基于等效单自由度的涡轮扫频振动研究

针对有限元方法对扫频工况下涡轮振动求解出现的困难,提出了基于等效单自由度的涡轮结构振动扫频算法,并对涡轮扫频振动特征进行分析.建立了涡轮流固耦合计算模型,使用非线性谐波法得到了涡轮表面的气动激励,使用谐响应方法分析了涡轮的稳态振动特性.基于能量原理,建立了涡轮等效单自由度计算模型,通过与稳态振动结果的对比,验证了方法的可行性与正确性,并利用所建立模型分析了涡轮的扫频振动特征.结果表明,涡轮在扫频工况下响应峰值、半功率带宽以及响应曲线形状等特征与稳态工况存在差异.等效单自由度算法与有限元方法计算得到的涡轮响应误差小于10%,共振峰偏移率小于1%.

深海水下采油树用控制模块对数扫频振动试验方法

对水下控制模块的核心部件水下电子模块研发过程中的整机对数扫频振动测试方法进行探究。基于标准和检验机构的要求,分析水下电子模块整机测试的目的和意义。从测试目的出发,根据无阻尼单自由系统固有频率的计算公式,初步分析对数扫频振动测试中不同工装对测试结果的影响。在此基础上,依托某工程项目水下电子模块整机,对2种不同工装的整机进行对数扫频振动测试试验。测试结果表明,在标准规定的激振频率和强度下,采用水下电子模块整机进行对数扫频振动测试是可行的,而且直接将水下电子模块整机单独固定在测试台上进行测试,测试结果更准确。所得结论对于水下管汇、湿气流量计等水下生产设备的控制系统整机振动测试、可靠性验证具有重要的借鉴意义。

基于扩展型准牛顿优化算法的单轴正弦扫频振动控制

正弦扫频振动试验的目的是通过在被试件上施加可控的正弦激励,测试被试件的可靠性和耐久性。为了达到较高的测试精度,工程上通常采用实时迭代的控制方式。传统实时迭代方法采用固定的反馈增益和频响函数辨识值,这导致反馈增益的选取成为决定控制系统稳定性的关键。首先应用范数理论和级数理论对稳定性进行分析,得出在确定的频响函数辨识值下,如果反馈增益选择不当,将会造成系统不稳定。针对此问题,提出了应用准牛顿优化算法实时修正频响函数辨识值的控制算法。仿真与实验结果表明,该方法成功地解决了系统潜在的稳定性问题,并且具有较高的收敛速度。

正弦扫频振动试验方法的初步探讨

本文从实施操作的角度 ,对正弦扫频振动试验有关技术问题作了初步的探讨 ,以某一产品的试验条件为例 ,分析、计算得出正弦扫频振动时 ,采用一次扫描或分段扫描方式的条件和计算方法判断 ,在何种试验条件下可以采用一次扫描方式 ,在何种试验条件下不能采用一次扫描方式。鉴于上述问题很容易产生模糊认识 ,并可能引发受试产品的损坏 ,为此 ,本文进行了较深入的讨论 。

基于扫频振动环境的燃气陀螺仪动态漂移控制技术

燃气陀螺仪是一种依靠火药燃气驱动的陀螺本体为机械框架式结构的惯性陀螺仪,它能够准确地测出弹体在飞行过程中随时间变化的姿态角,是弹体控制回路中的关键测量部件,其在不同振动环境中的漂移控制技术对制导武器弹体姿态的准确测量非常重要。本文利用欧拉方法,推导了陀螺仪的测量原理和漂移产生机理,分析了摩擦力矩、不平衡力矩,以及弹体环境施加的外力矩对陀螺漂移度的影响,并设计燃气陀螺仪的扫频振动试验找到陀螺对外加力矩的敏感频率。试验结果表明,在敏感频率400～800Hz范围内,通过改善弹体安装环境,可将陀螺仪漂移从大于3°减少至0.5°范围内。该方案具有较高的工程实用价值。

正弦扫频振动试验结构响应的高精度频谱分析方法

提出一种基于扫频规律的频率跟踪离散傅里叶变换(DFT)方法,用于处理正弦扫频振动试验中的结构响应信号。首先基于过零点检测和最小二乘法进行信号基频辨识,并根据基频对离散时域信号进行整周期截断,以减少谐波分析中频谱泄漏造成的误差;然后通过DFT方法对截断后的时域信号进行频谱分析,得到信号的幅值谱。利用该方法对某航天器正弦振动试验数据进行频谱分析,并和其他的时频分析方法进行精度对比。结果表明,该方法适用性好且能有效减小频谱分析误差。

