活塞结构参数对敲击能量影响的计算研究

针对内燃机降噪的现实需求,以Ricardo-Pisdyn软件为模拟计算工具,综合考虑活塞接触面粗糙度、活塞和缸套热及弹性变形,建立活塞组件的三维动力学模型,系统性研究了配缸间隙、活塞销偏置以及裙部型线等结构参数对活塞敲击能量的影响规律。结果表明:配缸间隙对活塞敲击能量有明显影响,增大配缸间隙会加剧活塞二阶运动,大幅增加活塞敲击能量;活塞销向主推力面合理偏置,可减小活塞最大敲击能量;增大中凸点高度,可以缩小裙部顶端至中凸点区域与缸套的热态间隙,抑制活塞二阶运动,减小敲击能量;增大裙部顶端间隙或减小裙部型线上指数,都会引起做功行程初期活塞的剧烈敲击;裙部底端间隙和型线下指数对活塞敲击能量的影响较小,增大裙部底端间隙或者减小裙部型线下指数,会导致活塞敲击能量略微增大。

考虑制造误差和油膜作用力的齿轮敲击动力学分析

为准确评估变速器空套齿轮受角加速度激励的敲击表现,采用集中参数法建立了模拟变速器敲击台架试验的10自由度扭转动力学模型;在包含时变啮合刚度、间隙非线性和拖曳力矩的基础上,进一步考虑齿轮制造误差和润滑油膜作用力。敲击台架试验结果表明包含楔入和挤压效应的润滑油膜作用力模型能正确反映变速器的敲击响应;数值分析结果表明润滑油膜可以减少制造误差位移激励和时变啮合刚度参数激励产生的齿面敲击,敲击强度随制造误差幅值的增加呈凹函数变化,当制造误差的幅值增加到某一数值时,齿轮副在无角加速度激励时亦产生敲击现象。润滑油温度对敲击的影响与角加速度激励有关:无角加速度激励时,低温时较低幅值的齿轮低频圆周误差通过改变油膜作用力方向产生敲击;油膜作用力产生的敲击响应频率比齿面接触的敲击响应频率更低;当存在角加速度激励时,敲击强度随温度的升高呈凸函数增加。

发动机活塞敲击下的整机动力学响应分析及优化

抑制活塞二次运动产生的敲击噪声是发动机NVH控制的重要内容。以某款两缸四冲程发动机为研究对象,考虑活塞和缸套工作变形及其接触特性,建立整机刚柔耦合动力学模型,探究活塞敲击激励下的整机振动与噪声响应;以活塞间隙、活塞销偏置及活塞质心位置为设计变量,活塞动能和摩擦损失为优化目标进行多目标优化设计。结果表明活塞敲击激励主要影响机体上侧部分,气缸盖罩振动噪声明显;优化后多个转速下的活塞敲击动能、摩擦损失以及机体振动和噪声均有所改善,其中6000 r/min下的活塞敲击动能比优化前降低31.1%;气缸盖罩顶部辐射噪声减小量最大为4.8%。

无损检测敲击法和超声脉冲法在钢管混凝土内部缺陷检测中的应用

随着钢管混凝土结构材料在房建、桥梁、水利工程中的广泛运用,关于核心混凝土的施工质量、强度及其与钢管结合面是否脱粘等问题,是当前工程试验检测和科学研究的难题和重点。结合工程实践,模拟混凝土内部空洞、局部不密实区、钢混结合面脱粘、振捣不密实松散区域的检测,模拟钢管混凝土中内隔板对超声检测的影响,验证运用敲击法、超声脉冲法检测结构性能的可行性。实践证明,采用敲击法、超声脉冲法检测钢管混凝土内部密实程度和脱粘情况行之有效,但敲击法粗略,精度低,而超声波在不同介质中的传播过程比较复杂,受混凝土内部隔板影响较大,并且超声检测只能预判不密实或者脱空部位,对具体有多少缺陷较难进行定量判别。

