串列联动双圆柱流致摆振试验研究

提出了串列联动双圆柱流致摆振理念,构建了摆振运动方程,分析了受力与运动规律,建立了摆振试验装置,并基于室内试验探究了串列联动双圆柱流致摆振特性,研究旨在为流致振动发电设备设计提供参考。研究表明:串列联动双圆柱摆振响应表现为涡激振动规律;间距比对摆振振幅和锁定区间影响较大,当间距比为4时振幅最小且响应中出现“再增长区”,当间距比为6时振幅最大,当间距比为8时锁定区间最大;系统刚度对摆振响应趋势影响不大,但不同刚度下摆振达到的最大振幅差异明显,该试验最大弧长比A^(*)为0.98,出现在1 400 N/m刚度工况。

结构间隙对起落架地面滑跑摆振特性影响分析

针对两种常见的飞机滑跑状态,即减摆状态和操纵状态,建立多自由度起落架摆振动力学模型,研究间隙对两者的影响机理,得到了两种不同形式的含间隙起落架摆振动力学数学模型。通过非光滑系统光滑化处理以及多维系统数值分析求解。结果表明,减摆状态下,起落架摆振频率会略微增大,结构库伦摩擦能够减弱结构间隙引发的持续摆振影响。对于操纵状态,通过快速傅里叶变换进行频域特性分析,发现支柱侧弯以及扭转之间耦合严重,两者的刚度直接决定起落架的摆振频率;存在结构间隙后,起落架整体的频率会变小,最终系统均会逐步趋于稳定的极限环震荡状态。

含有斜撑杆的单轮前起落架摆振稳定性分析

以某轻型飞机为研究对象,考虑起落架绕支柱轴线的扭转自由度、起落架支柱下端部产生侧向位移和轮胎侧向变形。基于线性假设,建立了含有斜撑杆和减摆器的单轮前起落架摆振动力学模型。推导出摆振临界速度和临界频率的解析解,研究各结构参数对摆振临界速度的响应曲线,对解析解与数值解的误差进行分析,证明了采用解析解分析起落架摆振的可靠性。分析斜撑杆侧向刚度、侧向阻尼系数和安装点到起落架安装点距离对摆振临界速度的影响。研究表明,不考虑斜撑杆参数将会放大摆振稳定性区域,依此设计的减摆器阻尼偏小,在摆振临界速度附近更易发生摆振现象。因此,在研究该类型的起落架摆振稳定性问题时,斜撑杆的参数影响不能忽略。

高速行驶方向盘摆振的鲁棒性分析及优化

针对车辆高速行驶时产生的方向盘摆振问题,通过分析方向盘摆振机理和阐述鲁棒性分析原理,提出一种大样本下摆振响应分布和摆振响应量级分析相结合的方法进行研究。构建某皮卡车型底盘硬点、轮胎、悬架结构、悬架动刚度、转向系统模型,并通过实测和CAE分析悬架模态验证模型准确性,通过CAE对方向盘摆振问题的激励源、传递路径及响应进行研究,确定各部件对方向盘摆振的贡献量,找出影响方向盘摆振的关键部件。最终通过优化方向盘转动惯量以及转向器阻尼参数,有效解决车辆高速行驶时的方向盘摆振问题,提升了问题控制鲁棒性和驾乘舒适性。本研究对于方向盘摆振问题的前期设计规避和后期优化思路具有重要的参考意义。

高速方向盘摆振问题关键控制路径研究

Nibble问题随样本量增加而成显著增长,为了避免其在投产和售后阶段出现大规模爆发,需要花费大量的人力和物力来解决。研究方向盘摆振问题在新车开发过程中管控的方法,通过对方向盘抖动机理和传递路径研究,并借用CAE软件分析研究灵敏度因子,组合有效方案,对关键系统和零部件参数进行优化,结合实车调校和验证,使方向盘抖动问题在新车型投产前就能够得到有效控制。

