车辆传动系统非线性平移扭转耦合振动响应灵敏度研究

随着对齿轮传动系统动态品质要求的提高,仅固有特性及其灵敏度的分析已经无法满足车辆传动系统动态特性分析的要求,对强迫振动下响应特性的灵敏度研究可为减振设计提供进一步的指导。研究非线性动力学响应对轴段扭转刚度、质量点惯量以及轮齿啮合误差的灵敏度。将某车辆传动系统样机作为研究对象,以发动机激励作为输入,建立平移扭转耦合集中参数动力学模型。模型中考虑时变啮合刚度、齿侧间隙、轮齿制造、安装误差以及质量偏心等非线性因素,通过直接求导法建立灵敏度方程,利用数值求解的方法获得动力学响应对设计参数的相对灵敏度并进一步将其转化成工程中有实际意义的物理量的灵敏度结果,为齿轮传动系统基于动态响应的参数修改、模型修正和参数优化等方面提供理论依据。

2K-H行星轮系的平移扭转模型建立与非线性动态特性分析

为探讨2K-H行星轮系的非线性动态特性,建立了考虑时变啮合刚度、综合啮合误差和齿侧间隙等强非线性因素的平移-扭转耦合动力学模型,并推导了系统的无量纲化18自由度运动学微分方程组。通过相轨线、Poincare图和时间历程曲线分析了啮合频率、啮合阻尼和齿侧间隙对系统分岔与混沌特性的影响。结果表明:随着啮合频率的增大,系统由激变途径进入混沌状态;增大啮合阻尼可以使系统摆脱混沌运动进入周期运动状态;在高速轻载时,系统的动态响应对间隙非常敏感,而在某些间隙范围内,响应只有幅值的改变,动力学行为不发生变化。

高层建筑平移扭转耦联振动控制系统LTTMD的参数研究

本文分析了不对称高层建筑平移 扭转耦联振动的动力特性及其地震作用下的动力反应 ;根据结构控制的基本理论提出了用LTTMD控制系统 ,控制不对称高层建筑多阶振型的计算方法 ,编制了相应的计算机程序 ;

单层FPS隔震结构的平移-扭转耦合性能分析

本文推导了FPS(Friction Pendu lum System)隔震结构在平移-扭转耦联情况下的动力反应方程,计算了单层框架结构的地震响应。分析了上部结构偏心对地震反应的影响,对比了结构在不同偏心时的反应并分析了FPS隔震装置的摩擦系数、滑道半径对其抗震性能的影响。

地震作用下不对称高层建筑平移—扭转耦联振动的控制研究

本文分析了不对称高层建筑平移—扭转耦连振动的动力特性及其地震作用下的动力反应,根据结构控制的基本理论提出了不对称高层建筑LTTMD控制的计算理论及计算方法,编制了相应的计算机程序。并用实例分析了一个20层不对称高层建筑;其结果表明,施加LTTMD控制机构后,结构的水平及扭转地震反应均显著降低。

不对称高层建筑平移-扭转耦连振动的多振型控制研究

本文分析了不对称高层建筑平移-扭转耦连振动的动力特性及其地震作用下的动力反应,根据结构 控制的基本理论提出了用LTIMD控制系统控制不对称高层建筑多阶振型的计算理论及计算方法,编制了相应的 计算机程序。

多层框架结构平移-扭转耦联响应的智能隔震控制

采用一类压电材料控制器,首次对建筑结构平移-扭转耦联振动主动控制进行了探索。将压电控制器分两组设置在结构底层柱下端,建立了基于线性二次型Gauss控制理论的主动控制方法,对随机地震激励下的结构振动进行了隔离。计算实例分析结果表明:应用该方法,框架结构的平移振动和扭转振动均得到有效控制,隔震效果理想,实用性好。

行星齿轮传动系统平移-扭转模型及计算

振动是行星齿轮传动系统的一个重要特性,它直接关系到传动的平稳性和系统的可靠性。为了避免系统运行时产生共振现象,研究动态特性,进行固有频率分析非常重要。文章首先根据系统的运动特性,通过受力分析,建立了行星齿轮传动系统的平移-扭转动力学模型,通过理论计算求解其模态和振型,分析了系统的振动情况。然后利用Pro/E建立了行星齿轮传动系统模型,在ABAQUS软件里面进行有限元仿真分析,利用Block Lanczos方法对系统进行模态分析,提取了系统的固有频率和振型图。结合有限元仿真结果与理论计算结果,分析了系统振动产生的主要部位,同时也为系统结构性能的改善和后期的优化设计提供了依据。

