基于工作模态辨识的高速飞行器运输约束动载荷辨识技术研究

在运输振动测量数据基础上,本文提出了基于工作模态辨识的高速飞行器运输约束动载荷辨识方法。首先,详细介绍了ERA(Eigensystem Realization Algorithm)环境激励模态辨识方法的理论和载荷辨识时域方法的理论;其次,给出了飞行器结构动力学建模方法;再次,提出了基于工作模态辨识的高速飞行器运输约束动载荷辨识计算工作流程,详细分析了各操作步骤;最后,通过算例验证了方法的可行性,其中,基于振动测量数据,采用环境激励模态辨识方法辨识各时刻的模态,包括模态频率和模态振型,再利用振动响应的模态叠加原理和模态正交理论,获取各时刻飞行器低阶模态的响应,再结合模态剪力和模态弯矩进行动载荷识别,采用载荷识别方法获取了高速飞行器约束点的约束载荷时域历程。

车辆行驶工况轮胎动载荷估测方法

本文建立了车辆行驶工况轮胎动载荷分析模型,通过转向节臂加速度信号得到轮胎变形数据,再结合轮胎的刚度,从而估测出轮胎的垂向力、纵向力与侧向力,并对轮胎进行六向力试验。结果表明,轮胎动载荷的估测值与六向力试验值的吻合度大于85%,这也证明了文中提出的轮胎动载荷估测方法是准确的。研究结果为掌握轮胎动态特性提供了理论基础与参考。

基于实测数据的推进轴系轴承动载荷反演识别方法

本文针对船舶推进轴系轴承动载荷准确识别的难题开展研究,提出一种基于频响函数求逆并采用全实测数据的频域反演识别方法及相应的数据处理和评价方法;然后,针对推进轴系振动试验台架,开展三种类型外激励作用下的径向轴承动载荷反演试验进行验证。试验结果表明:不平衡、随机振动、脉冲激励下轴承动载荷的反演识别结果与直接测量结果在10 Hz~1 kHz频带内的幅频和相频曲线趋势一致,吻合度高;10 Hz~1 kHz频带内,不平衡激励下的轴承动载荷反演误差为0.21~3.5 dB,随机振动激励下为2.03~2.53 dB,脉冲激励下为2.16~4.64 dB,验证了反演识别方法的可行性和准确性。

行星滚柱丝杠螺纹副动载荷分布计算方法研究

为揭示行星滚柱丝杠在高速运转条件下的动载荷分布特性,基于螺旋曲面方程和变形协调关系,提出了滚柱-丝杠及滚柱-螺母螺纹在接触点处静态接触力计算方法,推导出承载后接触角计算公式。在此基础上,进一步考虑高速运转产生的惯性力作用,建立了行星滚柱丝杠螺纹牙动载荷分布模型。通过与行星滚柱丝杠有限元接触模型进行对比,两者误差在5%以内,验证了所建理论模型的正确性。分析了丝杠转速、轴向载荷、螺距及牙侧角等参数对动载荷分布的影响规律。结果表明:惯性力使滚柱产生靠近螺母远离丝杠的趋势,使得滚柱-丝杠侧动态接触力减小,滚柱-螺母侧动态接触力增大;动载荷分布不均程度与丝杠转速和螺距呈正相关,与牙侧角呈负相关,且轴向载荷大小对动载荷分布影响较大。

基于LSTM深度学习网络的分布动载荷识别

提出一种基于LSTM深度学习网络的分布动载荷识别新方法。首先,建立结构有限元模型并对载荷作用区域进行平面化和子区域网格划分,构建子区域上以形函数形式分布的动载荷和有限元模型节点动响应之间的传递关系,建立节点处应变动响应与对应子区域上分布动载荷的样本库;其次,利用Meyer小波对样本库中的时域样本进行特征提取,并基于LSTM深度学习网络训练子区域上分布动载荷与有限元模型节点应变动响应的传递关系;最后,开展了数值仿真研究,利用有限元模型仿真应变动响应识别了三维壁板结构表面的分布动载荷,验证了所提出方法的有效性。研究旨在为服役状态下壁板结构上动载荷环境预示提供技术支撑。

振动激励环境下的滚动轴承动载荷测试

载荷是决定轴承使用寿命的关键参数,针对工程应用中轴承实际载荷通常较难获取的问题,基于轴承载荷与接触点位移间的线性关系设计了一种轴承动载荷测试装置。通过静载荷标定得到不同轴承载荷下的力传感器示值,0.99的相关系数表明轴承载荷与力传感器示值呈高度线性相关,采用一元线性回归方法进行拟合,得到轴承载荷与力传感器示值的转化系数,进而通过轴承动载荷测试装置有效测试了振动激励环境下的轴承动载荷。

