冲击振动激励下GIS内自由金属微粒运动及其诱发间隙击穿特性

大量GIS故障案例表明,断路器带电操作后的一段时间内,气室中常突发由金属微粒引起的间隙击穿故障。断路器操作产生的冲击振动可以有效地激励GIS中多个潜伏性微粒的起跳,但多个微粒起跳后在运动过程中诱发间隙击穿的过程尚不明确。针对于此,本研究在252kV真型GIS实验平台上进行了多微粒共存时的断路器带电操作实验,以复现GIS运行过程中微粒在冲击振动激励下的运动过程,并探究多微粒被激励起跳后诱发GIS放电故障的机理。研究表明,在带电实验中未操作断路器时,耐压期间自由金属微粒存在较大的概率可运动至气室的末端,并保持静止,形成了多微粒的聚集;在带电操作断路器后,多微粒受到壳体冲击振动的激励而起跳,并在起跳后的运动过程中于气隙间形成了多微粒串联击穿现象,而且断路器带电操作时多微粒引起的击穿电压总是低于耐压期间的击穿电压。基于流注放电理论,研究认为相较于耐压期间分散性的多微粒,带电操作前已形成聚集的多微粒彼此靠近,在操作后的运动过程中对电场的畸变能力更强,因此形成多微粒的串联击穿电压更低。

基于冲击振动时延特性的异响源识别研究

异响影响汽车的整车NVH性能,汽车异响主要为冲击异响,识别冲击异响源对解决整车NVH性能问题有着重要意义。这里首先介绍了一种求解带阻尼多自由系统的强迫振动响应计算方法。然后利用带阻尼的五自由度质量弹簧系统介绍了冲击振动时延特性的定义,研究了质量、刚度以及阻尼对时延特性的影响。接着分析已知冲击振动源的实验数据,验证了其时延特性。最后,应用冲击振动时延特性,成功找到了某型号新下线车辆的坏路冲击异响源。因此,利用冲击振动的时延特性能寻找冲击异响源是一个行之有效的方法。

轮轨冲击振动系统非线性动力学特性分析

当车辆通过轨道的局部不平顺时,轮轨间将产生大小突变且具有随机性的作用力,使车辆垂向系统的动态响应发生较大变化,这会影响车辆与轨道部件的疲劳寿命、影响车辆行驶的平稳性,还会导致车辆振动加剧。为分析当轮轨间发生冲击振动时车辆垂向减振系统的动态特性,通过建立一种垂向轮轨冲击振动系统物理数学模型,将动力学方程处理为无量纲形式,利用定步长四阶R-K数值方法求解该冲击振动系统响应,并将轮轨垂向冲击位置作为系统的Poincaré映射界面,结合分岔图、相图、时域响应对该系统在不同的无量纲激振频率下的分岔形式进行了分析,通过数值仿真,分析了系统通过余维二Hopf-Flip分岔、倍周期分岔向混沌运动转迁的过程,为车辆减振设计中的混沌预测和控制提供参考依据。

柴油机多源冲击振动信号稀疏表示及其故障诊断应用

柴油机在船舶、核电、车辆等领域应用广泛,对其进行监测与故障诊断具有重要意义。随着设备健康监测技术的发展,数据存储压力日益显著,信号稀疏表示成为一种有效的解决措施。针对柴油机振动信号具有强冲击、非平稳的特点,提出一种基于分解信号(Decomposed Signal,DS)字典的柴油机多源冲击信号稀疏表示方法,并以稀疏系数作为特征应用于柴油机气门间隙异常故障诊断。首先,采用变分时域分解(Variational Time-domain Decomposition,VTDD)对信号进行处理获得分解信号。然后,将分解信号组成DS字典。接着,通过正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit,OMP)算法实现原信号和分解冲击信号的稀疏表示。最后,以稀疏系数作为特征进行柴油机气门间隙异常故障诊断。测试结果表明,所提方法具有较好的应用效果,故障诊断准确率高于90%。

机动模式下星箭组合体冲击振动研究

为了满足卫星在机动运输模式下的快速发射任务,卫星需经历振动条件相对苛刻的长时间公路机动运输环境。为测试卫星运输环境适应性,星箭组合体在机动运输状态下,经不同等级公路进行机动运输,采集运输过程中传递到卫星的振动、冲击等横向和纵向力学数据,对数据进行处理、仿真分析,验证卫星运输过程中结构及各分系统单机疲劳破坏或失效情况,为机动快速发射装备选型提供技术支撑。

基于冲击振动疲劳分析的自动垂钻与多维减振联合提速系统冲击频率优选

针对破岩钻进过程中自动垂钻与多维减振联合提速系统在上部液动冲击器的持续冲击及地层反力作用下易出现疲劳损伤的问题,为实现冲击频率优选,利用疲劳分析软件nCode Designlife,对冲击振动条件下自动垂钻与多维减振联合提速系统的疲劳损伤规律开展研究。结果表明:在冲击振动条件下,上扶正器的顶端截面由于直接承受来自冲击器的冲击载荷作用而具有最大的疲劳损伤;冲击频率低于100 Hz时,系统最大损伤值随冲击频率的增大先增大后减小,当冲击频率高于300 Hz时,频率的变化不会改变系统的疲劳损伤状态。因此,相比于常规低频冲击器,推荐选用300 Hz以上的高频冲击器,可以有效缓解井下振动,减少工具的疲劳损伤。研究结果对现场参数选型有一定指导意义。

