模态耦合英文解释翻译、模态耦合的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【电】 mode coupling
分词翻译:
模态的英语翻译:
mode
【电】 mode
耦合的英语翻译:
coupling
【计】 coupling
专业解析
模态耦合(Modal Coupling)是工程振动学和物理系统中的核心概念,指两个或多个不同振动模态(mode)之间因能量交换而产生的相互关联现象。在汉英词典中,"模态"对应英文术语"mode",表示系统固有的振动形式;"耦合"对应"coupling",描述不同物理量或子系统之间的相互作用。
定义与机制
当系统的结构参数(如质量、刚度或阻尼)分布不均匀时,不同频率的振动模态会通过几何非线性或材料非线性产生能量传递。这种跨模态的能量转移现象常见于机械转子系统、光纤通信和微机电传感器等领域。其数学表达为:
$$
Mddot{x} + Cdot{x} + Kx = F(t)
$$
其中交叉项系数矩阵的非对角元素即表征模态耦合强度。
典型应用场景
- 旋转机械故障诊断:齿轮箱中不同阶次的振动模态耦合会产生特征频率调制现象(来源:《机械振动分析手册》)
- 光子晶体光纤:不同传播模式间的耦合可实现波长选择性传输(来源:Optics Express期刊)
- 航天器姿态控制:柔性附件振动与刚体运动耦合影响轨道稳定性(来源:IEEE Transactions on Control Systems Technology)
检测与抑制方法
基于实验模态分析(EMA)和计算模态分析(CMA)的耦合度量化评估,常采用模态置信准则(MAC)矩阵进行判定。主动控制策略多采用惯性作动器实施模态解耦(来源:ISO 14837-1机械振动标准)。
网络扩展解释
模态耦合指同一系统中不同振动模式之间由于相互作用而产生的能量传递或联合响应现象,常见于机械振动、声学、电子等领域。以下从定义、机制和应用三个角度展开说明:
一、定义与核心特征
- 模态:指系统的固有振动形式,每个模态对应特定固有频率和振型。例如MEMS谐振器中可能同时存在弯曲振动和扭转振动两种模态。
- 耦合:不同模态间通过非线性刚度、外部激励或结构设计产生相互作用。如提到的T型MEMS谐振器通过分布式电极调制电压,实现了1:2内共振潜力(即两个模态频率比为1:2时的能量传递)。
二、作用机制
- 非线性刚度:系统非线性特性(如几何非线性或材料非线性)会导致模态间能量交换,例如当两个模态频率满足特定比例时(如1:2),可能触发内共振。
- 外部激励调控:研究表明,施加210V以上电压可显著改变谐振器的动态特性,通过多电极驱动实现模态耦合的主动控制。
三、典型应用场景
- MEMS器件优化:通过模态耦合拓宽谐振器带宽、提升灵敏度,如惯性传感器或滤波器设计中利用耦合效应增强性能。
- 多物理场系统:在声学换能器或光学微腔中,不同模态的耦合可用于实现信号调制或能量高效传输。
模态耦合既是系统动态特性的关键影响因素,也是工程设计中主动利用的物理现象,其研究对精密仪器、微纳器件等领域有重要意义。
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