采煤机传动系统振动载荷控制技术的应用分析

针对采煤机传动系统运行过程中传动系统动载荷情况突出,给采煤机的稳定运行带来严重影响,因此,提出了一种基于自抗扰转矩补偿的采煤机截割传动系统动载荷抑制方案,通过以弹性轴两侧的转速差为零作为控制目标,在电磁转矩控制基础上增加补偿转矩,实现了对采煤机传动系动载荷波动的有效抑制。根据实际应用表明,该控制系统能够实现对采煤机传动系统动载荷的有效抑制,极大地提升了采煤机的运行稳定性和安全性。

车辆动载荷系数非线性有限元研究

为准确评估采用静力学分析车辆载荷时的动载荷系数,采用非线性有限元方法模拟车辆通过车辆甲板的动态过程,分析车辆载荷对水平车辆甲板和倾斜车辆甲板的影响,研究不同车速条件下水平车辆甲板及倾斜车辆甲板的应力情况,探讨较为合理的车辆通行动载荷系数和撞击系数。研究结果表明:车辆行驶速度为20、30、40 km/h时,水平车辆甲板的动载荷系数分别为1.13、1.54、2.05,水平车辆甲板与倾斜车辆甲板连接处的撞击系数分别为2.56、3.09、3.59。

波浪与水下爆炸气泡脉动载荷联合作用下船体梁的响应特性

[目的]舰船在执行任务的过程中有可能因同时遭受波浪载荷与水下爆炸气泡脉动载荷的联合作用而使船体响应发生“叠加效应”,导致总强度的损失,因此需要探索水下爆炸气泡脉动与波浪联合作用时船体梁的动力响应规律。[方法]首先,采用理论分析的方法建立船体梁的简化模型,并对水下爆炸气泡脉动载荷与波浪载荷进行求解;然后,基于Hamilton原理,分别推导两端自由船体梁在波浪载荷与水下爆炸气泡脉动载荷单独作用及联合作用下的运动微分方程;最后,基于对运动微分方程的求解,分析船体梁的自由振动响应在与外载荷组合的3种工况下简化模型的运动响应。[结果]结果显示,在波浪载荷与水下爆炸气泡脉动载荷的联合作用下,船体梁的运动响应相比2种载荷单独作用时运动响应的线性叠加值增大了15%。[结论]所做研究可为舰船结构在联合载荷作用下运动响应分析的计算程序开发提供参考。

动载荷下Mn13Cr2Mo高锰耐磨铸钢形变硬化行为

采用分离式Hopkinson压杆(SHPB)的测试方法对不同冲击载荷下典型高锰铸钢Mn13Cr2Mo的形变硬化行为进行了系统研究。结果表明,随着气缸压强由0.2MPa增加至0.8MPa,Mn13Cr2Mo铸钢形变硬化过程可近似分解为线性硬化、非线性硬化两阶段;当压强为0.2 MPa时,线性硬化维持至约107 MPa时开始向非线性硬化阶段转变。当压强由0.4 MPa增加至0.6 MPa时,线性硬化向非线性硬化阶段转变的临界强度由123 MPa增加至356 MPa;在非线性硬化阶段,当压强高于0.4 MPa时高锰钢的应变硬化率明显提高。综合考虑线性硬化向非线性硬化的转变强度以及高锰钢的加工硬化速率,当气缸压强高于0.6 MPa时,由线性硬化向非线性硬化阶段转变的临界强度达到约356 MPa。材料在非线性硬化阶段的应变硬化率较高,此时试验用Mn13Cr2Mo高锰耐磨铸钢形变硬化能力被充分激发。

北京典型区道路动载荷引起沉降分析

本文采用北京平原地区的PS-InSAR时序监测结果(2003年~2009年),结合GIS空间分析构建北京平原区沉降数据。选取地质区域类似,沉降量最大的山顶点和沉降量最小的山谷点为典型研究区,针对公路汽车、地铁、火车等动荷载,选取主干道影响区域为动载荷影响区;进一步,选取2个典型时段,分析山顶点和山谷点在道路缓冲中分布;最后,定量分析动载荷对北京市典型区沉降影响。研究结果表明,动载荷是北京平原区冲积扇边缘沉降主要影响因素之一,尤其是在地下水大量抽取期间。

共轴刚性旋翼低阶动载荷特性分析

针对共轴刚性旋翼低阶动载荷问题开展分析研究.建立考虑升力偏置的共轴刚性旋翼气弹配平计算方法,建立含干扰因子的共轴双旋翼气动干扰模型与考虑双旋翼构型的旋翼动力学模型,最终集成共轴双旋翼考虑升力偏置的共轴刚性旋翼气弹配平模型.在分析前进比、转速以及升力偏置参数影响下的旋翼低阶挥舞、摆振弯矩变化特性中发现:在大前进比状态下,桨根挥舞、摆振弯矩大大增加,且均以2/rev谐波载荷为主;而施加升力偏置使得挥舞1/rev谐波载荷增加,而2/rev谐波载荷降低,能整体抑制摆振弯矩.

