基于传递矩阵的管路-壳体耦合系统动力学建模

针对管路-支撑-壳体耦合系统的振动响应快速预报和传递特性分析,采用Riccati传递矩阵法建立直管-弯管-变径管-泵-阀门复杂组合管路的动力学模型,以获取考虑流固耦合效应时组合管路的频响特性;采用频响函数子结构综合方法建立组合管路-支撑-壳体耦合系统的动力学模型,以获得在管路系统泵源模拟激励下的振动传递特性。对耦合系统的位移频响、传递特性开展分析,得到如下结论:对组合管路利用Riccati变换可解决传递矩阵法多管段数值精度累积误差的问题,在垂向简谐力激励下壳体和管路受到的垂向力大于轴向力和横向力,在各个支撑处通过各个方向传递的功率流量级基本一致。

基于单线振动台的角振动试验系统研究

目的 考核陀螺类产品在角振动环境下的适应性。方法 开发基于单线振动台的角振动试验系统,该系统以线角转换原理为依据,设计铰接机械结构,将线振动台的平动自由度转换为转动自由度。以角振动控制原理为依据,设计控制流程,实现闭环控制。结果 开展了角定频试验和角扫频试验,对系统的控制效果进行了验证。对比了线参数控制和角参数控制2种方法,结果表明,角参数控制法具有更高的控制精度。由于闭环控制的作用,角参数控制法可通过驱动电压的调整直接影响角参数值,从而抵消了部分由于系统连接、解耦或振动引入的误差。结论 该角振动试验系统解决了双台角振动旋转半径受限、线能力受限等问题,克服了摇摆台频带过窄的问题,为角振动试验提供一种新的实施方法。

变频器供电对永磁电机振动噪声源的影响研究

为了研究变频器供电时永磁电机振动噪声源的特征频率,采用有限元法计算变频器供电时永磁电机的气隙磁场并进行频谱分析,通过与实测气隙磁场的对比分析总结出变频器供电时气隙磁场的主要谐波频率表达式。根据麦克斯韦定律计算出作用在电机定子表面的电磁激振力,并加载到定子表面用来计算变频器供电时永磁电机的三维声场。对计算出的噪声声压级进行频谱分析,推导出变频器供电时气隙磁场谐波频率与电机振动噪声频率的对应关系表达式并进行实验进行验证。实验结果表明利用所得到的解析表达式可以预估出永磁电机在变频器供电条件下的主要振动噪声峰值频率。

新型人字齿同步带噪声、振动试验研究

以螺旋角30°新型人字齿同步带和螺旋角0°直齿为研究对象,在相同实验条件下,对新型人字齿同步带传动进行噪声和振动实验研究。结果表明:1噪声与带横向振动同初张力、带的线密度、转速和产生的轴向力有关。2新型人字齿不同于直齿同步带啮合冲击机理,比直齿同步带噪声低,最大降噪11 d B(A)。3新型人字齿比直齿同步带横向振动响应小,高速运行更平稳。4同国外螺旋角10°的斜齿和螺旋角20°的双螺旋齿同步带相比,新型人字齿同步带具有更好的降噪性能。

基于最小作用量原理的岩石微振动方程及分析

为了研究冲击钻井中钻具冲击频率、岩石固有频率等对破岩效率的影响,基于最小作用量原理,建立了岩石在压头冲击作用下的微振动方程,并以此为基础,分析了岩石的质量和固有频率、压头的冲击力和冲击频率以及时间等因素与岩石振动位移的关系。分析研究发现,岩石振动位移在平衡位置处上下变化,当压头冲击力为30kN、岩石密度为2.39g/cm3时,岩石的振动位移最大,分别为1.3和8mm;固有频率为1 000,1 500和2 000Hz的岩石,分别在1 000,1 500和2 000Hz左右冲击频率下产生16,13和6mm的最大振动位移。研究结果表明:岩石的振动位移曲线类似余弦曲线,振动位移与压头的冲击力成正比,与岩石的密度(质量)成反比;当压头的冲击频率与岩石的固有频率共振时,振动位移最大。

空气弹簧隔振平台的振动传递率研究

目前,许多研究机构正在致力于隔振平台的研制,因为环境振动对超精密测量仪器及超精密加工设备的影响越来越不容忽视。振动传递率是衡量隔振系统隔振效果的重要参数,以某学院重中之重实验室的空气弹簧隔振平台为例,计算了其结构参数固有频率为10.0rad/s和阻尼比为0.0153,利用型号为CA-YD-181和CA-YD-189的压电式加速度传感器获取激励信号,经过频域积分,将信号转换为位移信号,利用单自由度振动系统模型求出了其振动传递率,与空气弹簧隔振平台实际工作情况很接近,为进一步的研究打下了基础。

