齿轮箱有限元模态分析及试验研究

大功率齿轮箱的结构形式复杂,有限元前处理方式直接影响模态分析结果的准确性。通过单元协调性研究、焊接处理研究、有限元网格数量研究给出合适的有限元前处理方式,并应用于某型齿轮箱以得出较为精确的有限元模型,从而保证模态分析结果的准确性。采用锤击法对算例齿轮箱进行了模态测试,对比有限元分析结果和模态试验结果,验证了齿轮箱有限元模态分析结果较为精确,提出的处理方法合理。

电子冲击力锤的研制及在刀具模态测试中的应用

针对刀具模态测试人工锤击法的不足,在对现有的自动力锤进行综合分析的基础上,研制了一种包括工作台、控制器、触发器、开关电源和执行器等部分的工作台式电子冲击力锤测试装置.该装置利用电磁原理控制牵引式电磁铁的通/断电,使牵引力带动冲击力锤,实现对被测对象的冲击,并通过控制力锤与被测对象表面的接触时间得到理想的力脉冲信号.该装置产生的冲击力具有可重复性和可调节性.文中还以刀柄、铣刀杆、镗刀杆以及面铣刀为测试对象,通过该装置分别测试被测对象的端点频率响应函数,得到相应的频响曲线及模态参数.结果表明,该装置结构简单,操作方便,能够产生重复性好、大小可调的冲击力.

基于附加约束的小型涡轮增压器转子模态测试

针对转子模态参数难以有效获取的问题,进行了基于附加约束的小型涡轮增压器转子模态测试研究。以多种材料和零部件组成的某型汽油发动机涡轮增压器转子结构为例,采用有限元法构建了其有限元模型,得到自由边界条件下转子前三阶模态频率。然后分别采用卧式悬挂、立式悬挂、海绵垫、硬纸垫四种不同附加约束条件,开展转子的力锤模态测试,通过稳态图识别模态频率,与有限元仿真结果进行对比发现,采用悬挂方式较采用直接固定约束方式的识别值要低,而采用立式悬挂约束方式获得的转子模态测试综合效果最佳。

使用ODS FRF方法分析叶轮的动态特性

以工作振型(ODS)技术为基础,采用工作振型频率响应函数(ODS FRF)分析方法对风机叶轮进行了测试,得到了所测叶轮的振动峰值频率分布及其相应振型,并和传统试验模态方法(锤击测试)进行对比。结果表明:采用ODS FRF分析方法可以从试验数据中成功提取出叶轮的重根模态,比锤击测试模态分析结果更为理想。

液压桩锤的动态冲击过程分析

为研究液压桩锤的工作特性,提高桩锤系统的抗冲击性能,分析了桩锤冲击过程中各组成部件的运动和受力状况。以振动学理论为基础,建立了系统的力学模型以及动力学微分方程;利用模态分析的方法求解该微分方程,得到了桩锤系统的振动规律,通过求导进一步获得了速度、加速度以及各部件之间的相互作用力随时间变化的规律;并应用相关软件对冲击过程进行了仿真分析,研究结果表明冲击过程中砧铁的加速度变化剧烈,应采取一定控制策略将波动控制在合理范围之内。

落锤模态分析及碰撞姿态测试方法研究

结合落锤式动态力标准装置的研制,对主要构件进行模态分析,探讨碰撞过程中落锤的姿态测试原理和方法。首先,介绍落锤式动态力标准装置的工作原理、机构组成和控制原理;针对加速度的测量,分析非接触式激光测振仪的绝对测量法和加速度传感器的比较测量法;推导碰撞过程的加速度方程,用有限元法对落锤和架体进行数值仿真,结合模态振型有针对性进行加固和改进;搭建落锤碰撞姿态测试系统,通过试验数据分析对标准装置进行改进,满足设计技术要求。

汽油机燃油管道水击振动噪声分析

运用平面波理论分析了燃油管道水击振动产生的机理,计算了3缸机和4缸机不同压力和温度下水击波频率、共轨管声腔模态频率;利用有限元方法计算了燃油管总成声腔模态频率和振型、管道结构模态频率和振型;利用格子波尔兹曼方法(lattice Boltzmann method,LBM)模拟分析了第1缸喷油器针阀关闭后共轨管内水击波压力分布规律和第1缸~第4缸喷油器针阀分别关闭引起的共轨管轴向力变化规律。结合测量数据分析了共轨管水击振动噪声随发动机运行工况、管道结构、流场结构、声腔模态变化的规律。分析结果表明:喷油器针阀关闭产生的水击波压力引起的轴向冲击力冲击共轨管端产生振动噪声。振动噪声主要发生在靠近共轨管端部(即3缸机第1缸、第3缸,4缸机第1缸、第4缸)的喷油器针阀关闭后,与燃油管道声腔模态声压分布有关。水击振动噪声频率与管道结构模态振型和频率有关,水击振动噪声随发动机工况变化而变化,在共轨管与喷油器针阀之间的流道上设计合适的阻尼孔能有效衰减水击波能量,降低或消除共轨管端水击振动及其引起的敲击声。

一座桥梁研究新平台的静动力试验研究

美国新泽西州的一座四跨简支梁桥被选为Benchmark模型,作为国际旧桥性能研究和评估的新平台,国际上近十多所知名高校和测试咨询检测机构对该桥进行了系统的结构静动力试验及无损检测研究。该文简要介绍了该桥的选择过程和项目的基本情况,对该桥的南侧第2跨静动力试验结果进行了介绍。动力试验采用多参考点脉冲锤击法以得到结构的动力模态柔度,静载试验利用卡车进行加载,对比模态柔度下的弯沉与静载试验下的弯沉显示该方法能为结构损伤识别提供有效的决策支持。