耦合热、动载荷的汽流激振对汽轮机转子稳定性的影响

为揭示热、动载荷对汽轮机转子稳定性的影响,利用集总参数法建立的超超临界汽轮机高压缸转子各向异性支承模型,并将数值模拟获得的耦合前后的汽流激振力施加到对应的结点上,通过Riccati传递矩阵法求解并分析耦合热、动载荷对转子稳定性的影响,结果表明:耦合前后的固有转速都随着负荷的增加,一阶增加,二阶减小,且变化不大,但对比来看耦合后的固有转速明显低于耦合前的;随着负荷的增加,一阶振幅的变化幅度减小;在较高负荷时热、动载荷可以提高一阶对数衰减率,但也存在着转子失稳风险。

一种基于随机优化算法的民用飞机突风动载荷重建方法

民用飞机突风载荷的准确重建对于飞行安全具有十分重要的意义。基于随机优化算法,提出一种突风动载荷重建方法。首先,基于频域气弹耦合方程,建立一个突风动载荷时域分析模型;其次,引入HicksHenne型函数进行突风速度场的参数化建模,在此基础上,基于随机优化算法对各型函数参数进行迭代寻优,使得优化目标值与测量值一致,得到重建后的突风速度及对应的动态响应及载荷;最后,以GTA模型经历1-cos形状突风为例进行数值仿真。结果表明:本文提出的突风动载荷重建方法可有效实现突风速度场的识别,进而完成突风动载荷的重建;针对本文算例,过载最大误差为3.5%,载荷最大误差不超过1%。

攀岩板动载荷试验方法的研究与分析

我国目前尚无攀岩板动载荷试验方法的相关标准。本文通过攀岩板动载荷试验方法研究和数据分析,得出三类常用攀岩板冲击力的特征,并对国内外相关产品标准的指标进行对比,为攀岩板动载荷的检测提供参考。

基于自抗扰转矩补偿的采煤机传动系统动载荷抑制方案研究

针对采煤机传动系统运行过程中传动系统动载荷情况突出,给采煤机的稳定运行带来严重影响的问题,提出了一种基于自抗扰转矩补偿的采煤机截割传动系统动载荷抑制方案,通过以弹性轴两侧的转速差为零作为控制目标,在电磁转矩控制基础上增加补偿转矩,实现了对采煤机传动系动载荷波动的有效抑制。根据实际应用表明,该控制系统能够实现对采煤机传动系统动载荷的有效抑制,极大地提升了采煤机的运行稳定性和安全性。

基于广义正交域的一种动载荷识别方法研究

提出广义正交多项式理论,并且基于这一正交域研究线性动力学系统输入输出时域卷积关系变换到广义正交域的线性算子.数值仿真及试验考核表明该方法适用于各种类型的确定性动载荷识别问题,具有良好的识别精度和抗噪声干扰能力,尤其对于短样本冲击载荷的识别更具有独特的优势.该方法在实际工程结构应用时,具有试验成本小,易于实现等特点,是一种十分值得推广的动载荷识别新方法.

煤层气井有杆排采系统悬点动载荷计算

有杆泵排采设备悬点动载荷是正确设计和选择抽油机和抽油杆以及确定电动机功率的重要影响因素。在分析杆柱和液柱受力状态的基础上,建立了惯性载荷的数学模型,基于弹性体振动理论,建立了振动载荷的计算模型,并给出悬点动载荷的计算方法和变化规律。结果表明,煤层气井悬点载荷的计算需同时考虑惯性载荷和振动载荷,且开采初期,动载荷所占比重较大;随着开采的进行,动载荷所占比重迅速减小,稳定生产时,影响已较小;杆管总变形量明显小于油田,且动变形量相对较小。该算法首次较为精确地计算出煤层气井有杆排采系统的悬点载荷并给出示功图,为有杆排采的设计计算提供了依据。

渐开线圆柱齿轮传动的动载荷系数分析

齿轮动载荷系数是考虑齿轮传动产生的内部动载荷对齿轮承载能力影响的系数。根据国家标准,对工作在亚临界区的齿轮传动,采用一般方法计算了动载荷系数并与简化法计算的动载荷系数进行了对比。在分析影响动载荷因素的基础上,给出了采用一般方法确定动载荷系数的实用曲线和数据表,为设计人员合理确定动载荷系数提供了参考。

单主机吊装动载荷分析与计算

分析单主机吊车在吊装过程中,吊车回转、吊钩起落速度的变化、高空吊装中工件承受的风载荷的变化,以及在滑移法吊装过程中松开辅吊车吊钩后,这些过程中动载荷的产生及其相关因素,推导出各种情况下动载荷的计算公式,并对控制动载荷进行探讨。