压电陶瓷激振器定频激振能力的评价方法

提出了评价压电陶瓷激振信号的线性度指标,并基于自主研发的压电陶瓷激励反馈系统,对一款PZT陶瓷进行了实验研究.在分析其激振力的影响因素及影响规律的基础上,提出了压电陶瓷定频激振能力的评价方法.由实验数据建立了评价方程,得到了其定频激振的频率置信区间,使其可以更好地被应用到板壳类薄壁构件的高阶振动测试研究中.研究结果表明,压电陶瓷定频激振能力的总体特点是在低频状态下可实现高幅定频激励,而高频状态下仅能实现低幅定频激励.

激振搅拌对水泥稳定碎石与煤矸石抗压强度的影响

为研究激振搅拌工艺对水泥稳定煤矸石混合料性能的影响规律,以水泥稳定碎石为基准,对比分析普通搅拌与激振搅拌对不同水泥剂量的水泥稳定基层材料无侧限抗压强度的影响。结果表明:在干拌状态下增加激振工艺对基层混合料抗压强度的提升效果显著,在激振气压为0.4 MPa、激振干拌30 s后普通湿拌30 s条件下,混合料的7 d无侧限抗压强度达到最佳;激振搅拌对水泥稳定碎石、水泥稳定煤矸石混合料强度的平均提升幅度约为20%,对煤矸石混合料的强度提升更加显著,水泥剂量越少,提升幅度越大。SEM结果表明激振搅拌后混合料中的水化产物分布更加均匀,结构更加致密;经线性拟合计算,当水泥剂量为2.0%~7.0%(质量分数,下同)时,激振搅拌对于碎石混合料可节约8.9%~26.3%的水泥,对于煤矸石混合料可节约12.9%~30.8%水泥,且节约率与水泥剂量成反比。

双体多向型激振装置参数研究

为提高果树振动采摘响应均匀性,同时提高果实采收效率、降低能耗、减少果树与果实的损伤,设计一种双体多向型激振装置,主要由偏心块、传动齿轮、传动轴、箱体等组成。建立振动装置-果树振动系统,并分析6种不同的偏心块转速比与偏心矩比组合产生的非圆周载荷效果。首先,采用多视角三维重建技术获取果树三维模型;然后,运用ANSYS进行果树谐响应分析得到激振装置的最佳工作频率;最后,运用ADAMS建立果树动力学仿真模型,比较非圆周载荷、直线载荷、圆周载荷下的果树加速度响应。仿真结果表明:当两偏心块转速比为3∶1、偏心矩比为1∶1时,果树在非圆周载荷下的加速度响应均值为194.35 m/s^(2),高于直线载荷下的(186.28m/s^(2)),略低于圆周载荷下的(204.41 m/s^(2));非圆周载荷的加速度响应变异系数为0.575,低于直线载荷的(0.625)和圆周载荷的(0.622),说明非圆周载荷有更均匀的加速度响应。田间试验表明,该装置的采摘率为92.2%,果实损伤率为4.6%,优于单偏心激振装置。

耳膜激振式压电作动器的设计与测试

为解决传统助听器高频增益受限及中耳植入物需侵入性手术的问题,文中设计、制作和测试了一种直接驱动耳膜的压电作动器。该作动器是一种新型的听觉假肢,融合了完全耳道式助听器的放置方式与中耳植入物的音质。作动器的前端直接激励耳膜,补偿患者的听力损失。针对压电叠堆存在输出位移不足的问题,引入了复合二级位移放大器,并采用多目标遗传算法对其位移放大比进行了优化。为优化作动器的频率特性,建立了作动器-人耳耦合力学模型,通过有限元分析确定了作动器的最佳结构参数。制作出作动器样机,并进行了测试试验,评估其听力补偿性能。结果表明:该作动器具有工作频带宽(0.1~10 kHz)、谐波失真度小(THD≤0.12%)、无需侵入性手术及高频性能优异的优点。因此,该作动器适用于耳膜激振的听损补偿,为感音神经性听力损伤的临床治疗提供一种新的方案。

旋转轴系径向非接触磁力激振技术研究

针对旋转轴系振动试验中需要对转轴进行径向非接触动态线性激振的实际需求,开展了径向非接触式磁力激振器的设计研制及性能试验。首先,采用磁路解析法推导线性化后的径向磁力计算方法;其次,开展了激振器结构和绕组参数的设计,加工出激振器实物并设计了测力结构对其频域作动性能进行全面测试;最后,将激振器用于轴系台架激振试验,提出了一种非接触作动力的换算方法,并将激振结果与力锤激振方式进行了对比,同时研究了激励信号大小以及转速对激振效果的影响。试验结果表明,研制的激振器性能良好,实现了设计目标,试验结果与理论计算结果以及力锤激振结果的误差在合理范围内,验证了该方法的适用性和准确性。