多层框架隔震结构的平移-扭转耦联响应

建立了地震作用下多层框架隔震结构的平移 扭转耦联振动模型和相应的运动方程 ,分析了基础隔震下双轴偏心框架结构平移 扭转耦联地震响应 .在隔震和非隔震情况下 ,计算了多层框架结构不同偏心的地震反应 .结果表明 ,对易于扭转变形的结构 。

考虑平移—扭转耦合结构多模态静力弹塑性分析方法模态选取的研究

由于存在平移—扭转耦合作用,结构的非主振方向的振型对地震响应量也有贡献,和非耦合结构中模态贡献一般随着频率的增加而减小不同,对不同的响应分量有可能高阶模态的贡献要大于低阶模态的贡献,这就造成了采用振型参与系数比或有效质量参与系数比判断结构模态的选取不能保证结构全部地震响应分量的计算精度,这在算例中也得到了证实.为了更好的控制模态选取,定义了振型参数"λ_(ji)",提出采用振型参数和振型参与系数比这两个参数共同控制结构模态的选取.通过变换影响模态响应对总响应贡献大小的四个因素,即周期比、基本周期、偏心率和地面运动,按正交设计法设计了16个计算模型,采用MATLAB计算软件编程对平—扭耦合结构的动力时程分析进行了精确计算,计算结果表明振型参数和各个模态的各个响应分量的相对大小有很强的相关性,从而采用振型参数可控制振型每一个响应分量的误差,振型参与系数比可控制某一振型整体对结构响应的贡献大小,通过这两个参数可更好的控制模态选取,特别是对于复杂高层结构的意义更为明显.

框架-剪力墙基础隔震结构的地震扭转反应

为了研究框架-剪力墙基础隔震结构的地震扭转反应,建立了地震作用下高层框架剪力墙基础隔震结构的平移-扭转耦联振动模型和运动方程,分析了单轴偏心基础隔震结构的平移-扭转耦联地震响应,并探讨了不同偏心率下隔震结构的地震反应.结果表明:在结构设计中应合理调整隔震结构上部结构和隔震层的偏心率.只有在上部结构和隔震层的偏心率满足一定关系的情况下,采用基础隔震才能明显减小结构的扭转反应.

双向水平及扭转调谐质量阻尼器及其减震控制研究

调谐质量阻尼器可以减小地震作用下的结构动力响应,但传统的调谐质量阻尼器在控制结构平移-扭转耦联多维振动方面存在不足。提出由调谐质量块、扭转质量块及扭转杠杆等组成的双向水平及扭转调谐质量阻尼器,利用其自身的平移和转动可以实现对结构水平及扭转振动控制。根据该多维调谐质量阻尼器的运动机理,建立了考虑偏心扭转效应的结构减震体系控制运动方程。以一装有多维调谐质量阻尼器的偏心结构为算例,对结构在地震作用下的扭转耦联减震性能进行研究,并对多维调谐质量阻尼器与传统单向调谐质量阻尼器的减震效果进行了对比分析。结果表明:合理布置的多维调谐质量阻尼器能有效降低结构在水平两向及扭转方向的振动,其减震明显优于传统的单向调谐质量阻尼器。

扭转调频气压液柱阻尼器对非对称建筑的振动控制

非对称结构在地震和强风作用下会产生平移-扭转耦联振动,当速度中心位于平面内时,将调频气压液柱阻尼器(tuned liquid column gas damper,TLCGD)的水平管道设计成封闭的区域包含该速度中心,这种新型的阻尼器称为扭转调频气压液柱阻尼器(torsional tuned liquid column gas damper,TTLCGD)。对于控制对称结构纯扭转振动,该装置同样适合。由广义Bernoulli方程推导出管道中的液体在地震作用下的运动方程并等价线性化。通过振型优化Den Hartog公式得到阻尼器的最优参数(阻尼比和调谐频率比),考虑邻近多个振型的相互影响,状态空间优化使得结果更为合理。用1个3层的偏心结构作为算例,进行优化计算。数值结果表明,这种优化方法得到的参数使得扭转调频气压阻尼器对结构的平移-扭转反应起到较好的减振效果。