桥墩模态分析的一种新方法

以既有实测资料的桥墩为原型,用三维块体单元模拟墩身,用GOODMAN无厚度单元模拟桥墩与地基土的相互作用,建立了考虑三维耦合有限元单墩模型。并利用现场测试资料,对模型进行了验证和参数优化。然后分析不同基底约束、不同单元形式和不同墩身截面形状对桥墩自振特性的影响。对几座典型桥墩进行了自振特性的仿真分析。经与实测值对比,建立的三维实体单墩模型能够比较准确地计算各种桥墩的自振频率。计算表明,圆端型桥墩与截面积相等的等效矩形桥墩的自振特性非常接近,因此,仿真计算中可用矩形桥墩代替圆端形桥墩,可以节省计算资源,简化建模工作量,而且误差较小。

透平发电机定子绕组端部动态特性和振动试验标准分析

本文介绍了《透平型发电机定子绕组端部动态特性和振动试验方法及评定》机械行业标准 ,对标准评定准则的制订进行了简略的阐述 ,并与JB/T8990 -1999《大型汽轮发电机定子绕组端部模态试验分析和固有频率测量方法及评定》机械行业标准进行了对比分析 。

风缆系统对管线悬索桥动力特性的影响分析

目的研究大跨度管线悬索桥的自振规律、振型特点,分析风缆系统对管线悬索桥动力特性的影响,为管线悬索桥的抗风设计提供借鉴和参考.方法基于通用空间有限元分析软件MIDAS/Civil,建立大跨度管线悬索桥仿真模型,采用控制变量法分析了风缆布置平面与水平面夹角、风缆张拉力、风缆矢跨比、风拉索布置形式、稳定索布置形式等因素对管线悬索桥动力特性的影响.结果风缆与水平面夹角对结构横弯和竖弯振型频率影响较大,布置角度θ在0~30°范围内较为适宜;随着风缆张拉力的提高,结构的横弯和竖弯刚度增大,风缆张拉力设计计算时应具有一定的安全系数,建议取为1.5~2.0;在风缆张拉力一定的情况下,当风缆矢跨比小于1/10时,对结构反对称横弯振型频率影响显著;改变风拉索及稳定索布置间距对于结构动力特性影响较小.结论风缆结构设计参数对管线悬索桥的动力特性影响较大,将风缆系统各项设计参数控制在合理范围内可以显著提高结构的抗风性能.

复合载荷作用下夹层圆板的非线性振动和屈曲

基于von Karman薄板理论,建立了均布载荷和周边面内载荷联合作用下夹层圆板非线性振动问题的控制方程和滑动固定边界条件,给出了相应静力问题的精确解及其数值结果.基于时间模态假设和变分法,得到了空间模态的控制方程,并使用修正迭代法求解该方程,得到夹层圆板幅频-载荷特征关系.讨论了两种载荷对夹层圆板振动特性的影响规律.当周边面力使夹层圆板的最低固有频率为零时,就可获得临界载荷的值.

水合锌(Ⅱ)离子团簇的量子化学研究

应用高水平的量子化学方法MP2/6-311++G(2d,2p)//B3LYP/6-31++G(d,p),对气相中的[Zn(H2O)n]2+(n=1～9)团簇进行研究,优化几何构型,计算了其最稳定构象的结合能及振动频率.结果表明,当n=1～6时,离子与第一水合层中氧原子的平均距离RZn-O逐渐变长;而当n=6～9时,RZn-O却逐渐变小.同时,随着配位水分子数的增加,连续结合能逐渐减小,Zn2+及第一水合层中氢原子上的正电荷逐渐减小,而第一水合层氧原子上的负电荷变化不大,表明水合分子的电荷极化主要表现为从Zn2+到H原子的电荷转移.

简支梁上CRTSⅡ型无砟轨道动力特性的试验研究

为研究纵连板式无砟轨道-桥梁整体的动力性能,对桥上CRTSⅡ型无砟轨道建立了多测点测量系统,详细观测了CRTSⅡ型轨道工作时各结构的响应特征,对各结构的横向加速度、竖向加速度、竖向位移以及梁体的自振频率、阻尼比、动力系数进行了统计分析.结果表明:CRTSⅡ型无砟轨道系统的竖向总减振率可达90%以上,行车振动传至桥面板时,最大竖向加速度幅值为3.93 m/s^2,最大竖向位移幅值为0.131 4 mm,满足相关规范要求;行车振动对邻线影响较小,且影响主要集中在简支梁固定支座端;车致振动响应基本与行车速度呈正相关;在特定速度附近,部分结构可能产生与轨道系统整体不同步的振动模式,存在离缝与损坏的隐患;在CRTSⅡ型无砟轨道系统下,简支梁一阶竖向自振频率约为7.27 Hz,略大于裸梁理论值.

