Page 135 - 《应用声学》2023年第2期
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第 42 卷 第 2 期                     黄艳芳等: 圆环振动拍的调整实验                                           323

                      3
                                                               4 结论
                      2 1                                          (1) 解释拍的发生原理,利用振动拍的理论模
                    ૝ࣨ/(mSs -2 )  0                            型阐明在两模态节点中间敲击可以得到最清晰的

                                                               拍的原因。进行实验验证在圆环上附加质量或研磨
                     -1
                                                               可以调整拍频这一方法的可行性。
                     -2
                                                                   (2) 引入等效圆环理论,在轴对称圆环上添加
                     -3
                       0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10        质量建立与非轴对称圆环具有相同振动特性的等
                                    ௑ᫎ/s
                                                               效模型。研究非轴对称圆环的特定模态时,以该特
                         图 21  有限元数据分析的拍
                                                               定模态的等效圆环模型作为基础,通过在等效圆环
                    Fig. 21 Beat of finite element method
                                                               上添加质量或研磨来调节该模态的反节点位置及
                     120
                                                               频率。
                      80                                           (3) 敲击调整后的圆环收集数据,同时进行有
                    ૝ࣨ/(mSs -2 )  40 0                         限元分析。将二者的结果和理论值比较,发现实测


                                                               结果和有限元分析结果与初始设定拍的周期基本
                    -40
                                                               一致,验证了该调整拍方法的有效性。
                    -80
                                                                   (4) 由于多模态对同时调整过程要复杂得多,
                   -120
                       0  1  2  3  4  5  6  7  8  9            该文仅考虑 n = 2 模态拍的调整,且给出金城德神
                                     ௑ᫎ/s
                                                               钟为实例。
                             图 22  实测的拍
                                                                              参 考 文        献
                        Fig. 22 Beat of measurement

                                                                 [1] Fox C. A simple theory for the analysis and correction of
                                                                   frequency splitting in slightly imperfect rings[J]. Journal
                         ஝૶ᝮै́                                     of Sound and Vibration, 1990, 142(2): 227–243.
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                                                    ᧿᩻
               ԠᏦ͜ܦ٨                                               248(4): 695–724.
                                                                 [4] Park H G, Kim S H, Kang Y J. Analytical method of beat
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                      1 m    ҫᤴᝠ                                   tuning in a slightly asymmetric ring[J]. Journal of Me-
                                                                   chanical Science and Technology, 2007, 21(8): 1226–1234.
                                      ረү͜ܦ٨                      [5] 崔承勋. 非对称圆环拍的特性研究 [J]. 实验力学, 2010, 25(5):
                                                                   604–610.
                            图 23  实验装置   [9]                       Cui Chengxun. On the beat characteristics of an asym-
                       Fig. 23 Experimental setup [9]              metric ring[J]. Journal of Experimental Mechanics, 2010,
                                                                   25(5): 604–610.
                      5
                                                                 [6] 李京颍. 拍现象的数值模拟分析 [J]. 阜阳师范学院学报 (自然
                                                                   科学版), 2005, 22(3): 17–19.
                    ҫᤴए/(mSs -2 )  0                               Li Jingying. An analysis of the beat phenomenon[J]. Jour-
                                                                   nal of Fuyang teachers College (Natural Science), 2005,
                                                                   22(3): 17–19.
                                                                 [7] Charnley T, Perrin R. Studies with an eccentric bell[J].
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                     -5
                       0     5    10    15   20    25            [8] Haas H. Uber den einfluss eines einfachechos und die hor-
                                    ௑ᫎ/s                           samkeit von sprache[J]. Acustica, 1951, 1: 49–58.
                                                                 [9] Kima S H, Lee C W, Lee J M. Beat characteristics and
                     图 24  距离撞击点 45 上的拍波形       [9]
                                      ◦
                                                                   beat maps of the King Seong–deok Divine Bell[J]. Journal
                 Fig. 24 Beat of 45 from the impact point [9]      of Sound and Vibration, 2005, 281(1): 21–44.
                                 ◦
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