AA2024铝合金板料敲击式渐进成形性能研究

为了探究合适的数控渐进成形工艺参数范围,确定更优的敲击式渐进成形性能方案,通过单因素试验法研究振幅、频率、工具头直径和层进给量4个因素对AA2024铝合金板料成形性能的影响规律。试验结果表明:与传统的增量成形方式相比,敲击式渐进成形方式会降低板料的成形极限角,板料的成形性能会有所降低;当振幅为5 mm时,成形极限角随着频率的增大而增大;当振幅为10 mm时,成形极限角随着频率的增大而减小,成形随层进给量增大而增大,随层工具头直径增大先减小后增大。

层合板和蜂窝夹心结构复合材料敲击特性研究

制备了层合板结构和蜂窝夹心结构两种不同结构的复合材料损伤试块,基于有限元理论对这两种典型复合材料损伤结构的振动特性进行了分析,发现损伤尺寸对碳纤维蜂窝材料固有频率的影响显著优于碳纤维层合板的固有频率。采用啄木鸟智能检测仪对两种不同结构的复合材料损伤试块进行了敲击试验,试验结果表明,蜂窝夹心结构损伤试块的敲击检测脉宽损伤差异率为50.5%,而层合板损伤试块的敲击检测脉宽损伤差异率为31.5%,敲击检测对碳纤维蜂窝复合材料的损伤检测灵敏度显著大于层合板结构复合材料。

开放式研究室键盘敲击声对中文文献阅读的影响研究

键盘敲击声是开放式研究室内典型的声源之一。本文通过实验测试来研究不同声压级的键盘敲击声对开放式研究室人员专业文献阅读的影响。键盘敲击声以45、50、55 dB(A) 3个不同的声压级水平进行呈现,对参与者在3种声环境下阅读文献客观绩效和主观感受进行分析。结果表明,参与者的客观绩效和主观感受都受到键盘敲击声的影响并与其声压级大小相关,且在键盘敲击声为50 dB(A)的测试环境中,参与者的主观感受和客观表现都达到最佳。此外还探讨个人因素(键盘使用类型、性别和噪声敏感度)对键盘敲击声环境下文献阅读任务的影响。

预选挡对双离合变速器敲击动力学影响的试验研究

搭建可模拟发动机转速波动的变速器敲击动力学试验台架,采集双离合变速器(dual-clutch transmission, DCT)的壳体振动和齿轮瞬时转速信号,研究不同预选挡位下DCT变速器的敲击响应和齿轮系统动力学随输入角加速度幅值变化的演变规律。根据齿轮系统间隙非线性动力学模型的计算结果和齿轮啮合基本定律,提出了一种基于齿轮特征频率角加速度幅值特性的齿轮运动状态判定准则。台架敲击试验结果表明预选挡显著改变DCT变速器的敲击响应和齿轮副动力学行为,当输入角加速度幅值增加到某一数值时,DCT变速器敲击响应发生向上跳跃现象,主动和被动子变速器之间产生明显的低频动力学耦合,承载齿轮转速信号呈现显著的多谐波非线性特性。根据提出的齿轮运动状态判定准则判断跳跃突变后的承载齿轮副发生齿面分离和敲击现象,动力学突变后的动力学耦合导致DCT变速器的敲击响应急剧恶化。最后,在整车上验证了台架试验的动力学耦合和敲击响应突变现象。

活塞敲击力作用下内燃机缸体结构振动性能研究

为了研究内燃机缸体在活塞敲击力作用下的振动性能,本文采用数值模拟和实验测量相结合的方法,首先模拟了活塞敲击力的特性,然后通过实验验证了缸体的振动响应。结果表明:活塞敲击力对缸体的振动特性有显著影响,导致振幅和频谱分布发生变化;然后进行了基于模拟的结构优化,以减轻缸体的振动响应,优化方案得到实验验证,并显示出显著的改善效果,为内燃机设计和性能改进提供了有力支持。

活塞摩擦与敲击特性关键影响参数的优化研究

鉴于活塞摩擦磨损、敲击对发动机综合性能的影响,针对某小型汽油机活塞存在的早期异常磨损现象,通过搭建活塞动力学仿真模型,从敲击、摩擦产生的诸多因素入手,将其影响因子逐一进行研究分析。提出一种利用响应面模型对活塞摩擦与敲击特性关键影响参数进行优化的研究方法,建立了以活塞型线、配缸间隙、活塞销偏置、曲轴偏置为优化设计变量,以敲击能峰值最低和摩擦损失最小为优化目标的多目标优化模型。研究结果表明:所研究的发动机在最大转矩工况下,优化后的设计参数匹配可使活塞组摩擦损失降低9.13%,最大敲击能降低29.20%。最终对优化样机进行了台架试验验证,优化后发动机功率平均提升2.37%,转矩平均提升2.54%,机械效率平均提升2.06%,燃油消耗率平均降低1.19%,活塞磨损情况得到改善。