气流冲击振动联合三通负压技术在PICC堵管中的应用研究

目的探讨气流冲击振动与三通负压技术联合应用在PICC堵管溶栓中的有效性。方法将PICC维护门诊就诊的PICC完全堵塞患者87例,按就诊时间先后分为对照组(36例)和观察组(51例)。对照组采用三通负压技术溶栓;观察组采用气流冲击振动联合三通负压技术溶栓。两组单日持续溶栓最长4 h,不成功者PICC余腔用尿激酶稀释液封管,第2天再进行4 h的溶栓,仍未见效者汇报医生,采取其他处理。比较两组患者单日门诊溶栓成功率、溶栓总成功率、溶栓成功耗时。结果观察组单日溶栓成功率、溶栓总成功率显著高于对照组,溶栓成功耗时显著短于对照组(均P<0.05)。结论气流冲击振动联合三通负压技术在PICC堵管的应用,可以提升溶栓成功率,缩短溶栓时间。

基于有限元模拟的薄膜热流计冲击振动分析

实现发动机热端部件热流的精准监测对于发动机的冷却设计和可靠性提高具有重要意义,而薄膜热流计具有结构简单、不影响被测件气动外形以及对流场干扰小等特点。针对航空发动机在运行时产生的高振动及高冲击载荷下的薄膜热流计结构可靠性问题,采用有限元方法,建立薄膜热流计的有限元模型,分析了冲击以及随机振动对热流计结构可靠性的影响,并且提出了优化建议。优化后的热流计的最大位移及最大应力都明显减少,结构的可靠性明显提升,冲击振动测试以及划痕测试的结果也验证了薄膜热流计结构的合理性。

多相旋流冲击振动动力学建模与突变分析方法

多相旋流在航空流控系统、化工匀浆搅拌、连铸过程浇注和核电冷却堆分离等工程领域广泛产生,其形成演变中多相耦合冲击振动动力学特性是具有高度非线性特征的复杂动力学问题。针对上述问题,文中提出了一种基于流固耦合的动力学模型和位移响应求解方法研究多相旋流冲击振动动力学行为。基于振动检测法原理,设计了多通道传感的旋流冲击振动观测平台,采用信号处理算法对流体冲击振动信号进行特征提取以判断旋流临界过渡状态,并提出一种基于小波的旋流非线性冲击振动突变识别方法。研究发现:旋流贯穿后高频段的振动幅值增大,小波变换dw4突变、高频能量结构的随机性脉冲分量和非线性阶跃等多重特征信息融合可用于多相流体耦合过渡状态的在线检测。

爆炸冲击振动对人体健康影响的评价

讨论了爆炸冲击振动对人体健康影响的评价方法，阐述了振动剂量法提出的依据和影响因素，并用振动剂量法统一了爆炸冲击和振动下人体耐受限的取值方法，提出了取VDV＝25m·S-1.75作为爆炸冲击振动下保证人员安全的容许振动剂量值。

气泡运动与舰船设备冲击振动关系的试验验证

由于水下爆炸和舰船动态响应的复杂性,对舰船水下爆炸动响应的认识的深刻程度主要来自试验现象和试验数据的分析。由于水下爆炸冲击波和二次压力波早已在水下爆炸试验测量中被发现,因此,在舰船和设备水下爆炸动响应的理论分析和计算过程中只将药包水下爆炸的冲击波作为主要外力,有时也考虑二次压力波的作用。也有人在研究中发现,气泡的运动有时对于舰船设备的运动是重要的。作者于1995年在浮动冲击平台水下爆炸试验中发现“水下爆炸气泡膨胀产生的滞后流是使安装频率为数十赫兹的舰船设备产生冲击振动的主要能源”。近年来,发表的水下爆炸气泡运动的研究文献增多,但是,基本没有涉及气泡运动与舰船设备冲击振动的关系。在2003年的圆筒模型水下爆炸试验研究中,作者从另一种角度,用更加简明有力的证据,验证了上述结论。显然,这一发现不仅对于建立正确的理论计算力学模型有重要作用,甚至对于舰船防护的研究乃至水中兵器的研究都有着重要意义。

10kg TNT当量爆炸容器的冲击振动监测

采用电压加速度计及精密电荷放大器 ,对 10kgTNT当量爆炸容器系统在五种TNT当量加载下的冲击振动进行了四点比较测试。试验结果表明容器壳体在爆炸加载时的冲击加速度可高达 7.75× 10 4g ,通过容器支座和柱形空心钢管支撑结构衰减后 ,振动加速度下降到 5 7g ,再经过实验工房地基的进一步衰减 ,工房墙体附近地面的垂直振动仅 0 .43g 。

