某全回转救助拖船船体结构振动分析

针对全回转救助拖船在螺旋桨最大转速时出现的船体结构振动问题,通过实船振动测试分析,判断引起船体结构振动的激励源来自艉部螺旋桨,而螺旋桨激励引起船体结构强迫振动和共振。在采取船艉结构加强,敷设阻尼减振材料的方法进行振动控制后,实船测试表明,船体结构振动速度最大降低7.23 mm/s。

新型搅拌装置底支撑结构探讨及应用

基于带有底支撑的搅拌设备在运行中存在的问题,指引了新型底支撑的研发、设计基本方向。在新型底支撑封闭腔体内注入水或其他允许的无固含的液体,使物料中的固相很难进入到新型底支撑的封闭腔体内,由于隔绝了物料中的固相进入新型底支撑腔体内,从而消除了因此而引起的搅拌设备振动、底支撑磨损等问题,从而扩大了底支撑应用场合,形成一系列优势。本文主要介绍了底支撑的作用、新型底支撑的结构特点以及与安装底支撑相应的注意事项。

综采面双滚筒采煤机的常见故障与处理分析

为进一步提升双滚筒采煤机的运行质量,结合实际案例,分别对双滚筒采煤机运行时常见的截割部齿轮损坏故障、振动故障和液压调高系统失准故障3种情况进行初步分析,并根据分析结果,分别提出了针对性的解决措施。结果显示,应用以上解决措施后,有效解决了相应的问题,证明该研究具有一定实际应用价值,能为今后的相关工作提供一定参考。

磁致伸缩振动能量收集器的全耦合非线性等效电路模型

磁致伸缩材料具有应变大、响应速度快、稳定性好、频带宽的特点,是制作振动能量收集器的理想材料。当前磁致伸缩振动能量收集器建模主要利用线性压磁方程,此模型未能从材料自身耦合和磁路结构进行输出分析,导致输出预测误差较大。该文首先搭建了磁致伸缩材料磁特性测试装置,测试分析了磁致伸缩材料Galfenol合金在不同压应力尤其是大幅值应力下的磁特性;然后基于Gibbs自由能推导了Galfenol材料的全耦合非线性本构方程,进而构建了考虑漏磁、非线性、机磁耦合及饱和效应的振动能量收集器的等效电路模型,并对等效电路模型进行了非线性数学表征和参数识别;最后基于Galfenol材料设计了一个可以承受大幅值振动力的双棒型振动能量收集器样机,通过实验研究了收集器输出电压在不同力幅值、力频率、负载阻值等工况下的变化规律。实验结果与模型的计算结果对比分析表明,所建立的全耦合非线性等效电路模型可以准确预测振动能量收集器的输出电压特性。

考虑桩基础柔性的固定式海上风力机调谐液柱阻尼器振动控制研究

采用线性耦合弹簧模拟风力机桩基础柔性,基于时域整体耦合分析方法,建立考虑桩基础柔性的海上风力机-调谐液柱阻尼器(TLCD)的耦合数值仿真模型,开展风浪联合作用下固定式海上风力机结构振动控制研究,探讨TLCD对于减振效果的影响,并结合频域响应揭示了TLCD的减振机理。研究表明,所设计TLCD通过调谐支撑结构一阶模态有效降低了固定式海上风力机结构自由衰减时程和耦合运动响应。与此同时,验证了不同设计工况下海上风力结构减振效果的差异,以及环境荷载与海上风力结构耦合效应对于TLCD减振效果的影响,进一步,依据海上风力机结构耦合运动响应控制率对TLCD的适用性和有效性进行了评价。

