阻尼调控下两类动力吸振器的H_(∞)设计与试验

动力吸振器凭借其出色的吸振能力得到了学术界和工程界的广泛关注.然而其对共振频率、阻尼系数等系统参数的高敏感性给系统设计及其应用带来了极大的挑战.传统的油液式黏滞阻尼器难以实现阻尼的有效调节,新兴磁流变阻尼器高昂的造价也限制了该技术的实际应用.近年来可调电磁分支电路阻尼的发展为动力吸振器现场最优调谐提供了新的可行性.文章基于直线式电磁分支电路阻尼器的结构特点,采用永磁体同极对置的方法提升了阻尼器的机电耦合效率,通过数值仿真得出了六段对置式电磁分支电路阻尼器的机电耦合系数及等效阻尼系数.电磁分支电路阻尼器可通过调整外接分支电路的阻抗实现阻尼力的实时调整,并将其应用于悬置式和接地式动力吸振器系统中,实现了两类动力吸振系统基于H_(∞)优化方法的最优化吸振效果,有效抑制了主系统的振动响应.两类动力吸振系统的试验测试结果与理论预测一致,充分证明了可调电磁分支电路阻尼器的有效性,为动力吸振器的进一步发展应用提供了设计准则和依据.

压裂泵车车载发动机支撑横梁的性能评估

当前压裂泵车多配备大功率车载发动机,其振动容易引起支撑横梁的疲劳失效。以2500型压裂泵车连接发动机与变速箱的右侧支撑横梁为研究对象,通过相关参数确立边界条件;然后利用有限元软件对其进行静力分析,得出应力集中位置出现在近发动机端的圆孔处;继而将仿真结果导入nCode Design-Life,采用S-N静态疲劳设计方法对其进行疲劳可靠性分析,得出该支撑横梁容易产生疲劳失效的位置仍出现在发动机端的圆孔处,与现场出现裂纹位置相吻合,并提出相应的改进措施,为支撑横梁的结构优化提供了参考。

高压作业下管汇的空间流固耦合分析

高压作业中管汇的振动问题对实际工程作业的安全性和设备寿命造成了很大影响,而流固耦合是造成管道振动的重要原因之一。因此,以单作用三缸往复式压裂泵为研究对象,通过改变约束位置和约束方式选取几种可行的约束方案,进而使用有限元分析软件ADINA对高压管汇进行流固耦合分析,仿真模拟出不同方案下的振动情况及应力应变结果。分析结果表明,固定约束能够有效缓解振动,但容易造成应力集中;相对而言,弹性支撑对振动的缓解稍弱,但不易产生应力集中现象,有利于延长管汇寿命。因此,合理地组合使用2种约束方式能够达到较好的减振效果。研究结果可为实际高压管汇作业中支撑方案的选取提供参考。

基于ADAMS与ANSYS的橇装压裂设备联合仿真

海上橇装压裂设备在海洋平台或甲板上作业时,其周期性的载荷激励容易对其底部支撑造成损坏。为此,对橇装压裂设备的主要激励源五缸往复式柱塞泵进行动力学仿真分析,得出其在2挡产生的激振力最大,因此以2挡为例进行分析计算。采用ADAMS对压裂橇进行不同连接方案下的动力学仿真分析可知,在压裂橇底部施加8点弹性支撑时,其支撑点的受力较小且趋于稳定;将压裂橇8点弹性支撑的动态响应结果输入到ANSYS作为甲板的动态激励,分析得出甲板的响应结果符合商船振动综合评价标准。提出的减振方案及分析结果对海上橇装压裂设备的安放具有一定的参考价值。

海洋油气压裂设备噪声特性试验研究

为研究海洋油气压裂设备的噪声特性,基于现场测试,对单台海洋油气压裂设备的噪声特性进行测试分析,主要包括背景噪声测试和1~6挡稳定运行工况下的噪声测试。通过数据处理,研究压裂设备噪声特性,确定其辐射噪声较大位置以及产生原因。用声压法(工程)计算压裂设备辐射的声功率,研究挡位变换对压裂设备辐射噪声的影响。研究结果表明:海洋油气压裂设备噪声显著频段为315~4 000Hz,呈宽频特性,以机械性噪声为主;靠近甲板位置处噪声声压级较大,甲板和机组的反射作用会明显增强噪声;变换挡位对整机辐射的噪声声功率无影响。研究结果可为制定合理的降噪措施提供依据。

新型盘鼓式制动器设计与分析

针对重型载货汽车上下坡频繁刹车和轻型汽车紧急刹车制动力不足的现象,研究了盘式和鼓式制动器各自的优缺点,设计出一种新型的盘鼓式制动器,该新型制动器可以继承盘式与鼓式制动器的优点,弥补其不足,并且表现出较高的制动效能。基于UG NX 8.0各个模块对制动器的结构设计、零部件CAE分析及运动仿真等方面进行研究,采用理论计算与软件辅助设计相结合的方法,得出两种可行的结构,并对该新型结构与传统制动器进行比较,结果表明:新型制动器可实现较大制动力;鼓式与盘式制动部分均实现制动增势效果,提高制动效能;鼓式制动部分亦可实现驻车制动功用。