仿冲击振动压实技术

为了探索节约型压实技术，开发了仿冲击振动压实技术，并对该技术进行了试验研究。通过对压实度、振动轮时域信号的频谱及功率谱分析可知，压实12遍时，150mm处压实度达到91%，300mm处压实度达到80%；频率成分丰富，多种频率参与压实作用，振幅为4～8mm，压实能量高。研究结果表明，仿冲击振动压实机具有多频参与压实作用、压实效率高等特点，有明显的高效节能的优势。

高维映射的Hopf分叉分析及其在冲击振动系统中的应用

应用中心流形范式方法研究了高维映射方程在非共振和弱共振情况下的 Ｈｏｐｆ 分叉问题，计算了中心流形，给出了映射的降维过程和简化方程，将 Ｒ２ 映射的 Ｈｏｐｆ分叉理论推广到了高维映射。应用该方法分析了一类两自由度冲击振动系统周期运动 Ｈｏｐｆ 分叉的存在性。

爆炸冲击振动环境下电子装备损伤仿真研究

为解决爆炸冲击振动环境下的电子装备损伤预测、生存性评估问题,在对电子装备冲击振动损伤效应分析的基础上,深入研究了电子装备冲击振动损伤建模与仿真问题,主要包括:冲击振动损伤仿真中的装备模型、冲击振动损伤效应模型、冲击振动损伤响应模型和损伤仿真过程模型。仿真实例结果表明提出的电子装备冲击振动损伤仿真方法是可行而有效的,并明确了下一步需要深入研究的问题,为深入开展电子装备冲击振动损伤仿真研究奠定了基础。

冲击振动能量通过“齿轮-轴-轴承-轴承座”多界面传递损耗研究

齿轮啮合时因刚度变化、缺陷和加工装配误差等各种激励源产生的具有冲击特点的振动能量,在通过"齿轮-轴-轴承-轴承座-金属板"多界面时,其冲击振动能量的损耗与接触界面之间的关系是一个没有解决的难题,迫切需要解决。针对这个问题,对振动能量传递多界面进行了定义,并分别从能量峰值和RMS值的角度对冲击振动能量在多界面上传递损耗进行研究,提出了能量保持因子概念,用来描述其能量通过多界面的损耗关系,并通过实验获得了多界面的能量关系与能量保持因子的系数表。试验结果表明,能量保持因子及其能量关系可以用于描述冲击振动能量通过多界面时的传递损耗。

西瓜成熟度无损检验的冲击振动方法

在试验分析了西瓜的力学和物理特性的基础上，提出了利用西瓜的振动频率响应来判断西瓜成熟度的无损检验方法。研究表明，传统的判断西瓜成熟度的含糖量与西瓜的振动基频有较好的相关关系。在此基础上，考虑了西瓜质量的影响，提出了用ｆ２ｍ ２／３做为西瓜的成熟度指数，并初步确定了“京欣”品种西瓜的成熟度指数范围。研究结果表明，冲击振动方法是一种比较有效的西瓜成熟度无损检验方法，为工程应用在线测量及分机处理奠定了基础。

仿冲击振动压实机动力学模型的建立及压实试验

为了解决道路施工中振动压实机影响深度有限、冲击压实机压实不均匀的问题,提出了一种新的仿冲击振动压实机械,建立了该机械与土壤相互作用的动力学模型,推导了机器跳起频率的表达式,分析了机器跳振时,行走距离与振动系数及抛离系数的关系。进而用试验的方法证明了仿冲击振动压实机跳振工况的存在,给出了判断机器跳振的新方法;并对仿冲击振动压实机在跳振与非跳振工况下的压实效果进行对比试验。试验结果表明:仿冲击振动压实与振动压实相比,压实性能有较大提高,更利于深层土壤的压实。

既有桥梁墩台自振频率测试的冲击振动试验法

提出了一种测量既有桥墩自振频率的新方法,即冲击振动试验法(IVTM).该方法是用重锤击打桥墩,测量桥墩顶部的响应并对其进行傅立叶解析,通过比较响应的幅值谱和相位谱来确定桥墩的自振频率.试验时可仅在墩顶布置一个传感器,因而试验相对较简单,试验费用较低,可以用来方便准确地对大量桥墩进行测试.

高频冲击振动对焊接残余应力的影响研究

焊接工艺广泛运用在高速列车中,然而焊接工艺在应用中会在构件表面产生较大的拉伸残余应力,直接关系到安全运营。由于焊接构件存在较大拉伸残余应力,采用高频冲击振动的方法消除构件的焊接残余应力。首先采用Nd:YAG脉冲式激光设备对AISI 1045钢进行表面处理,制备具有初始拉伸残余应力的实验试样,用以模拟实际的焊接残余应力;然后采用电磁式激振器系统对试样局部区域进行高频冲击振动处理,并采用小孔法测试高频冲击振动前后试样的表面残余应力。结果表明:高频冲击振动处理后构件x、y轴向的平均残余应力的释放量分别为145.7、136.0MPa;高频冲击振动在消除构件焊接残余应力方面具有较好的效果。高频冲击振动处理方法能够被用来消除高速列车焊接构件的残余应力,具有一定的工程应用价值。