考虑桩基础柔性的固定式海上风力机调谐质量阻尼器参数优化研究

将被动调谐质量阻尼器(TMD)应用于单桩基础海上风力机,以降低风、浪联合作用下风力机塔筒结构动力响应。利用等效桩长法模拟桩基础柔性,将该方法引入气动-水动-伺服-弹性-振动控制风力机仿真程序FAST-SC,建立能考虑桩基础柔性影响的固定式风力机-TMD耦合数值仿真模型。同时,选取固定式海上风力机支撑结构一阶弯曲模态为主模态,并将TMD简化为单自由度体系,基于拉格朗日方程建立简化的单桩海上风力机-TMD耦合模型。基于该简化模型,采用响应面法分别对刚性桩基础和柔性桩基础条件下的海上风力机的TMD参数进行优化。将优化的TMD参数代入所建立的能考虑桩基础柔性影响的海上风力机-TMD耦合数值模型中,对比不同风、浪作用下TMD对采用不同桩基础边界条件的海上风力机减振效果的差异。通过对比得出:不同桩基础边界使得单桩基础海上风力机结构频率不同,所得的最优TMD设计参数也不相同,优化设计后的TMD对风、浪联合作用下柔性桩基础海上风力机的减振效果明显优于刚性桩基础。

全自动布料振捣钢模台车在隧道二衬施工中的应用研究

在高速路网不断健全的情况下,高速公路隧道建设项目也出现了大幅增加的态势,而且,由于对其进行了大量的理论探索和大量的实际工作,现有的二衬施工技术已经有了很大的发展。针对这一现状,本文结合隧道二衬施工,从结构优化和钢模施工两个角度,对钢模台车过程进行了系统的论述。

时速350 km高速铁路桥上全封闭声屏障车致振动分析

为分析时速350km高速铁路桥梁全封闭声屏障的车致振动影响,建立有限元模型,分析结构自振特性,基于铁路大系统动力学理论,建立列车-轨道-桥梁-声屏障动力相互作用模型,利用仿真软件RTTB,对列车高速通过桥梁全封闭声屏障时系统的动力响应进行数值计算和评估。结果表明:CRH3动车组以350 km/h的速度通过桥梁和全封闭声屏障时,车辆的安全性指标合格,平稳性指标优秀,桥梁各项设计指标均满足规范要求;相对于CRH3动车组单列车过桥的情况,CRH3动车组双列对开模式下,车辆动力学指标最大值增幅在6%以内,声屏障顶端垂向加速度和垂向位移增加约1倍;车致振动影响下,全封闭声屏障相对于桥梁的振动变形以横向为主,声屏障顶端横向位移最大可达桥梁横向位移的11倍,声屏障顶端横向加速度最大可达桥梁横向加速度的6倍;连续梁桥上声屏障整体纵向倾斜和横向倾斜频率分别为5.356 Hz和5.392 Hz,简支梁上声屏障相同振型的频率与之接近。

提花龙头电磁铁组件全自动装配机构的设计实现

根据提花龙头组件装配中面板的电磁铁装配需求,设计了一种提花龙头组件电磁铁全自动装配机构。对上料机构振动盘的轨道及夹装机构进行了设计,通过SolidWorks软件对电磁铁装配整体机构进行三维建模,并对机构中夹爪部分进行了优化设计;同时,对机构控制系统进行了设计,对机构整体进行了动画仿真,并搭建试验平台验证了其可行性,试验结果表明:该机构在每分钟装配7个电磁铁的工作频率下,成功率达97%,为企业后续进行全自动装配线的开发提供了可靠的前期准备。

考虑整车的刚柔多体全浮式驾驶室悬置系统参数优化设计

在考虑车架柔性的基础上研究商用车驾驶室悬置参数优化问题。建立了基于整车的刚柔多体全浮式驾驶室悬置系统参数化模型,对驾驶室悬置系统和底盘主悬置系统进行参数匹配优化设计,提高了整车系统的平顺性。

