精密设备防微振基台动力特性分析与研究

电子制程产业属于高投入、高产出的技术密集型行业,其精密工业设备对微振动环境要求较严格,因此防微振基台尤为重要。基于有限元分析与工程实测方法,分析基台板厚对防微振基台结构固有频率、动刚度等动力特性的影响,并结合精密设备容许振动标准对不同厚度基台振动响应进行振动评估,为精密设备防微振基台设计提供理论依据和制程。

高能同步辐射光源土体动力学参数反演方法

考虑到土体动力学参数是高能同步辐射光源等大科学装置环境微振动控制中场地振动响应评估的一个重要条件,基于常时微动测试提出土体动力学参数反演的方法,并在高能同步辐射光源现场开展了常时微动测试方法、单频激振器稳态激励法和锤击瞬态激励法原位试验和对比验证.试验结果表明,常时微动测试方法反演得到的土体动力学参数与其他2种方法的结果相差不大于15%,反演计算得到的土体相速度与实测相速度相差不超过5%.常时微动测试土体振动响应以Rayleigh波为主,具有测试设备便捷、测点振动响应相干性要求不高、不需要考虑测点与振源距离等优点.常时微动测试可为大科学装置场地土体动力学参数反演提供更简便可靠的分析方法.

交通荷载作用下不同场地微振动响应及衰减规律分析

随着高科技电子产业的蓬勃发展,车辆行驶对高科技电子厂房产生的微振动影响逐渐引起人们的关注。为研究交通荷载作用下不同场地的振动响应及衰减规律,对上海、北京、太原3个场地进行振动原位测试和分析。研究发现:相同振源在不同场地引起的振动响应及衰减速度不同,场地土越软,引起的振动响应越大,地面振动衰减速度越慢;频谱峰值对应频率随场地土硬度增大逐渐增大;高频信号振动衰减速度大于低频信号,低频信号传播距离较高频信号更远。在卡车以20 km/h车速行驶工况下,中软土、中硬土场地距路中心60 m以后的测点场地振动水平低于VCD水平,适于布置电子厂房。对于软弱土场地,距路中心150 m的测点场地振动水平依然大于VC-D水平,需要考虑低频振动隔振。

高速列车的关键力学问题

在过去10年时间,中国和谐号系列高速列车经历了一系列速度上的飞跃.在最初引进消化吸收基础上,研制了新一代高速列车并大规模投入运营,伴随这一过程的大量试验与工程实践,大大促进了对高速铁路这样一个车-线-网-气流强耦合的复杂大系统中的关键力学问题的深入理解和全面研究.该文将从6个方面对高速列车研制和运行过程中的典型力学问题的研究进展以及未来的研究方向做一个梳理.考虑到这样一个大系统的复杂性,同时也为了使对高速列车感兴趣的技术与科研人员对这些力学问题有一个比较全面的认识,文中将分别就高速列车的空气动力学、弓网关系、车体振动与车体模态设计、车体运行稳定性、高速轮轨关系、关键结构的运行可靠性和列车噪声等方面的研究进行总结和展望.同时也对中国及国际高速列车发展趋势及其中的力学问题做了一个简要介绍.

定常横风作用下高速列车的安全性分析

基于空气动力学理论,建立高速列车空气动力学模型,计算不同运行速度下高速列车在明线运行和明线横风场景下的气动力荷载。同时采用多体系统动力学理论,建立车辆多体动力学仿真模型。将气动荷载导入车辆仿真模型,计算在无横风和有横风条件下,列车以不同速度行驶时的车辆动力学响应及其安全性指标。获得在无横风和有横风条件下高速列车运行安全性随速度的变化规律。研究结果表明,横风作用将对列车的安全运行构成极大的威胁。参照有关高速列车运行安全性评定标准,给出15 m/s横风风速下高速列车安全运行的速度限值。

基于应变测量的弹体截面载荷识别

如何通过实弹试验中测量的导弹弹体应变数据获得弹体截面等效载荷是型号设计部门面临的研究课题。引入一种数值反演方法,利用导弹试验过程中实测弹体表面应变数据实现弹体截面总体载荷识别。为解决实际测量过程中可能出现的数据坏点对识别结果的干扰,提高载荷识别的可靠性,提出基于线性相关性理论的测量数据坏点剔除方法,设计验证试验,检验识别方法的精度和可靠性。试验结果表明:该识别方法简单易行,且具有很高的识别精度与工程应用价值。