双质量飞轮怠速敲击的能量影响因素分析与验证

分析了与双离合变速器匹配的双质量飞轮在发动机怠速工况下,减振弹簧和次级侧传力板之间、次级侧花键和变速器输入轴之间产生敲击的机理;提出了一种将敲击能量作为评价双质量飞轮敲击异响的方法;用正交试验(DOE)的设计方法指导仿真试验,厘清了双质量飞轮各关键参数对敲击能量的影响,提出了优化基础阻尼来抑制弹簧敲击的解决措施;通过实车试验验证了敲击能量仿真试验的研究方法有效,验证了仿真试验结果、客观试验结果和主观评价之间的一致性。

敲击振动检测鸡蛋裂纹的初步研究

现代化的蛋品加工业中,传统的照蛋检测鸡蛋裂纹技术远不能满足生产的自动化要求,为了实现快速在线无损检测鸡蛋裂纹,试验通过在鸡蛋不同部位施加机械冲击,利用计算机处理产生的声音信号,分析壳裂鸡蛋和完好鸡蛋的响应频率差异。结果表明:敲击赤道不同的部位,完好鸡蛋各点的特征响应频率十分接近,而壳裂鸡蛋差别较大。根据赤道四点特征响应频率变异系数(CV),建立了初步分级算法,使得裂纹鸡蛋检出水平达到91%,对整批鸡蛋的分级准确率达到87%。

基于MEEMD的内燃机机体活塞敲击激励与燃烧爆发激励分离研究

提出了一种改进的集总平均经验模态分解(MEEMD)方法,并阐述了其实现过程。通过仿真实验,验证了MEEMD是一种更为优秀的自适应信号分解方法,不仅抑制了经验模态分解(EMD)的模态混叠问题,而且消除了集总平均经验模态分解(EEMD)中的非标准IMF分量、模态分裂和白噪声残余等问题。将MEEMD应用到内燃机振声信号处理中,以某柴油机为研究对象,对其机体上的振动信号进行MEEMD分解,分离其中的活塞敲击引起的机械激励成分与燃烧爆发激励成分,诊断主要振动源。

鸡蛋敲击响应特性与蛋壳裂纹检测

鸡蛋经敲击激励后用传感器获取时域特性信号 ,并进行信号频域分析。结果表明 ,无裂纹鸡蛋的频域特征有相似的规律性 ,存在一个较明显的主频率值 ,峰值突出 ;有裂纹鸡蛋频域特征无规律性 ,没有明显的主频率值 ,峰值较紊乱 ;裂纹蛋上不同测点的频域特性有较大差异。提出了检测鸡蛋裂纹的主要参数 :主频率值、功率谱平均值、归一化功率谱平均值、x轴及 y轴质心等。主频率值、功率谱平均幅值、归一化功率谱平均幅值等参数可以用于检测鸡蛋有无裂纹 ,其中采用主频率值。

复合材料结构敲击法无损检测的灵敏度研究

本文研究了应用敲击法（ｃｏｉｎ－ｔａｐｍｅｔｈｏｄ）对复合材料结构进行无损检测的基本原理，并建立了典型的损伤检测判据，同时对含不同大小损伤ＧＦＲＰ复合材料的最小可检测损伤进行了详细分析。

手动变速箱空挡齿轮敲击问题的影响因素分析

齿轮敲击噪声会严重影响整车声品质.为研究该问题,建立手动变速箱空挡齿轮敲击问题的4自由度模型,模型包括2个非线性因子:离合器扭转刚度和轮齿弹性接触力.根据建立的动力学方程,讨论了齿轮敲击噪声的判定条件,分析了离合器参数的影响(扭转刚度、迟滞阻尼力矩、黏滞阻尼系数和刚度转变节点),发现第1级刚度和迟滞阻尼减小,敲击噪声降低,而随着离合器阻尼系数的增大,敲击噪声先减小后增大,存在1个最优解.分析了离合器以外的参数的影响(主从动轮阻尼系数、转动惯量、飞轮转速和扭矩波动幅值),发现主动轮阻尼系数、从动轮惯量减小,从动轮阻尼系数、主动轮惯量增大,更快的发动机转速和更小的发动机激振力矩有利于改善敲击.