基于振动信号时域特征的综放工作面煤岩识别

为提高放顶煤的自动化和智能化水平,实现综放工作面的少人化和无人化,利用自主研制的测振记录仪,获得了不同测点处煤矿井下综放工作面顶煤、矸石与顶板岩石垮落等工况下,液压支架后尾梁与后部刮板输送机的振动信号时域指标,经统计分析发现方差、偏度与峭度指标对工况变化敏感,可作为综放工作面煤岩性状识别的评判依据,其中峭度指标最为敏感,分析了液压支架后尾梁与后部刮板输送机振动信号获取的难易程度,得出液压支架后尾梁更适合作为综放工作面煤岩性状识别的测点。

综掘面粉尘场数值模拟及除尘系统研制与实践

为了解决矿井综掘工作面高浓度粉尘问题,结合矿井综掘工作面产尘特点,在对综掘工作面通风系统进行流场分析后,利用FLUENT软件,对综掘工作面粉尘场进行数值模拟,并分析了粉尘浓度分布规律,依据湿式振旋除尘原理,设计了综掘工作面附壁风筒封闭式除尘系统,并在枣庄矿业集团高庄煤矿3上1101轨道巷综掘工作面进行了现场应用。结果表明,矿井综掘工作面的全尘和呼尘的平均降尘率为93.0%和92.3%,取得了理想的降尘效果。

全埋入单桩基础纵向振动模态正交性研究

基于全埋入单桩基础的纵向振动运动方程,结合节点力平衡和位移协调条件及单元局部对偶坐标系下的位移与轴力的对偶变换关系,从连续模型的角度证明了全埋入单桩基础纵向振动模态正交性.以回传射线矩阵法为基础,求解了全埋入单桩基础的自振频率、衰减系数及不同自振频率所对应的模态,并通过算例验证了全埋入单桩基础纵向振动模态的正交性.

全柔性杆空间机械臂动力学与运动L_2增益抗扰鲁棒反演控制

讨论了全柔性杆空间机械臂系统动力学、运动L_2增益抗扰鲁棒反演控制。结合拉格朗日方法、动量守恒关系和假设模态法对系统进行动力学分析,获得了系统的动力学方程。基于系统双时标模型,采用奇异摄动法,将系统降阶分解为两个子系统:描述关节刚性运动的慢变子系统,描述柔性杆振动的快变子系统。为慢变子系统设计了对外部有界干扰具有抑制作用的鲁棒反演控制器,使外部有界干扰对系统性能输出的L_2增益小于给定值;基于线性系统最优控制理论实现了快变子系统的控制,以抑制由臂杆柔性引起的振动。数值仿真说明了所设计混合控制器的可行性和有效性。

综采工作面顶板预裂爆破振动对临近村庄民居的影响研究

为了弱化坚硬顶板,减小顶板来压剧烈程度,保证开采过程的安全,山西高平科兴米山煤业有限公司选用顶板预裂爆破的方法人为破坏顶板。首先采用理论计算得出爆破所产生的振速峰值;然后利用数值模拟软件ANSYS/Ls-Dyna建立物理模型,对切眼顶板预裂爆破破碎的全过程进行数值模拟,提取预先设置的所有爆破观测点的爆破振动峰值;最后与理论计算值进行综合分析比较。结果表明,理论经验公式估算与数值模拟计算的结果基本吻合;距离居民区最近测点峰值振速不超过安全允许值,即表明按照设计的顶板预裂爆破方案进行爆破作业不会对上冯村民居的安全性产生明显影响。

工业建筑新型全螺栓装配式设备支架的设计与减震措施研究

针对工业建筑在役设备支架中存在的现场施焊环境污染以及无专门抗震设计规范可循等诸多问题,提出了基于《建筑抗震设计规范》的特定抗震性能目标,即保持结构处于"中震弹性"状态下,支架各挂机点水平加速度不超过设备限值。通过对比无控状态、TMD控制状态、无阻尼TMD控制状态下全螺栓装配式钢支架结构的动力响应,分析了设备支架采取振型分解反应谱法及非线性时程分析下的抗震性能与振动控制效果。结果表明:设防烈度不超过8度(0.20g)时,设备支架保持弹性状态;在支架顶部设置参数合理的TMD及无阻尼TMD装置,可以有效降低设备支架各挂机点加速度,其中,可在8度(0.20g)、7度(0.15g)、7度(0.10g)设防烈度下,分别选用TMD控制、无阻尼TMD控制、无控状态下的设备支架。