直升机桨叶摆振量的全场景视觉测量及分析

直升机旋翼桨叶在高速旋转时,进行全场景桨叶摆振测量和分析,对直升机桨叶载荷设计和旋翼结构设计具有重要意义。本文设计了桨叶摆振量立体视觉测量系统,并进行摆振模式拟合分析。首先,对课题组已有立体视觉测量系统进行改进,并在风洞试验中完成不同总距及周期变距下的旋转桨叶标记点三维坐标测量;其次,解算桨毂坐标系下的桨叶摆振量;最后,采用一阶多项式对桨叶在特定时刻下的摆振模式进行拟合分析,采用复合正弦函数对桨叶旋转过程中的摆振规律进行拟合分析。风洞测量实验结果表明,在4.6 m×4.6 m场景中测量的摆振量均方根误差小于1 mm;桨叶摆振模式和规律模型拟合度好,其均方根误差小于1 mm,为直升机桨叶设计提供了数据支撑。

转向减振器对车辆摆振系统动力学影响分析

建立了含转向减振器的三自由度车辆摆振动力学分析模型,并通过MATLAB建立了动力学分析数值仿真模型。数值算例分析了自激摆振和强迫摆振两种状态下车轮摆角响应及其随车速的分岔特性,并结合时间历程、功率谱、庞加莱截面和相图等,讨论了转向减振器参数对车辆摆振系统的影响。分析结果表明:车轮摆角随着转向减振器阻尼增加而减小,转向减振器可以较好地抑制车辆的摆振幅度,且对由车辆在强迫振动下产生的拟周期和拍振等不利于车辆行驶的摆角运动情况有良好的改善作用。

汽车摆振系统Hopf分岔及参数灵敏度分析

为了分析汽车摆振系统的失稳机制,以某样车的右前轮为例,基于1/4车辆动力学模型,通过第二类拉格朗日方程建立了三自由度单轮摆振系统动力学模型。在系统状态方程的基础上,应用Hurwitz准则求解得到了摆振系统的临界失稳车速,进而获得了摆振系统在临界失稳车速处的特征值。结果表明,临界车速工况下的系统平衡点是非双曲平衡点,因此,以车速为分岔参数,通过中心流形理论得到了系统在临界车速处的二维中心流形。在此基础上深入分析了摆振系统的Hopf分岔特性,并得到了摆振系统的近似周期解。最后,通过四水平五参数正交实验设计,获得了转向系和悬架系的结构参数对系统临界失稳车速的灵敏度。研究发现,系统临界失稳车速对主销后倾角最为敏感,其次是转向系和悬架系的阻尼。因此,在工程实践中,应该优先考虑通过调整主销后倾角来抑制汽车摆振。

支柱式前起落架系统刚度与摆振稳定性研究

系统刚度(航向、侧向和扭转刚度)是支柱式前起落架设计的重要指标,探明系统刚度对摆振稳定性的影响规律,对起落架的防摆设计具有重要意义。采用改变缓冲器初始气体压力的方式,分析缓冲器行程对系统刚度的影响规律,研究系统刚度对支柱式前起落架摆振的初始扭转角、收敛时间、收敛比例和稳定区域的影响。结果表明:增大支柱式前起落架系统刚度,可提升防摆性能,但同时会造成初始扭转角和摆振收敛时间的增加,这会降低起落架抵御外界干扰的能力,因此,不能过度增加支柱式前起落架系统刚度。

轮胎刚度特性对大型民机前起落架摆振影响研究

轮胎刚度作为轮胎动力学模型的重要参数之一,研究其对大型民机前起落架摆振的影响规律,可以从前起落架防摆设计角度为轮胎刚度设计提供参考依据。基于前起落架摆振非线性数学模型,使用Matlab/Matcont软件计算不同轮胎扭转刚度、轮胎侧弯刚度下的摆振区域图;研究轮胎扭转刚度、轮胎侧弯刚度对前起落架摆振的影响规律,对比二者对前起落架摆振影响的敏感度。结果表明:对前起落架摆振影响的敏感性,轮胎扭转刚度大于轮胎侧弯刚度;轮胎回正力矩系数每减小1%,扭转摆振最大临界阻尼减小0.88%,侧向摆振中速区最小临界减摆阻尼增大33.87%;减小轮胎扭转刚度,增大轮胎侧弯刚度有利于抑制大型民机前起落架摆振。