瞬态激振影响下微油滴撞壁行为的数值模拟研究

在油气微量润滑系统工作过程中,有效润滑是保障零件稳定运行的关键。但工作零件的振动会影响油滴的铺展,扰动润滑油膜的形成,从而影响零件的润滑效果。基于CLSVOF方法,建立油滴撞击振动壁面的模型,考察油滴撞击瞬时激振壁面过程中的油液形态演化规律。研究发现:油滴撞击激振壁面后产生飞溅和颈部射流现象;在不同振动频率下,油滴冲击产生二次飞溅的时间均整个周期的1/5附近;壁面振动减小了油滴的最大铺展因子,延长了油滴的铺展时间;在回缩阶段,油滴铺展因子呈现出典型的振荡衰减态势。

车轮扁疤激励下高铁轴箱系统振动特性研究

以某型高速列车轮对和轴箱轴承为研究对象,构建包含轮对轴箱轴承的车辆-轨道耦合动力学模型,研究在京津线轨道不平顺激扰及车轮扁疤激扰工况下轴箱系统内部结构的接触振动特性。结果表明:当车轮出现扁疤缺陷时会引起轴箱在垂向和横向的高频振动;随着车轮扁疤长度的增加,轴箱轴承滚子与外圈接触载荷高频段所占成分逐渐增加,引起轴承滚子与外圈的中高频激振,加速轴承的疲劳破坏;扁疤长度超过30 mm时,0号滚道区域的接触载荷变化较大,扁疤长度50 mm处轴箱轴承滚子与外圈接触载荷均值与扁疤长度10 mm处滚子与外圈接触载荷均值的最大值相比增加了33.38%;当列车运行速度在250 km/h左右时,车轮扁疤长度安全阈应限制在30 mm以内,尽量降低车轮较长扁疤引起的轮轨结构高频振动。

轴流泵流致振动、机械激励及驱动端激振特性试验研究

为了建立多种激励源特性与轴流泵机体输出振动特性之间的关联性,针对轴流泵开展了流致振动、机械激励及驱动端激振特性试验研究,通过采集不同激励源的激励特性,并与机体输出振动特征进行频谱对比分析,获得流致振动、机械激励及电机驱动端激振所贡献的振动频谱及其变化规律。结果表明,机械激励的主要诱因为转子不对中与碰摩,振动频率特征主要集中于1倍转频;流致振动的主要诱因为泵动静干涉和周期性流动现象,振动频率特征主要集中于2倍转频、叶频及其高次谐波;电机驱动端激振的诱因为高频磁通,振动频率特征为900 Hz以上的高频振动;各激振源分别贡献不同频段、不同幅值的振动,并最终形成多激振源耦合形式的振动输出;流致振动和机械激励的激振幅值对转速表现出明显的敏感性,随着转速下降而迅速下降;电机驱动端激振幅值则随着分析位置与电机的距离增大而迅速衰减。研究结果可为后续的轴流泵减振降噪优化提供理论支撑。

飞机地面振动试验激振方案优化与工程验证

地面振动试验是飞机型号研制与强度验证中的重要环节,在试验设计阶段一个合理的激振方案能够显著缩短后续试验周期,提升模态辨识精度。基于飞机有限元模型采用QR分解对激振位置进行考虑试验目标的全局规划,进而引入模态参与对激振点布置方案的激振效率进行定量评估,同时针对密集模态测试问题,采用多变量模态指示函数对激励力矢量进行优化,并将上述方法应用于小型通用飞机地面振动试验中,验证优化后激振位置规划方案及密集模态识别方法的工程应用效果。结果表明:本文采用的激振方案优化方法能够显著提升试验效率,降低了密集模态辨识难度,具有较高的工程应用价值。

