非均布约束刚度下硬涂层圆柱壳自由振动的半解析建模及分析

为有效模拟圆柱壳服役过程的螺栓连接失谐情况,提出了一种周向离散非均布弹性约束模型。在此基础上,利用Rayleigh-Ritz法建立非均布约束刚度下硬涂层圆柱壳自由振动半解析模型。以涂敷NiCoCrAlY+YSZ硬涂层材料的薄壁圆柱壳为例,通过理论与试验和有限元结果对比验证了该模型的合理性。同时,进一步探讨了螺栓连接失谐对硬涂层圆柱壳复合结构振动特性的作用规律。结果表明,在不同螺栓数量下,随着约束刚度失谐参数的增加,结构固有频率整体呈现逐渐增加的变化趋势其变化速率逐渐减小。随着螺栓数量的增加,约束刚度失谐参数对硬涂层圆柱壳复合结构固有频率的显著影响整体上逐渐由低周向波数转向高周向波数。

基于蝶形准零刚度弹簧的双梁超材料低频带隙研究

为降低居民区变压器的低频振动噪声并促使变压器环保达标,提出一种采用周期性配置蝶形准零刚度弹簧的双梁超材料,以期实现变压器本体减振降噪。通过建立蝶形准零刚度弹簧的静力学理论模型,推导了蝶形准零刚度弹簧的回复力-位移、刚度-位移解析表达式,分析了其在平衡位置处的准零刚度特性,并采用有限元仿真验证了蝶形准零刚度弹簧的力学性能;以此为基础,基于欧拉-伯努利梁理论建立了由蝶形准零刚度弹簧周期性耦合硅钢片梁和硬铝合金梁构成的双梁超材料的元胞动力学模型,结合连续边界条件和周期性Bloch定理推导了双梁超材料的弯曲振动色散关系,研究了其低频带隙形成机理,仿真分析了双梁超材料的低频带隙特性。结果表明,通过蝶形准零刚度弹簧周期性弹性耦合硅钢片梁与硬铝合金梁形成的双梁超材料可产生应用于变压器铁芯硅钢片低频振动噪声高效抑制的低频带隙,且该低频带隙由布拉格散射-局域共振混合机制产生,为变压器低频振动噪声控制提供了一种崭新的思路。

重型卡车驾驶室结构噪声预测与板件声学贡献度分析

为了确定驾驶室内哪些板件对驾驶员的耳旁噪声影响最大,首先建立了重型卡车驾驶室有限元模型,通过比较分析计算模态和试验模态验证了其精度;在此基础上建立了驾驶室声-固耦合模型,进行了耦合模态分析,得到了声场和结构的耦合效应;以实车工况测试的驾驶室4个悬置加速度信号作为模型外部激励输入,基于耦合有限元法对驾驶员耳旁噪声进行了预测,通过与试验测试值对比进一步验证了驾驶室声-固耦合模型的精度;最后进行了板件贡献量和结构模态参与因子分析,确定了对驾驶员耳旁峰值声压贡献最大的板件,并通过对比分析板件厚度优化前后的噪声声压,验证了分析结果的正确性。

弹性约束硬涂层圆柱壳自由振动的半解析模型

为准确描述弹性约束下硬涂层圆柱壳复合结构的自由振动行为,本文在考虑弹性约束的基础上,以硬涂层圆柱壳为研究对象,采用Rayleigh-Ritz法对弹性约束硬涂层圆柱壳的自由振动进行半解析建模,提出一种离散非均布刚度弹性约束模型以有效模拟实际螺栓连接。以涂敷NiCoCrAlY+YSZ的硬涂层圆柱壳结构为例,将半解析计算和测试结果进行对比分析。结果表明,固有频率的半解析值与实验值基本一致,最大和最小偏差分别为4.57%和0.03%,验证了弹性约束硬涂层圆柱壳自由振动半解析模型的合理性;与经典固支约束条件对比模态振型结果,进一步验证该弹性约束模型的适用性。

简谐激励下板壳结构加强筋仿生布局降噪方法

分析叶脉脉序形态的形成机理及构型规律,提取叶脉脉序生长的结构力学准则。以最小弹性应变能与抑制最大剪应力为主及次脉生长准则、以矢量平衡方程为脉序分歧准则建立具有叶脉分枝结构特征的板壳加强结构仿生设计模型。以降低谐振结构声辐射为目标,利用相似原理提出适合板壳结构加强筋布局设计的仿生脉序生长算法。并用典型薄板结构进行加强筋分布设计,验证板壳加强结构仿生布局方法在降噪中的可行性及有效性。

基于立方体STEWART的微振动主动控制分析与实验

采用立方体结构隔振平台,它具有各向同性以及轴向运动解耦等特点。对立方体Stewart平台分别进行运动学和动力学分析,获得杆长与平台姿态的雅克比矩阵,揭示平台振动传递特性。采用压电叠堆为主动控制单元,设计立方体Stewart主动隔振平台,并通过实验测定平台主动杆在5~120Hz频带内的输出特性,通过实测数据修正理论分析得到的雅克比矩阵。结合Fx-LMS主动控制算法,对基础干扰进行主动抑制,实验结果表明,在5~120Hz范围内,对于单频干扰,平台可实现30 dB抑制效果。