基于时滞半主动控制的起落架摆振反共振峰优化

考虑在飞机起落架上加装磁流变减摆器并考虑摆振过程中存在的时滞问题,利用时滞半主动控制来达到降幅优化的目的。首先,为了排除量纲的影响使得到的结果更能描述客观普遍规律,对摆振方程组无量纲化处理后分析了无量纲磁流变阻尼器阻尼系数对摆振振幅的影响;然后,为了进一步降低幅值,设计优化准则将反共振峰幅值限制在足够小的范围内。在摆振方程组中引入时滞半主动控制项,提出了一种求解时滞动力学方程的特征方程的数学方法,利用时滞半主动控制可将反共振峰幅值控制在较低水平且几乎消除了第二个共振峰。最后,在频域和时域上做了验证与对比分析,证明了计算的正确性和时滞半主动控制减振效果的优越性。

偏心摆振下圆簸箕中谷物分离的离散元模拟研究

为了揭示稻米和茎秆在圆簸箕中的分层机理,探究一种高效可靠的谷物振动分层方式,运用离散单元法,分析了水平偏心摆振下稻米-茎秆混合颗粒体系分离行为的细观机理,且对比圆簸箕在偏心及正心摆振下的谷物颗粒分离效果。结果表明:稻米和茎秆出现明显的斜坡状分层,茎秆堆积在稻米上方,同时稻米向容器远心端横向堆积;动能和运动趋势的差异是稻米和茎秆分离行为的主要原因,同时涡流卷流态的出现提升了分层效率。对比偏心摆振与正心摆振两种分离方法发现:容器几何中心的运动轨迹和颗粒的流态发生了明显变化,偏心摆振过程中轴心附近区域的茎秆发生横向迁移,所在区域的动能水平逐渐升高,解决了正心摆振轴心区域能量较低导致茎秆无法上升的问题。通过对谷物分离行为及新型振动方式的研究,可为农业颗粒分离工艺及设备发展提供新的思路。

轮胎刚度智能预测及在起落架摆振分析中的应用

为分析飞机起落架摆振问题,需要获取航空轮胎的侧向、扭转刚度。建立了一套航空轮胎侧向与扭转刚度智能预测方法,并在某无人机起落架防摆设计中成功应用。收集了503组轮胎侧向、扭转刚度试验测试数据,来自3个轮胎厂商,7种轮胎型号,涵盖不同气压、载荷、压缩量、直径、宽度等特征参数的组合。建立了一个全连接人工神经网络模型,通过已有轮胎刚度测试数据对神经网络模型进行了训练,从随机分配的验证集训练效果可以看出,训练到1000次以后,均值误差基本收敛,预测值与真实值基本一致。利用训练后的模型对某无人机轮胎侧向与扭转刚度进行了预测,并将预测结果应用于某无人机起落架摆振稳定性分析,确定起落架临界阻尼,指导减摆器的设计。

考虑减摆器非线性特性的前起落架摆振分析

飞机的前起落架摆振通常在飞机起飞或降落滑跑的过程中发生,对飞机的稳定性和操纵性产生危害,是一种严重的飞机故障。针对某型号无人机,基于动量矩定理,建立考虑起落架侧弯、扭转的摆振数学模型,讨论使用传统油液阻尼减摆器和电磁阻尼减摆器时不同的动力学模型。对于传统油液阻尼减摆器,采用等效线性模型,得到摆振临界稳定阻尼曲线的上下边界;而对于电磁阻尼减摆器的非线性模型,使用分岔分析理论确定系统的摆振稳定区域。结果表明:过大的减摆阻尼对摆振无法起到抑制的作用,得到控制参数平面上摆振的稳定区域,可为后续的起落架减摆设计提供参考。