分数极路比绕组形式对可变速抽蓄电机电磁激振力的影响

可变速抽蓄电机定子分数极路比绕组可以解决机组转速、容量、出口电压不匹配问题,但不同的绕组排布也会导致各支路的磁动势不对称,从而影响电机的电磁激振力。为了研究分数极路比绕组形式对可变速抽蓄电机电磁激振力的影响,推导了适用于不同分数极路比绕组形式的可变速抽蓄电机定子磁动势和电磁激振力的解析计算公式,以336 MW的可变速抽蓄电机为例,综合考虑磁动势不对称度、磁动势幅值、相位偏差和短距系数,获得不同分数极路比绕组形式对磁动势和电磁激振力的影响规律,进而建立了基于有限元的可变速抽蓄电机电磁激振力模型,计算了不同分数极路比绕组形式下可变速抽蓄电机电磁激振力,并进一步研究了支路环流对电磁激振力的影响。结果表明,合理的分数极路比绕组排布能有效削弱电磁激振力,且采用节距为14-15-16的不等节距分数极路比绕组方案能最小化环流的影响。研究结果可为可变速抽蓄电机的国产化研制提供技术支持。

一种惯性式路基激振装置的研发与现场标定

基于双轴惯性式振动电机,研制了一套模拟列车荷载作用的路基激振装置ISV400。考虑轨道及路基结构层自重荷载,利用偏心片数量N_(c)、配重块数量N_(a)与供电频率f_(in),调控简谐动载的峰-谷值差值应力σ_(d)、谷值应力σ_(v)和激振频率f_(out),开展ISV400系统现场标定试验,分析f_(out)与f_(in)关系,探究N_(c)、N_(a)组合下σ_(d)、σ_(v)随f_(out)变化规律,明确ISV400稳定工作频率区间,建立激振力估算方程,提出面向路基结构现场动测的设备参数配置方法。研究表明:f_(out)约为f_(in)的0.5倍,f_(out)低于5 Hz时电机转轴欠同步,将导致装置运行不稳定;σ_(d)、σ_(v)测试值分别高于、低于偏心质量旋转离心原理得到的理论值,且两者偏差与f_(out)正相关,f_(out)为15~25 Hz时易受共振影响;f_(out)为5~15 Hz且保持N_(a)恒定时,σ_(d)-f_(out)曲线族不受N_(c)影响,σ_(d)上限约为400 kPa,N_(c)对应的σ_(v)-f_(out)曲线族相互平行。

高频激振转阀轴向稳态液动力研究

高频激振转阀通过阀芯转动控制阀口的打开和关闭,其开度变化及油流换向使油液的轴向动量发生改变,进而产生轴向液动力干扰激振转阀的稳定运行。对高频激振转阀进行理论分析,建立阀芯轴向受力的数学模型和轴向稳态液动力方程;通过Fluent软件,对激振转阀流场进行CFD仿真分析,研究压力和轴向开度对轴向稳态液动力变化规律的影响;最后设计并搭建轴向稳态液动力测量实验台进行实验验证。结果表明:轴向稳态液动力随激振转阀转角变化而规律变化,且入口节流产生的稳态液动力大于出口节流时的稳态液动力。

三维激振式石榴籽皮分离装置的设计

石榴产业的快速发展使其成为新疆独具特色的经济作物,石榴的深加工不但能够促进产业的多元化发展,同时也能够有效提高经济效益。本文针对石榴籽皮分离率低、破损率高的问题,设计了三维激振式石榴籽皮分离装置,通过击打杆组由上至下地对旋转的石榴进行多维击打,实现石榴籽皮分离,有效提高了籽皮分离率、降低了石榴籽破损率。对击打部件、驱动复位部件、定位旋转座等关键工作部件进行了设计,研究结果将对石榴籽皮分离装置的进一步发展提供参考。

超重力离心模拟与实验装置结构动力响应分析中的激振力布置形式比较

在超重力离心模拟与实验装置(CHIEF)设备基础振动控制中,为模拟离心机转臂运动时的扰力,比较了6组不同的激振力布置形式对设备基础结构的稳态动力响应数值的影响。其中,按照静力方式分配至3处机架的简化模式的结果(第3组)最接近考虑轴承进行建模、油膜力模拟为与位移呈线性关系的弹簧的仿真结果(第1组)。6组布置形式结果虽存在差异,但均具备一定的适用性。

蜗壳喉口射流对径流涡轮叶片激振力的影响与抑制

涡轮增压器的涡轮叶片在转动过程中受到周期性的气动激励作用,过高的气动激励可能导致涡轮叶片发生高周疲劳(HCF).在无叶蜗壳中,气动激励主要来自蜗舌位置处的压力波动.为了降低涡轮叶片的激振力,笔者从激励产生的来源出发,提出了一种通过喉口射流孔把蜗壳进口段高压气体引流到蜗舌上游低静压区域的压力波动抑制措施,并利用非定常流场数值模拟方法,研究了通过射流孔引入蜗壳进口段高压气体到低静压区对涡轮叶片激振力的改善效果,以及射流孔对涡轮机整机性能的影响.结果表明,该措施可以明显弱化径流涡轮叶片激振力,叶片高振幅区的测点激励幅值最高降低34%,射流孔在弱化激振力的同时,对涡轮机效率的影响可忽略.