基于扫频振动试验的装夹垫层影响分析

以扫频振动试验为基础,设计搭建一个针对装夹垫层的试验平台。以各阶主激振频率、峰值及频响特性曲线为研究参数,通过对各使用不同装夹垫层方案下的实际试验结果与无装夹垫层时的试验结果进行比较,获得了在扫频振动试验中,不同试验目的下装夹垫层的优选方案。

正弦扫频试验振动台与负载界面力获取方法

针对传统的基于加速度控制的振动试验中极易出现的"过试验"现象,结合振动台结构动力学和电磁动力学方程,建立了振动台系统的机电耦合模型,获得了振动台输入电流、电压与界面力的映射关系,并通过试验验证了该方法给出的界面力结果与直接测力结果吻合较好,精度满足工程要求。界面力获取方法实施较为方便,与传统振动试验相比,无需改变界面条件,可作为力测量设备直接测力法的有益补充。

缓冲系统振动特性的扫频测试

为了获取缓冲系统的振动传递特性 ,在此引入瞬时功率谱密度的概念 ,采用扫频振动激励的方法 ,结合VC ++和MATLAB编程 ,对数据进行处理 ,在三维空间描述了激励信号和响应信号的瞬时功率谱和频率、时间的关系 。

轿车后轴疲劳耐久性及振动模态参数扫频

针对某型号轿车试验场强化路可靠性试验阶段出现的后轴断裂问题,对该车后轴断裂部位及有限元分析的薄弱位置进行了应变载荷谱测量,重点对比计算耐久强化路的后轴断裂裂纹处的疲劳损伤;同时利用MTS六通道耦合系统对该试验样车和对标车辆的后轴和车身进行振动模态扫频,通过振动扫频分析两车后轴振动频率差异原因以及和车身振动频率的关系。强化试验和扫频结果表明,两车后轴的疲劳损伤主要集中在试验场搓板路面,车速对试验样车的疲劳损伤影响波动显著,搓板路强迫振动激励大于20Hz时两车损伤差别较大,后轴的振动模态频率与搓板路激励频率较接近,造成试验样车后轴具有较高的应力分布而产生疲劳断裂,研究结果对断裂后轴的结构改进及提高后轴的疲劳强度提供了重要依据。

系统传递特性的扫频测试方法

采用扫频振动激励的方法 ,获取机械系统的动态特性 ,具有能量集中、扫频范围灵活、信噪比高、节省时间和成本等优点。依照瞬时功率谱密度的概念 ,以缓冲包装系统为例 ,用 VC++和 MATL AB编程 ,对数据进行处理 ,在三维空间描述了激励信号和响应信号的瞬时功率谱和频率、时间的关系 ,进而得到了系统的振动传递特性。然后用这些参数创建仿真的数学模型并将扫频信号输入 ,比较模型的输出与实际系统的输出二者的关系 ,验证了此法的可靠性。

不同缓冲材料的堆码包装振动特性分析

目的研究物流运输中采用不同缓冲材料的堆码包装件的振动特性。方法以缓冲材料聚乙烯泡沫(EPE)和聚苯乙烯泡沫(EPS)为研究对象,采用三维建模软件SoildWorks和有限元仿真软件Workbench建立有限元模型进行模态与谐响应分析,结合扫频振动试验和随机振动试验对各层堆码件的振动响应特性进行分析。结果2类包装件共振频率处的第一激励能量都大于第二激励能量,振动幅值随层数增加而升高。EPE包装件第一和第二共振频率的激励能量占比分别为35.7%和3%,EPS包装件第一和第二共振频率的激励能量占比分别为26.8%和16.8%。EPE包装件共振区域主要分布于15~40 Hz,而EPS包装件共振频率区域分布于15~40 Hz和60~80 Hz。三层堆码件的中上层包装件受第一共振频率控制,EPS材料的底层包装件受多个共振频率影响,EPE材料的底层包装件受到第二共振频率控制。结论经过循环载荷作用后的EPE的吸振缓冲性能优于EPS的。通过试验与有限元仿真数据绘制了相应的防振性能曲线,同时验证了有限元仿真的可靠性。这为堆码产品选择不同缓冲材料组合提供了的理论指导。