时间尺度函数法求解无阻尼达芬方程

提出了求解无阻尼达芬方程自由振动的新方法—时间尺度函数法。基于高斯-切比雪夫求积公式得到了达芬方程自由振动频率的精确解,消除了后续求解过程中振动频率未知的问题。将自由振动解表述为关于时间尺度函数的简谐函数,代入相轨迹方程导出了时间尺度微分方程,改变了达芬方程的求解途径。应用分离变量法和幂级数展开进行分析,发现达芬方程的时间尺度函数应当包含时间的线性项和周期函数项,进而提出了恰当的时间尺度函数表达式。通过引入求解条件确定了待定系数,得到了无阻尼达芬方程自由振动新解,并证明了该解在平衡点和极限位移点上没有误差。由于没有引入任何与弱非线性相关的近似假设,本方法在强非线性条件下具有高精度,当α=1、ε=100、A=10000时,自由振动位移的最大相对误差仅为0.011%左右。

磁浮车不能稳定悬停在钢轨道框架上的原因分析

磁浮车辆不能稳定悬停在钢轨道框架上的原因,是由于钢轨道框架的自振频率与磁浮车的振动频率相近而引起的。用ANSYS软件分析了两种不同钢轨道框架的自振频率及模态。通过改变钢轨道框架立柱的侧向刚度,可以使结构的固有频率避开磁浮车的失稳频率敏感区。

弯曲振子振动模态的理论分析与实验研究

采用实验和理论模拟相结合的方式，研究了5～30kHz频率范围内弯曲振子的振动模态和频率响应特征。理论模拟和实验测量均显示在一定频段内弯曲振子存在多个振动模态．各个模态的振动频率不同；根据模态分析的振动变形图．可帮助识别弯曲振子在不同频率工作时的主要振动模式。谐振频率随着弯曲振子基片长度的减小、厚度的增加、弹性系数的增大以及所在介质声阻抗的减小而增加。

钢弹簧支座阻尼对被动式减振浮置板轨道低频振动控制的影响

针对城市轨道交通用浮置板轨道低频振动控制问题,基于动力吸振器定点理论、模态解析原理及车辆-轨道耦合动力学理论,充分考虑浮置板下钢弹簧支座阻尼的影响,采用车辆-被动减振浮置板轨道动力学模型,研究被动式减振浮置板轨道低频振动控制问题。以加速度三分之一倍频程及插入损失为评判标准,定量分析了钢弹簧支座阻尼对被动式减振浮置板轨道低频振动控制的影响,为被动式减振浮置板低频振动控制提供参考依据。

浸没的球面各向同性球壳自由振动的中厚壳理论

采用六模态的中厚壳理论研究了可压缩流体中球面各向同性球壳的自由振动,即在分析中考虑了剪切变形,旋转惯量和横向正应变的影响。引入5个辅助变量可以得到两类振动及其频率方程。对频率方程作了简化并就算例进行了相应的探讨。

立式一体化泵闸安全性研究及结构优化

通过三维有限元数值模拟、水动力特性及流激振动试验,研究了立式表孔一体化泵闸结构在不同工作条件下的静动力特性、水动力特性和流激振动特性,采用Hilbert⁃Huang变换对随机数据进行分析,分析了泵闸装置抽水过程出现较大振动量的机理。在此基础上,对泵闸结构体型进行了抗振优化设计,加强了部件间的联结性和整体刚度。研究结果表明,该优化方案有效控制了结构振动,抗振优化效果显著,为同类工程设计提供了参考依据。

大跨斜拉桥悬臂施工期抗风措施性能实测研究

以在建的某座大桥为背景,对其"下拉索+TMD"的施工期抗风措施性能进行实测。在对抗风措施方案进行动力特性分析的基础上,通过东华动态信号测试分析系统和加速度传感器来获取实测数据,分别采用桥面吊车横桥向紧急制动和人工激励TMD两种方式来激励桥梁,使其产生横桥向振动,实测桥梁结构的横向振动频率和阻尼比;采用环境激励来测试主梁竖向振动响应,识别其竖向振动频率。通过对比实桥加抗风措施前后阻尼比及频率的变化来对大桥施工时抗风措施的减振效果进行评估。结果表明:"下拉索+TMD"的施工抗风措施对高墩大跨度斜拉桥悬臂施工期的风振控制效果明显,可有效降低桥梁结构风致振动响应。

一维均匀变截面声子晶体结构振动特性研究

为了研究弹性纵波在一维均匀变截面声子晶体结构中的振动特性,本文采用回传射线矩阵法计算得出频率响应函数曲线,并且与有限元法计算结果进行了对比。通过比较可以看出,二者吻合较好,证明了算法计算的正确性。为了分析各个参数对一维均匀变截面声子晶体的振动特性的影响程度,通过比较分析带隙的起始频率、截止频率、带隙宽度以及带隙范围内的最大衰减程度的变化规律,得出各个参数的影响规律。数值结果表明,各个参数对于一维均匀变截面声子晶体结构的振动特性存在着各自的影响程度,有着不同的规律。