卫星飞轮安装支架的粘弹性阻尼减振设计

应用粘弹性约束阻尼减振技术对某卫星飞轮组件安装支架结构进行振动抑制处理。约束阻尼技术能在不对结构作大的修改的前提下,提高结构的阻尼能力。首先建立原型支架结构的有限元模型,计算了其动态特性。分析了支架结构关键模态的应变能分布规律,确定出约束阻尼处理的铺敷位置。采用参数优化方法,比较了不同约束层厚度、不同阻尼层厚度设计情况下的结构阻尼性能,在满足附加重量和工艺限制要求的前提下,确定出阻尼减振设计方案。最后,将阻尼前后支架结构的加速度频率响应结果进行了对比,验证了在飞轮安装支架上应用粘弹性阻尼减振的合理性和有效性。

泡沫铝消声器的优化与仿真分析

基于多目标优化软件ISIGHT,运用多岛遗传算法对泡沫铝消声器进行优化设计。在不改变泡沫铝消声器整体结构的基础上,对消声器的进口管、出口管以及中间管的长度和直径尺寸进行修改,并分别在FLUENT和SYSNOISE中对优化前后的消声器进行仿真分析。结果表明:优化后的泡沫铝消声器的传声损失比优化前平均提高了5 dB左右,压力损失降低了11%左右,优化后的泡沫铝消声器具有更好的声学性能和空气动力学性能。

注排液型砂轮平衡装置控制策略与实验研究

为有效地解决砂轮失衡造成的磨床振动问题,介绍了一种新的注排液型砂轮平衡装置,为该平衡装置提供了一种液体控制策略,包括初次平衡进程和相位注液控制进程两部分。初次平衡进程根据系统初始值进行动平衡计算向平衡装置内注射液体,快速地将不平衡量降低到一个很小的值;相位注液控制进程通过设定目标振动值,根据砂轮失衡量的相位信息选择相应的注射腔,采用模糊PID控制器控制电磁阀进行多次微量注液,将不平衡量维持在一个很低的水平。砂轮动平衡实验结果表明,转速为2 700 r/min时,采用此策略的注排液型平衡装置可以将不平衡振动快速、有效地降低到一个很低的水平,砂轮失衡造成的振动下降达89%,验证了提出策略的可行性和有效性。

基于远场线阵的大型结构体声场重建技术研究

针对大型结构声场重建中需要大面积的测点布放的难题,首先,根据波叠加方法的声全息技术,结合声振耦合软件virtual.lab重建了圆柱壳模型在单频激励作用下的空间声场;然后,通过仿真分析了阵元数、空间位置、等效源形状等因素对重建精度的影响;最后,将波叠加法的计算结果与理论值进行了对比,二者结果一致,由此证明了基于水平线阵的大型结构体声场重建技术的可行性,而且其计算效率高、精度满足工程应用要求。

考虑上部管柱变形影响的减震器动力学分析

针对在冲击载荷下长测试管柱的减震问题,利用行波法建立了减震系统动力学模型,与以往研究模型进行了比较,分析了减震器在冲击载荷下的动力学特性.结果表明:上部测试管柱的变形将增大减震器系统的阻尼系数,同时减小减震器系统的固有频率,从而增强减震效果;测试管柱材料系数和减震器参数比值影响减震效果,比值愈大,减震效果愈好.

变频磁阻电机降噪技术研究

新开发的某高效变频磁阻电机由于电磁激振力较大,易导致振动和噪声的加剧。在实际运行中,噪声会严重超标甚至产生共振现象。通过采用频谱分析、固有频率测试、电磁力计算等方法对该电机噪声有问题的高频段和低频段分别进行了细致的研究。探讨了各种可能的降噪方法,并提出了包括结构改进等降噪措施,实测结果表明该降噪方案是合理有效的。

基于混沌粒子群算法的冰箱压缩机隔振优化设计

冰箱压缩机隔振系统的参数寻优问题关系到隔振成败,传统参数优化设计存在容易陷入局部最优和迭代发散问题。针对该问题建立压缩机4点隔振的动力学模型,提出以隔振系统的6自由度能量最大程度解耦为优化目标、以4点支撑的各向刚度为设计参数的系统频率离散分配优化方法,首次采用基于罚函数约束的混沌粒子群算法进行隔振参数寻优求解。结果表明,优化后隔振系统固有频率分配更加合理,主要方向解耦率得到显著提高。混沌粒子群算法克服传统序列二次规划法容易陷入局部最优的缺点,所得系统隔振效果优良,相对于遗传算法优化结果解耦程度更高。动力学仿真分析验证所提优化方法的合理性和有效性。