正弦扫频速率对结构响应的影响分析

正弦扫频振动试验是考核飞行器结构在低频段性能的重要手段,工程人员亦可根据扫频激励下的结构响应信息对有限元模型进行修正。但正弦扫频振动是非稳态振动,尤其在共振区,结构响应特性与软件预示的稳态响应特性间存在差异,不利于模型修正。文章通过数值积分方法研究单自由度系统在正弦扫频激励下的响应特性,发现在正弦扫频激励下,系统最大响应减小、峰值频率发生偏移;而后推导了一个量纲为1的扫频参数η,得到了结构响应特性与η的近似关系式。使用此关系式,可在正弦振动前根据试验精度需要设置合理的扫频速率,也可在试验后对得到的结构响应数据进行修正。

扫频速率与倍频程

电工电子产品在扫频振动过程中由于品种不同试验频率范围不尽相同，但都有一个扫频速率问题，如果没有特殊规定，扫频的速率应为每分钟一个倍频程。

滑动回归最小二乘算法在某电动振动台模型辨识中的应用

为了能够准确地建立电动振动台的仿真模型,了解电动振动台系统特性,笔者在分析电动振动台数学模型的基础上,利用先进的滑动回归最小二乘辨识算法,有效地开展了电动振动台这一复杂电力学系统阶数和时延的确认,参数估计,并最终建立了系统的ARMA模型;文章最后,举出了某型电动台空台面和另一型振动台带滑台的模型辨识结果,并通过正弦扫频试验给予验证;结果表明,该算法辨识精度高,收敛速度快,鲁棒性强,能克服一定的噪声,对于高阶线性系统辨识具有良好的辨识效果。

磁悬浮飞轮新型锁紧装置的振动测试与分析

为了检验新型可重复锁紧装置在卫星发射主动段对磁悬浮飞轮的保护效果,采用三轴正弦扫频振动和随机振动模拟发射振动工况对其进行振动测试实验。提出了基于电涡流位移传感器的转子振动位移检测方法,以及基于扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,简称SEM)和能量色散谱仪(energy dispersive spectroscopy,简称EDS)的锁紧接触面形貌分析方法,对锁紧装置的宏观、微观保护效果进行评估分析。振动测试结果表明,飞轮转子最大振动位移为45μm,小于100μm的飞轮保护间隙,锁紧装置对飞轮起到了有效的保护作用。微观分析则揭示出,锁紧接触面内存在脆性断裂和疲劳断裂两种微动磨损机制,并伴有氧化反应发生,可以采取微动抑制措施进一步改善锁紧保护效果。

猕猴桃的模拟振动实验及特性研究

目的研究猕猴桃在运输过程中振动特性以及机械损伤的影响因素,为增强水果运输包装的防护性提供可靠的理论依据。方法通过扫频振动实验检测猕猴桃的共振频率;基于正交实验分析法进行猕猴桃的定频振动实验,分析振动加速度、包装缓冲材料、振动时间和堆码层数等因素对表面损伤指数和振动传递率的影响,从而获得造成猕猴桃机械损伤的敏感因子。结果当振动加速度为0.15g时,猕猴桃的共振频率为85.2Hz;采用纸屑作为缓冲材料的整体包装,猕猴桃的受损程度最小,其振动传递率也较小。结论对表面损伤指数和振动传递率影响最大的因子均为缓冲包装结构,纸屑衬垫和EPS衬垫的缓冲性能优于PET衬垫。振动传递率越大,表面损伤指数越大。

微小型电磁继电器振动特性的仿真分析

提出一种基于MSC.Patran&Nastran的微小型电磁继电器的振动特性有限元仿真分析方法。完成了某型号微小型电磁继电器的模态分析、正弦扫频振动特性分析和随机振动特性分析。有限元仿真方法可为研究微小型电磁继电器耐力学环境特性提供借鉴,并为同类型结构的继电器设计提供参考。

某型冰箱冷凝器的振动断裂分析

针对某型冰箱冷凝器振动测试后冷凝管出现多处断裂破坏的问题,根据冷凝器所属的换热器类型提取设备及配套连接件的组合结构特征,建立可靠有效的有限元分析模型;利用有限元计算分析软件对部件进行结构模态分析,模拟扫频振动试验过程;根据有限元分析验证结构振动断裂结果,结合实际断裂部位特征与相连接冷却杆的结构变形,分析断裂发生的可能性;最后给出有效避免断裂的方法,用于优化振动测试方案。

基于PSD随机振动的冷藏车空调主梁结构可靠性研究及改进设计

结合整机模态分析及正弦扫频实验,完成了冷藏车空调CAE模型搭建及模型校核,基本满足计算精度要求;以冷藏车空调上下向模态主振型固频为出发点,完成了多结构改进方案仿真验证;结合改进设计方案的新试制样机,完成了PSD随机振动实验验证、扫频及共振实验验证,结构主横梁结构完整无损坏点,结构可靠性满足标准要求。