汽车前轮低速摆振和高速摆振的分析

前轮摆振是普遍出现在汽车上的一个相当复杂的振动现象,根据表现特性不同,前轮摆振分为高速摆振和低速摆振,前者属于自激型摆振,后者属于强迫型摆振。根据国内外前轮摆振研究所取得的成果,阐述了高速摆振和低速摆振的故障现象,通过建立理论模型分析了自激型摆振发生的机理,即产生"负阻尼"的原因,并指出两种形式的摆振的表现特征,最后,从车轮平衡度、转向系、悬架刚度和阻尼、轮胎的侧向刚度、前轮定位参数4个方面分析了前轮摆振的影响因素,并提出了克服的办法。

车轮摆振影响因素与工程解决方法综述

首先阐述了车轮摆振的现象特征和分类;然后分别从结构组成和系统参数两个方面,对车轮摆振的影响因素和影响规律进行了论述;进一步结合案例对车轮摆振的工程解决方法进行了整理和归纳。对车轮摆振影响因素与工程解决方法进行的系统化和规范化梳理为其理论研究和工程问题解决提供了有价值的参考和指导。

车辆动力学中的摆振问题研究现状综述

针对汽车工程中存在的两类摆振问题,车轮摆振和车身摆振,分别描述它们的行为和产生机理,综述国内外对此两类摆振问题的研究的发展历程以及主要的研究成果。摆振现象本质上是较为复杂的非线性动力学行为,针对此问题的研究在理论和实践上都存在很多困难。无论是车轮摆振还是车身摆振,首先它们都是非线性系统自激振荡的表现,其次它们的产生都归因于轮胎接地力对系统做正功,向系统输入的能量恰好能够维持系统摆振行为的产生。同时,包含弹性轮胎的车轮子系统、转向子系统和悬架子系统是影响两种摆振行为的三大关键因素。鉴于摆振问题仍然是汽车动力学领域的研究难点之一以及新型汽车的快速发展,本文也指出了摆振研究目前仍存在的一些问题,并对此类问题的进一步工作进行展望。

转向器摆振成因与消除方法探讨

详细地介绍了造成转向器摆振的主要因素和辅助因素。在对主要因素进行了定性和定量分析的同时,对主要故障的诊断和消除方法也作了介绍。

轮胎侧向刚度对客车前轮摆振的影响分析

某型纯电动中型客车在良好路面高速行驶工况下出现方向盘小幅快速摆动,通过对前轮摆振形成机理进行分析,筛选出七个可能导致前轮摆振的因素,并用排除法对上述因素逐一分析确认,推测轮胎的特性参数存在差异可能是导致前轮发生摆振的原因。进一步通过对比测试故障车辆安装不同品牌轮胎时,方向盘Y向加速度的大小,确认导致车辆前轮出现摆振的原因为轮胎的特性参数存在问题。对比两款轮胎均匀性参数后发现,故障车辆匹配的轮胎因侧向力波动和侧向力偏移均较大、轮胎侧向刚度偏小,导致前轮摆振的幅值较大、前轮摆振系统稳定区域较小,是导致车辆出现前轮摆振的根本原因,最终通过更换其他品牌的轮胎有效解决车辆摆振问题。

对铁路上承式钢板梁横摆振动的剖析

针对铁路上承式钢板梁桥有规律的横向摆振现象进行了剖析,说明了桥梁横向摆振与车体横向摆振、轨道测试结果的一致性。利用实例运用车-桥耦合分析程序对钢板梁桥的横向摆振进行了模拟分析,计算结果表明:桥梁的横向摆振系货车转向架转8A的横向摆振所致。文章对钢板梁桥横向摆振的发生机理、抑制桥梁横向摆振的正确方法进行了探讨。