汽车怠速方向盘振动控制研究

在分析汽车怠速工况下方向盘振动产生机理基础上,针对某款AT轿车怠速开空调时方向盘振动过大的问题,分别对激励源、主要传递路径及转向系统模态进行分析。得出驱动轴传递力偏大及方向盘固有频率与发动机激励频率耦合是导致该车怠速工况方向盘振动大的主要原因。在此基础上,提出并实施发动机怠速目标转速降低50 r/min、驱动轴万向节节型由DO型改为GI型及转向柱结构加强三个方案,有效降低驱动轴传递力及提高转向系统固有频率,使该车方向盘怠速振动得到有效控制。

整体式挤压油膜阻尼器对管道振动抑制试验

针对管道振动现象,设计了一种整体式挤压油膜阻尼器并分析其刚度影响规律。利用SAP2000软件模拟仿真阻尼减振效果。搭建二维门型管道振动试验台,在管道上安装整体式挤压油膜阻尼器,研究整体式挤压油膜阻尼器控制管道振动的影响规律。结果表明:整体式挤压油膜阻尼器安装在激振源处且与激振力平面平行时的减振效果最佳,较原始振动降幅达51.83%;安装在激振源处且与激振力平面垂直时的减振效果最差;安装两个整体式挤压油膜阻尼器减振效果优于安装一个整体式挤压油膜阻尼器;安装在激振源处的减振效果优于安装在远离激振源的效果。

橡胶减振器(上)

1 前言 振动是干扰人们日常生活与工作环境的因素之一。消除或减小振动不仅可防止振动公害,对保持更为舒适的生活环境也具有积极意义。改善汽车、铁道车辆的乘座舒适性,避免使振动传递到住宅及办公室等是防振的目的之一。此外,鉴于高新技术的应用和制品精密度要求越来越高,制品的生产和检测等工作需要在振动极小的环境进行。

用于核电机组复杂管线小支管的动力吸振器设计与试验研究

核电机组复杂管线小支管长期无规律地振动会导致管道疲劳断裂、破损而引发泄漏,甚至发生核电安全事故。目前常采用加固或减振的方式,但效果不佳,某些频率下的振动峰值难以降低。针对上述问题,本论文设计了一种结构简单、安装方便且质量可调的动力吸振器。通过模拟实际振动工况参数,然后对有无动力吸振器的小支管进行动力学建模分析,并以加速度传递率为参考对动力吸振器相关参数进行设计,获得动力吸振器的最优质量、刚度以及阻尼。最后实物制作并进行试验验证,结果表明,本论文所设计的动力吸振器将小支管在共振频率下的三向振动降低了60%以上(大于工程要求的5 dB);通过微调质量块个数扩大了吸振频段的可调节范围,能够满足不同工况的需求;增加金属橡胶材料进一步增强了动力吸振器的吸振效果,相比无阻尼结构可以将减振性能提高10%以上。本研究为核电机组复杂管线小支管的减振提供了有效方法。

新型结构橡胶金属减振器

介绍了德国、法国几家公司研制生产的带有液压缓冲元件的新型橡胶金属减振器的结构及特性。

开孔硬涂层薄壁圆柱壳复合结构的半解析建模及振动特性分析

针对硬涂层薄壁圆柱壳复合结构的圆形开孔问题,提出了一种参数化的周向区域分解法,并基于Rayleigh-Ritz法建立了开孔硬涂层薄壁圆柱壳复合结构的自由振动半解析模型。以涂敷NiCoCrAlY+YSZ硬涂层材料的开孔薄壁圆柱壳为例,通过对比解析与有限元计算结果验证了该半解析模型的有效性和合理性。同时,探讨了周向均布条件下开孔数量、轴向位置、开孔大小和硬涂层弹性模量对开孔硬涂层薄壁圆柱壳复合结构振动特性的作用规律。结果表明,开孔会增加复合结构的固有频率,但随着周向均布孔数的增加,结构固有频率不断减小,且当开孔数等于周向半波数或其特殊倍数时,结构固有频率会发生突变升高的特殊现象;随着硬涂层弹性模量的增加,结构固有频率均不断增加;随着轴向开孔位置的升高,结构固有频率不断降低,且当开孔数等于周向半波数或其特殊倍数时,降低幅度会大大增加;孔径的增加也会降低结构固有频率,但当开孔数等于周向半波数或其特殊倍数时,结构固有频率会随着孔径的增加而增大。

基于拖曳阵的本船辐射声场重建技术研究

针对传统水下辐射噪声测量方式的不足,提出了利用船舶自带拖曳阵回转的方式,根据波叠加方法进行本船辐射声场重建.该方法首先根据分段受力分析法获得回转过程中船舶与拖曳阵空间位置关系,然后通过拖曳阵接收的自噪声进行声场重建.通过仿真分析频率、空间位置、回转半径等因素对重建精度的影响.针对拖曳回转存在盲区的问题,提出声压-振速联合重建声场,实现全方位的本船辐射声场重建.将波叠加法的计算结果与virtual.lab计算的理论值进行对比,证明了基于拖曳阵的本船辐射声场重建技术的可行性,该方法计算效率高,计算精度满足工程应用要求.