一致，使超声场能量耦合给装置，激发振子产生振动；当选用润湿基片进行界面润湿实验时，振动能量耦合给润湿基片，最后使超声场能量耦合到熔体和润湿基片的液/固界面；当选用坩埚进行界面结构调控实验时，振动能量耦合给坩埚和熔体，最后使超声场能量耦合到熔体与其内悬浮反应物粉末的液/固界面。

摘要： 一种复合材料/合金叠层自动钻削装备实验平台，包括：监控反馈系统、简谐振动钻削系统和参数数据库系统，简谐振动钻削系统根据钻尖主切削刃的运动情况，在加工过程中建立切削刃轨迹与切削层厚度之间的关系图，从而根据切削刃运动轨迹计算得到实时切削层厚度并获得简谐振动钻削时进给方向切屑厚度模型，采用该模型对CFRP/Ti叠层的加工进行主动简谐振动断屑模拟并输出备用加工参数至参数数据库系统，参数数据库系统根据内置实测加工参数以及备用加工参数，通过实时采集伺服电机和电主轴的负载功率/电流数据输出匹配条件下的最优加工参数。本发明解决了CFRP/Ti叠层加工的钛合金切屑对CFRP层孔壁严重损伤的文图，显著地提高了加工质量，对类似复材金属叠层的加工具有十分有意义的参考价值。

摘要： 本发明公开了一种简谐振动实验装置，包括底座(1)的中心竖直向上固定圆柱筒(2)，在圆柱筒(2)的外圆柱面上竖直固定长板(11)，圆柱筒(2)上端带有筒盖(7)，筒盖(7)上带有中心孔，中心孔的一侧安装定滑轮(9)，金属球(3)置于圆柱筒(2)内，上端的细绳(6)穿过筒盖(7)上的中心孔并绕过定滑轮(9)后下端悬挂滑板(10)；圆柱筒(2)内部充满液体，金属球(3)在液体中下沉至圆柱筒(2)的底部位置时，细绳(6)拉动滑板(10)在长板(11)上运动；固定彩笔(12)的滑块(13)置于导轨(4)的轨面上，导轨(4)置于滑板(10)的前侧，彩笔(12)笔尖可以在滑板(10)上滑动，演示简谐振动曲线的生成过程。

摘要： 本发明公开了一种基于简谐振动理论的在线社交网络用户行为预测方法，包括以下步骤：将在线社交网络空间内的每一个用户数据拆分为用户历史发布的信息和用户所在网络拓扑结构；分别计算每一个用户的用户历史发布的信息影响力和用户所在网络拓扑结构的网络拓扑影响力；根据每一个用户的用户历史发布的信息影响力和用户所在网络拓扑结构的网络拓扑影响力获得每一个用户的综合影响力；设置一个阈值来预测每一个用户在受到其对应的用户综合影响力作用下是否会转发信息的决策行为。本发明可以用于网络舆情的监控，能够在谣言爆发初期预测谣言的大致走向，较为精准的定位某个用户未来的网络行为。

摘要： 本发明提供一种简谐振动中机械设备的密封性评估方法、装置，所述方法包括：进行简谐振动力学仿真，以获取螺栓处的最大轴向响应位移U；进行静力学仿真，以获取螺栓处满足U下的等效外力；获取螺栓预紧力f0，对螺栓施加预紧力f0并进行螺栓预紧力分析；对螺栓施加等效外力，进行静力学仿真分析以获取螺栓的残余预紧力f1，根据f1获取螺栓与密封件之间的接触压强P1；获取机械设备的标准密封压强P2；根据P1和P2进行机械设备的密封性评估。该方法考虑了预紧力与简谐振动的耦合作用，可以准确评估出机械产品的密封性，且可以通过仿真手段对螺栓的简谐振动过程进行研究，可以很好地指导产品改进设计。

摘要： 本实用新型提供的一种可实现简谐振动的运动装置，包括支架、牵引组件、运动部和弹性部，所述运动部用于搭载待调节的器件，所述牵引组件包括永磁构件和至少两个电磁线圈，所述电磁线圈设置于所述支架上，所述永磁构件设置于所述运动部上，所述电磁线圈分别靠近所述永磁构件的两极设置，所述运动部与所述弹性部连接，当两个电磁线圈接收到全波电信号，正向半波时永磁构件一端是吸力，一端是斥力，产生偏位移动，负向半波时永磁构件两端的吸力和斥力反向，产生另外一侧的移动，如此往复。本实用新型能够简单地驱动运动部进行运动，可通过改变电磁线圈的通电信号来改变运动部的运动部的运动状态，可使载有(光学)器件的运动部平稳地往复振动。

摘要： 本实用新型公开了一种给料装置简谐振动筛，设置于给料仓体上，包括振动筛网、设置于振动筛网两侧的挂架，所述挂架上分别设置与给料仓体外壁接触的第一简谐振动器组件、第二简谐振动器组件，所述第一简谐振动器组件上部安装压缩空气振动器做为动力源，本实用新型通过设置压缩空气振动器，使得振动器周期性的的上下作用力，带动筛网做简振动，同时本实用新型中设置与水平面存在夹角的简楷振动器，使得振动筛做简谐振动时可以分解为两种运动，一种为平行筛网的运动，另一种是垂直于筛网的运动，从而提高了给料装置的给料效率。

摘要： 本实用新型公开了一种简谐振动共享演示仪，包括激光振子、电动升降杆、电磁铁、热敏纸、简谐振动波形、电动测量杆、刻度尺、指针、弹簧、装配板、底座、电源一、开关、无线控制模块、电机、电机控制线、电磁铁控制线、电动升降杆控制线、电动测量杆控制线、热敏纸安装槽、传动带、热敏纸卷纸轮、上固定延伸板、振子开关、电源二、激光头总成、激光头无线控制模块、网络摄像头、路由器，用激光在热敏纸上打印出振动图形，通过total control APP可用手机远程控制仪器的运行和数据测量，可在手机上或经投影机在投影幕上观测简谐振动波，观测实验数据，并计算波长、周期特等。