压力筛流体激振故障诊断案例分析

压力筛是制浆造纸工艺流程中的重要设备,负责对上网浆进行筛选,以保证设备不会因纸浆中的异物受到损坏。本文对压力筛工作原理及典型故障进行了简要说明,并重点对压力筛流体激振故障进行了分析论述。详细说明了如何通过现场情况、数据分析等信息,诊断压力筛流体激振故障,并通过现场实际诊断案例说明该故障诊断的具体应用。

激振抛磨对ZM6镁合金航空机匣表面形貌及耐腐蚀性能的影响

[目的]激振抛磨技术具有加工效率高、操作灵活、适用性广等优点,在航空航天零部件制造领域得到广泛应用。目前有关激振抛磨处理对ZM6镁合金航空零部件表面形貌及耐蚀性影响的研究报道还较少。[方法]采用自行研发的激振抛磨实验平台,对取自ZM6镁合金低压砂型铸造航空机匣的样块进行加工。对比了激振抛磨前后ZM6镁合金的表面形貌、粗糙度、元素组成及耐蚀性。[结果]激振抛磨处理后ZM6镁合金的表面形貌得到显著改善,表面粗糙度降低,裂纹和孔隙被去除,表面氧元素的原子分数降低了49.0%,基体元素的原子分数增大,耐蚀性显著提高。[结论]激振抛磨后ZM6镁合金的耐蚀性之所以提高,主要与其表面粗糙度的降低及表面致密均匀氧化膜的生成有关。

大型工业设备周期性激振对建筑物的影响分析

在实际工程中,大型工业设备在工作时,常规设计和施工的工业厂房可能会出现明显的振动,这种振动可能影响建筑物的安全性和稳定性。深入探讨了大型工业设备在运行过程中所产生的周期性激振对建筑物的稳定性和安全性的影响,通过对比设备振动频率与建筑物固有频率,揭示了设备运行中周期性激振是导致共振的主要原因。提出了针对性的解决策略及可供借鉴的经验,包括采取结构加固措施、改变建筑物的固有频率以及改变设备的运行频率等。通过这些综合措施,有效控制和减小了建筑物因设备振动而产生的共振现象,保障了整个结构的长期安全运行。

基于凝汽器蒸汽流场的管束汽流激振评估研究

凝汽器管束在高速蒸汽冲刷作用下可能会产生汽流激振现象,全面评估管束的汽流激振对保障机组安全运行具有重要的安全意义。采用数值模拟方法,在某核电机组凝汽器若干工况下,对其喉部和壳侧进行蒸汽流场的数值模拟,然后基于凝汽器蒸汽流场分布,分别以最大许用跨距和临界横流速度为评估准则对管束进行汽流激振评估。研究结果表明:对于所研究的核电机组凝汽器,在管束轴向方向上,靠近壳体壁面侧的管束的中段位置为发生汽流激振的危险区;在管束横截面方向上,靠近壳体壁面侧的管束模块上方“树枝”通道外层的冷却管发生汽流激振的可能性很大,且高加疏水工况会加大靠近有闪蒸器这一侧壳体壁面的管束模块在该处汽流激振的可能性;半侧隔离工况下,各管束模块两侧中间位置“树枝”通道外层冷却管有发生汽流激振的可能性。

长短叶片转轮动静干涉引起的水力激振模态数值分析

本文以5个长叶片和5个短叶片转轮(活动导叶数为16)为例,通过数值计算,分析了长短叶片转轮的动静干涉引起的水力激振模态问题。结果表明,长短叶片转轮动静干涉引起的水力激振模态比较复杂。在无叶区,水力激振模态“节径”数为相应倍频数,如5倍转频对应5“节径”等;在双叶栅区,激振力模态既有长(短)叶片数的特征(如15倍转频的模态的节径数为1),又有叶片总数的特征(如20倍转频的节径数为4,且模态旋转方向与转轮旋转方向相同)。本文的研究为长短叶片转轮的水泵水轮机的结构避振提供了新的方向。