变刚度负载下激振测试系统滑模控制特性分析

以高铁路基测试系统为研究对象,由于该测试系统需要具有振动频率高、激振力大和振幅大的特点,目前其动态响应特性比较低,还需要进一步的提高才能适应测试要求。提出了一种滑模控制器来提高该高铁路基测试系统在变刚度负载下的动态响应。利用MATLAB/Simulink仿真软件,在变刚度负载下使用滑模控制的方法对高铁路基测试系统进行仿真分析,在运用滑模控制器后系统的动态响应特性有了明显的提高。采用该技术能够加快未来高铁交通运输的发展,对国家经济发展起一定的促进作用。

单轴滚动台车轮多边形磨耗激振试验及动态仿真

应用高速列车单轴滚振试验台,通过打磨轨道轮模拟短波不平顺,开展了车轮多边形磨耗的激振试验。建立了试验台动力学分析模型,研究了300 km/h速度范围内高阶车轮多边形、单一谐波激扰对轮对系统振动特性的影响;测试结果与时-频域计算结果进行对比,发现通过在轨道轮上打磨多边形,能够激发轮轨系统数千Hz的高频振动,在轴箱振动中,多边形磨耗的单边长度诱发的基频及其倍频占据了主导,轮对和轴箱的垂向自振也贡献了较大振动能量;计算结果能较好反映车轮多边形激发的2500 Hz以下的基频及倍频振动,其时域的幅值特性和频域的主频分布规律与测试结果也比较吻合;在轨道轮上设置单一谐波,可激发轮轨系统数百至上千Hz的中高频振动,运行速度增加后,谐波激扰区信号明显加强。当运行速度增至200 km/h和300 km/h时,仿真模型分别能够较好反映1000 Hz和250 Hz以下的轮对振动,而对更高频率振动则较难捕捉。研究结果表明,单轴滚振试验台能够用于开展短波不平顺的高频激振试验,就该试验台而言,相应的动力学模型在中高频振动仿真分析具有一定的适用性。

基于ADAMS的并联机器人振动特性仿真及结构优化

提出了一种利用虚拟样机仿真技术进行结构优化的方法。分析了并联机器人的振动原理以及激振测试原理,并给出了利用正弦扫描进行激振测试的原理和流程。为了进行激振测试仿真,在ADAMS软件中建立并联机器人的刚柔耦合振动系统,并使该系统受到一定激振力产生位移响应,获得该并联机器人激振特性曲线,从而找出其薄弱环节并对其进行结构优化,对薄弱构件优化后再次对系统进行仿真测试,结果表明构件结构优化后的结果较为理想。

非线性压电式能量采集器

由于非线性技术可使压电式能量采集获得较宽的振动频率和较高的输出电压,本文基于非线性振动研究了一种压电式能量采集器。基于Duffing模型测试得到了非线性压电能量采集器的振动方程,对其振动特性进行了仿真测试。在不同永磁体间距的条件下,测试了非线性压电式能量采集器的开路输出电压,结果表明,当激振台加速度为20m/s2时,该非线性压电式能量采集器的最大输出电压从线性系统输出时的131V提高到208V,最大输出功率为43.264mW,主共振频率变化范围达到18Hz。该Duffing模型的结构可以在小范围内改变非线性压电式能量采集器的共振频率,同时提高其输出电压。

北京型内燃机车车体的试验模态分析

为了研究北京型内燃机车的动态特性,对车体进行了试验模态分析。车体是一个大型的钢结构,针对其特点用随机冲击激振方法和分区激振测试技术进行了试验。文中给出该车体前七阶主振动的所有模态参量,为进一步改进结构的动态性能,进行车体的优化设计提供了可靠的依据。

不同油槽结构挤压油膜阻尼器动力学特性试验

基于挤压油膜阻尼器(squeeze film damper,SFD)动力学特性系数识别试验台研究了油槽深度、供油压力以及供油孔数对活塞环端封SFD泄漏量和阻尼性能的影响。试验结果表明:带油槽结构的SFD滑油泄漏量是无油槽结构的2~7倍,油槽深度增加会增大泄漏量;低油压下阻尼系数的试验结果与短轴承理论解较接近,高油压下阻尼系数的试验结果在短轴承与长轴承理论解之间;对比无油槽结果,带油槽时阻尼性能有所下降,但是0.1 MPa以内两者阻尼系数接近;油槽较浅(深度为5倍油膜半径间隙,5c)时,低油压单孔供油与高油压多孔供油平均阻尼系数均能达到4.0×10^(4)~5.0×10^(4) N·s/m;油槽较深(深度为15c)时低油压单孔供油平均阻尼系数较大,可达到8.06×10^(4) N·s/m。低油压单孔供油时引入油槽结构显著提高SFD阻尼系数,其可用于提高低供油压下SFD的减振性能。

弹性环式挤压油膜阻尼器动力学特性系数测试

搭建了弹性环式挤压油膜阻尼器(ERSFD)的动力学特性测试试验台。利用两个正交方向的简谐激励对ERSFD进行了激振试验,在轴心为圆时测得了阻尼器的位移和载荷数据,并结合阻尼器质心的运动方程分别识别ERSFD油膜和弹性环的动力学特性系数。结果表明弹性环与油膜均具有显著的阻尼和刚度,其中油膜的阻尼和刚度系数随着凸台高度的升高迅速降低,弹性环的刚度和阻尼受凸台高度影响较小;弹性环的厚度对油膜的刚度和阻尼无显著影响;油膜阻尼随供油压力的升高先增大后不变,油膜刚度随着供油压力的升高先增大后减小。不确定度分析结果表明油膜的四个动力学特性系数Cxx、Cyy、Kxx、Kyy的不确定度分别为12.2%、11.5%、18.2%、12.7%。弹性环的四个动力学特性系数Cxx、Cyy、Kxx、Kyy的不确定度分别为30.7%、33.1%、17.0%、12.8%。

端封开口角度对挤压油膜阻尼器影响试验

采用正交激振测试方法,研究了不同供油孔数、不同供油压力与活塞环开口角度对泄漏量的影响,试验识别了挤压油膜阻尼器(SFD)系统的阻尼系数。结果表明:1孔供油且活塞环开口与供油孔重合时泄漏量最大;供油孔数、供油压力与活塞环开口角度共同影响下,低供油压力、1孔供油活塞环开口角度0°时主阻尼系数C_(xx)和C_(yy)差异最小;活塞环开口角度0°且最下方的1孔供油时,SFD系统的阻尼性能最好,平均主阻尼系数能达到9.04×104N·s/m,约为理论短轴承解最大值的5.7倍,建议安装时两个活塞环开口角度为0°以保证具有较好的密封性,提升SFD工作时的减振性能。