位姿检测技术在煤矿井下工作面巡检机器人中的应用

针对煤矿井下综采工作面巡检机器人实时定位难题,提出了一种基于多传感器信息融合的组合导航位姿检测方法。通过研究微机电系统(MEMS)捷联惯导的姿态导航算法和地磁导航算法,以地磁信息获得实时航向角信息,利用卡尔曼滤波融合多源信息来抑制航向角的漂移,结合四元数和改进的航姿参考系统算法,确定巡检机器人的姿态信息,实现机器人实时位姿测量。借助精密三轴转台和综采工作面实验平台,对组合导航位姿测量系统的静态漂移、动态误差以及振动工况对精度的影响进行了测试。实验结果表明:静态漂移的标准差不大于0.02,测量精度较单一的位姿检测技术有所提高,达到应用要求。

Hilbert-Huang变换在煤矸界面探测中的应用

为了解决煤矿综采工作面煤矸界面识别问题,将Hilbert-Huang变换应用于煤矸振动信号的特征提取。采用EMD方法可以将复杂环境下的煤矸振动加速度信号分解成固有模态分量,通过分析包含煤矸振动特征的前4个IMF分量,得到局部Hilbert边际谱和局部能量谱,进而发现当顶煤放落时,其振动信号的幅值和能量主要集中在100Hz至600Hz的频率范围内;而当煤矸混放时,其幅值和能量则主要集中在1000Hz左右,此时100Hz至600Hz频率范围内的幅值和能量相对有所减弱。根据上述特征定义特征函数,应用到煤矸界面识别的仿真实验中,取得了很好的识别效果。

高速铁路半、全封闭声屏障振动与降噪效果研究

半封闭、全封闭声屏障能够大幅降低高速铁路噪声,逐渐应用在降噪要求较高的路段。声屏障的振动影响着结构使用年限与运营安全,良好的降噪效果是声屏障性能最主要评价指标。以高速铁路半封闭、全封闭声屏障为研究对象,基于试验和数值仿真分析方法对声屏障振动以及降噪效果开展研究。以沪昆客专杭长段半封闭式声屏障为工程背景,分别现场测试桥梁-声屏障的振动、声屏障内外表面噪声、敞开侧和封闭侧噪声。另外,建立了轮轨动荷载、脉动风压作用下声屏障振动分析模型。针对全封闭金属吸声板、混凝土声屏障,通过数值计算分析动车组(CRH2)轮轨动荷载作用声屏障振动,基于足尺模型试验开展了全封闭声屏障降噪特性的研究。研究结果表明:声屏障的振动大于箱梁振动,且呈现宽频特性。高速铁路半封闭声屏障降噪效果约15 d B(A),全封闭金属吸声板声屏障、全封闭混凝土声屏障,距线路7.5 m处的插入损失约25 d B(A)、22 d B(A)。

新型无铰式旋翼气弹综合分析的全本征方程方法

针对新型无铰式旋翼构型存在的大变形几何非线性及根部多路传力的特点,并考虑非定常气动载荷作用,建立了无铰式旋翼气弹综合分析的全本征方程。发展了高精度的伽辽金法变阶有限单元,利用Newmark平均速度法和牛顿松弛迭代,实现了旋翼动力学与气动力的紧耦合求解。经过算例的对比验证表明,本文方法能够准确模拟新型无铰式旋翼根部多路传力条件,并在稳态气弹响应、振动载荷以及气弹稳定性计算等方面具有较好的精度。