用互谱密度函数估算两同频振动信号的相位差

根据振动实验教学中数字信号分析系统的需要,提出了用互谱密度函数估算两个同频信号相位差的方法,提高了测量精度.应用于振动实验教学,取得了良好的效果.

基于半互功率谱密度及响应面法的干气密封系统工作模态分析

干气密封装置的动态特性会直接影响密封的可靠性,针对具有复杂结构的干气密封装置,实现对其工作模态的研究。基于多参考点最小二乘复频域法(PolyLSCF),分别采用互功率谱函数(Cross Power Spectra)和半互功率谱密度函数(Cross Half PSD)实现对装置系统的工况模态分析及识别,并通过数学指标:模态置信度(MAC)、平均相位偏差(MPD)、模态相位线性度(MPC)、模态复杂性(MOV)以及模态指示函数(MIF)对两个函数的模态结果进行验证。结果表明:采用半互功率谱密度函数的模态分析结果好于互功率谱函数,半互功率谱密度函数更适用于此类复杂结构系统的工作模态分析;不同操作条件下的模态结果表明:转速对于系统模态的影响大于介质压力;同时建立了一种基于响应面方法的时变模态参数识别模型,以不同的操作条件(介质压力与转速)、方向和模态阶数为响应面变量,通过Box-Behnken试验设计选取合适的变量样本点,建立系统模态参数的完整二次多项式工作模态响应面模型并验证了其有效性,为实现时变模态的辨识提供了新的方法和技术支持。

随机风场模拟的连续本征正交分解-随机函数方法

在时-空随机场的连续本征正交分解(POD)基础上,通过引入正交随机变量集的随机函数表达形式,提出了时-空随机场模拟的连续本征正交分解-随机函数法。基于互功率谱密度函数的连续POD法将时-空随机场表达为有限个本征模态的叠加,实现了对原时-空随机场的高效降阶处理;正交随机变量集的随机函数表达,则实现了仅用两个基本随机变量即可在二阶统计意义上对原时-空随机场的精确描述。与传统的POD方法相比,本方法所需的基本随机变量最少,且生成的脉动风速代表性时程可构成一个完备的概率集;最后,以Kaimal脉动风速谱为例,进行了水平向随机风场的模拟分析,验证了该方法的高效精确性。

能量谱法及其在工程中的应用

工程上称瞬变过程为冲击,例如:短时间的撞击、地震和爆炸等,均属瞬变(冲击)过程。目前,对冲击信号的数字分析处理,多采用功率谱密度函数处理方法。但是,撞击(冲击)过程是属于非周期、非本稳的瞬变过程,因此,作者认为撞击(冲击)信号的数字分析处理,采用瞬变(冲击)过程的能量谱处理方法,来处理撞击(冲击)问题,更能揭示撞击(冲击)过程的本质。结合机械工程中普遍存在的撞击(冲击)事实,对其撞击响应信号进行了实测和能量谱法的数字分析处理。处理是在日本JEF—16AN实时信号处理系统上进行。本文较详细地介绍了能量谱法及其在工程中应用的研究。

高层建筑风振分析中的模态组合问题

大多数超高层建筑具有两个侧移振动固有频率非常接近的特点,使得风振响应分析中不能忽略其模态相关性。但目前普遍采用的SRSS(Square Root Squares)与CQC(Complete Quadratic Combination)模态组合方法存在理论上的不足,在实际工程应用中不能正确把握风致结构响应特点,对结构的抗风优化设计带来一定的困惑甚至误导。理论分析与数值计算证实了这两种方法的缺陷。SRSS方法完全忽略了模态相关性。CQC方法虽然在一定程度上考虑了模态相关性,但未能反映模态相关性中的相位关系,导致过于保守的计算结果。根据随机振动的基本理论,可建立基于风荷载互谱密度函数的模态组合新方法(称为"CS模态组合法")。这一方法能够完整考虑相邻模态之间的幅值相关性与相位相关性,原理清晰,计算简单,具有实际可操作性。与时域模拟结果的比较验证了这一新方法的可靠性与精确性。

烧结原料除尘风机异常振动的分析诊断

烧结原料除尘风机用于烧结区域除尘,通过对烧结原料除尘风机机组各测点的振动频谱特征及变化趋势进行分析,并结合相关测点的互谱密度函数幅值及相位特点以及演变规律的探讨,明确了转子不平衡故障是引起机组振动的主要原因,排除了基础刚度不足、不对中、轴瓦磨损等疑似故障原因或诱发故障。

摩托车发动机防震支撑系统的参数设计

本文采用“可计算性项目3级设计”的方法。首先将摩托车发动机系统简化为一个4自由度的震动系统,并结合发动机震动对摩托车车架激励的加速度自(互)功率谱密度函数,建立了设计指标与系统参数间的关系。而后,根据正交设计的方法,借助计算机确定了摩托车发动机防震支撑参数间的最佳匹配。此方法可用来分析摩托车结构参数对平顺性的影响。

某六缸柴油机共轨管振动研究及优化

本文对某6缸柴油机共轨系统进行了不同转速下的台架振动试验,利用数字信号分析处理技术以及振动信号分析理论对存在的共轨系统振动峰值进行了分析,通过振动信号的互功率谱密度分析和自功率谱密度分析找到了共轨系统振动峰值对应的振源,分析显示共轨管在530 Hz附近存在明显的共振峰,该峰值主要由共轨管与发动机的连接钢板的共振引起,根据分析提出了降低该振动峰值的方案,在连接钢板处增加一个与发动机缸盖的螺栓连接,提高钢板的一阶固有频率以避开发动机的发火激励谐次,对优化方案进行试验验证,结果表明优化后共轨管的振动大幅降低。

螺旋槽型干气密封系统轴向工作模态研究

干气密封系统的轴向动态特性会影响密封气膜的密封特性,从而影响机械密封的稳定性和可靠性,采用高灵敏加速度传感器和数据采集装置,设计螺旋槽型干气密封装置轴向振动测试试验,采用半互功率谱密度函数实现对干气密封装置的工作状态模态分析,分别利用平均相位偏差、模态相位线性度、模态复杂性和模态指示函数4个数学指标对模态参数辨识结果进行验证,结果表明:半互功率谱密度函数的模态分析验证结果较好,适用于干气密封组合型装置的环境激励工作状态模态分析。