考虑齿轮阻滞力矩的变速箱敲击噪声仿真与试验

为分析变速箱齿轮敲击噪声特性,建立某乘用车手动变速箱齿轮系的多体动力学模型,计入各齿轮对的时变啮合刚度、齿侧间隙、输入轴转速波动,并考虑由齿轮搅油阻力、齿面摩擦力、输出轴与空套齿轮内孔接触面的摩擦力引起的齿轮阻滞力矩作用,获得上档及自由齿轮对的啮合相对间距、角加速度、动态啮合力及轴承动态载荷,同时与不考虑阻滞力矩时的计算结果进行比较.结果表明,齿轮阻滞力矩的存在,可以改变自由齿轮的运动状态,并且明显减小自由齿轮的啮合接触力.根据在二档工况下获得的变速箱各个轴承动态载荷,计算变速箱壳体结构的振动响应,并利用试验测得结构表面的振动加速度,验证动力学仿真模型中得到的动态特性数据.

仿生敲击式山核桃破壳机的设计与试验

针对目前国内山核桃破壳机实用机型少,破壳率较低,果仁损伤率较高等情况,提出了一种仿生敲击(即模仿人工加工山核桃的方式)破壳方式,研制一款仿生敲击式山核桃破壳机。根据山核桃的物料特性以及破壳时所需的各项力学特性参数,建立了破壳机构设计的数学模型。确定了敲击臂的结构尺寸,优化了凸轮结构,并最终得到了凸轮的实际轮廓曲线。该文阐述了破壳机的总体结构与性能,建立了整机的三维实体模型,并根据建模制造了样机。该样机通过现场试验,结果表明:山核桃的含水率为14.55%~16.35%,大小为直径18~22 mm(沿缝合线方向)时,破壳率为99.41%,果仁损伤率为6.25%,生产率为94.93 kg/h,满足生产要求。该研究丰富与完善了坚果类果实的破壳机理与方法,为含隔坚果类的破壳机具设计与开发提供系统的理论依据和应用基础。

汽车变速器齿轮敲击动力学问题研究综述

论述了汽车变速器齿轮敲击动力学问题的研究现状和发展趋势.针对汽车变速器齿轮敲击问题,从敲击的产生机理、数学模型的求解方法、敲击客观评价方法、齿轮敲击试验研究、齿轮敲击解决途径五个方面论述了变速箱齿轮敲击动力学问题研究内容和方法.在分析总结前人主要研究成果与不足的基础上,重点从仿真模型优化、试验方案有效性和客观评价方法合理化等角度提出今后在汽车变速箱齿轮敲击动力学问题的研究建议.

基于振动相对量法的齿轮敲击振动辨识

整车转毂振动测试中测得的手动变速器箱体振动信号包含了多种部件的振动信号,传统方法无法从测试信号中直接获取齿轮敲击振动信号,故无法定量评价齿轮敲击振动水平。本文提出了运用敲击振动相对量来辨识齿轮敲击振动的方法。该方法首先对箱体振动信号进行人耳特性滤波,然后进行回归和平滑处理获得稳态振动信号。将滤波后的振动信号减去稳态振动信号,得到的振动相对量即为非承载齿轮对的瞬态敲击振动信号,最终可辨识出齿轮敲击振动的发生时刻、频率范围和水平。在实车试验中,采用该方法在3.5s的测试时间内,识别出振动相对量最大的134个齿轮敲击振动信号,其发生时刻与敲击振动信号回放得到的134个敲击噪声发生时刻完全相同,辨识结果与人的主观感受一致,即准确辨识出了齿轮敲击振动。得到的辨识结果可用于定量评价齿轮敲击振动水平,校核理论模型的正确性,研究不同参数对齿轮敲击振动水平的影响规律,找出关键影响因素并优化处理,从而改善齿轮敲击性能。