高速列车系统振动响应随运行速度的变化特征

运行速度不断提升是当今高速列车发展的趋势;而车辆系统振动响应随运行速度的变化特征可作为衡量列车设计性能好坏的指标。采用多体动力学软件和有限元方法相结合,建立刚柔耦合的列车动力学模型;其中轨道不平顺激励中的动态不平顺部分采用实车实测数据标定。通过仿真,获得车辆系统在0~50 Hz频率范围内的振动响应随运行速度的变化特征。结果表明,随着运行速度的提高,车辆系统振动响应与平稳性指标呈现非单调的增长趋势。受轨道板长度为周期的动态不平顺激励影响,车辆在低速存在不利运行速度区域。

土壤介质振动传递特性模型试验及实测研究

设计了一个土壤介质振动传递试验模型,测量得到了振动加速度响应随距离、激励力大小以及激励频率的变化规律。试验结果表明,响应随距离的增大而减小,随激励力的增大而增大,随激励频率的增大而增大。同时对北京地铁十三号线太阳园段进行振动测量,实际测量结果与模型实验测量结果对比分析表明,土壤介质振动传递试验模型可以很好的反应轨道交通振动的传递特性。

某大型室内主题乐园楼盖舒适度测试与分析

随着中国主题乐园行业的整体发展,越来越多的中小型游乐设备由室外搬到室内,由地面搬到楼上。为避免竣工后的使用过程中由于楼盖振动问题进行加固改造,需要在结构设计阶段进行楼盖振动舒适度计算。本文从楼盖振动舒适度的角度,根据国内外研究成果,分析了国内外规范、标准的异同点,结合工程实例,分析了游乐设施引起的楼盖振动响应、楼盖振动的特点,提出了适用于游乐设备的楼盖振动舒适度评价方法及峰值加速度限值,可为类似工程提供参考。

公路交通荷载作用下场地微振动响应分析

随着高科技电子产业的快速发展,公路交通荷载对电子厂房精密设备的微振动影响引起人们的广泛关注。为研究交通荷载以不同行驶状态在道路行驶对场地振动响应的影响,对上海某一工业园区进行满载卡车以不同行驶状态通过时引起的场地振动响应测试与分析。研究发现:改变卡车编队方式引起的场地振动响应自大到小依次为串行、并行、单车行驶;卡车行驶速度越快,引起的场地振动响应越大,衰减速度越快;改变卡车行驶方式,匀速行驶引起的场地振动响应大于制动行驶。

北京高能同步辐射光源实验大厅在扫频激励下微振动水平的测试与分析

微振动控制是精密大科学装置在建设过程中的重点关注对象之一,北京高能同步辐射光源(HEPS)项目采用浇筑1 m厚钢筋混凝土结构底板加3 m厚的素混凝土垫层的方式来实现项目要求的微振动控制目标。报道了主体结构完工后,在北京高能同步辐射光源建设施工现场开展的1~100Hz激振器扫频激励试验。通过对试验中实测得到的振动信号在时域和频域内进行分析,评估北京高能同步辐射光源主体结构完成后实验大厅底板的微振动水平和微振动控制能力。试验结果表明:在1~100Hz的振动激励下,实验大厅底板表现出良好的振动控制能力。

土体振动二维仿真分析的建模问题

如何通过有限元仿真模型分析单频荷载激励下土体波动引起的土体表面振动响应是土体振动传播研究中面临的重要课题。建立了土体二维轴对称模型,使用谐响应分析方法得出土体表面的振动响应,探讨分析了土体仿真模型建立过程中的3个问题,并提出建模问题相关建议。进一步研究了土体密度、剪切波速、阻尼比等土体参数对土体振动响应的影响。本文研究结果为土体仿真建模分析提供了一定的理论依据。

竖向简谐荷载作用下的基础板减振效果研究

电子工业厂房的防微振要求较高,其一般采用大质量混凝土厚板作为基础来减小外界振源对内部结构的影响。运用ANSYS有限元软件建立了三维地基-基础的实体模型,采用粘弹性人工边界,研究了在竖向简谐荷载的激励下,基础板尺寸、厚度、混凝土弹性模量、土的剪切波速对减振效果的影响,并对这些参数进行了归一化处理,根据模型计算结果提出了一个可以预测基础板竖向减振量的公式。