风电机组多级齿轮系统的故障动力学特性研究

综合考虑太阳轮支撑、时变啮合刚度和综合啮合误差等因素,建立了含太阳轮齿根裂纹故障的风电多级齿轮系统平移-扭转非线性动力学模型,研究了太阳轮齿根裂纹故障及其演化对系统动力学特性的影响。结果表明:太阳轮裂纹会影响轮齿的啮合刚度,从而影响系统的动力学响应;齿轮裂纹使得系统时域波形出现明显的周期性冲击,系统在分岔图中的运动从单周期发展为多周期;裂纹系统响应频谱中出现故障特征频率及其倍频,在啮合频率附近有大量边频成分;随着裂纹程度的加深,时域特性更加复杂,同时频谱图中故障特征频率的可识别性增强。

单层钢构结构厂房考虑空间协同作用的设计与分析

对功能要求和结构布置复杂的单层钢构结构厂房,依据其平移—扭转耦合变形效应显著的受力特点,建立空间有限元模型,进行协同分析。结果表明:空间协同分析能有效地反映厂房结构平移—扭转耦合的受力行为,明确荷载在各抗力结构间的传递机制和不平衡力矩引起的平移—扭转耦合变形对结构受力性能的影响。基于分析结果提出设计措施来保证结构空间协同工作和运行安全,为此类厂房结构的计算分析和设计提供参考。

齿轮-轴承耦合行为下行星减速器动态特性

以EBZ160掘进机截割部行星减速器为研究对象,建立齿轮传动系统的平移-扭转耦合振动分析模型,运用RecurDyn对其进行仿真实验,研究齿轮的啮合刚度和轴承的弹性变形对减速器动力学特性的影响.仿真结果表明:考虑轴承工作脉动与齿轮工作脉动耦合后,在启动阶段输出轴的转速会出现瞬间的突变,进入稳态阶段后,脉动耦合的影响依然存在,使减速器的输出转速产生了微观的波动;通过仿真结果对行星减速器各级传动中齿轮啮合、轴承外圈与轴承孔座之间的非线性接触力进行了定量分析.仿真结果为行星减速器的动态特性分析提供了可视化数据信息,揭示了耦合振动对减速器动态特性的影响.

大底盘不对称双塔结构动力分析

结合工程实例,指出了大底盘不对称双塔结构的振动属于空间的扭转耦联振动,各阶振型对基底剪力的贡献并不是随振型序递增而单调递减的,应该选取足够的振型数计算地震作用效应。

啮合角变化的直齿圆柱齿轮传动的动力学建模与分析

当轴承变形较大时,由轴承变形引起的啮合角变化不可忽略。为了准确地分析齿轮系统的动态特性,以直齿圆柱齿轮传动的平移-扭转动力学模型为基础,根据齿轮啮合原理,找出啮合角与轴承变形之间的关系,并根据Lagrange方程获得系统的运动微分方程,最后利用Matlab提供的函数求得运动微分方程的数值解,从而得到系统动态响应,并进行系统动态特性分析。仿真结果表明,啮合角变化较大时,不但会使啮合变形幅值增大,也会使频率成分发生变化,为了准确分析齿轮系统的动态特性,必须考虑啮合角的变化。

预应力混凝土弯梁桥施工技术探讨

从设计和施工角度 ,分析预应力混凝土弯梁桥平移扭转的原因 ;介绍弯梁桥的施工要点和监测方法。

非对称结构振动控制系统TLCGD的优化设计

调频气压液柱阻尼器(tuned liquid column gas damper,TLCGD)是一种从调频液柱阻尼器发展而来的新型而有效的结构减震装置。在U/V形阻尼器液柱上加上封闭式气压不仅增加了它的使用范围,使频率扩大到5Hz,并且提高了结构的有效阻尼。由广义Bernoulli方程推导出液体在管道中的运动方程并等价线性化。本文分析了非对称结构平移-扭转耦联振动的动力特性。当结构在地震和强风作用下发生以平移为主的动力反应,该阻尼器的最佳位置使到速度中心的距离最大。通过振型优化,Den Hartog公式得到阻尼器的最优参数(阻尼比和调谐频率比),考虑邻近多个振型的相互影响,状态空间优化使得结果更为合理。用1个3层的偏心结构作为算例,进行优化计算。数值结果表明,这种优化方法得到的参数使得调频气压阻尼器对结构的平动-扭转反应起到较好的减振效果。