基于幅—频曲线的系统时域响应特性评价方法

在电磁兼容测量中 ,通常采用频率响应来描述一个系统的特性。而系统的频响特性一般仅提供了响应幅度的频域分布 ,很少给出相位信息。在连续波测量时这种幅 -频信息是足够的 ,但在利用频域测量结果评价一个系统的脉冲响应特性时 ,还必须知道系统的相位信息。本文假设系统为最小相位系统 ,采用 Hilbert变换根据系统响应的频谱幅度估计相位信息 ,进而将系统的频域信息转换到时域 ,用于评价系统的时域响应特性。根据一组磁场探头的标定数据 ,对这一方法在系统时域建模、信号重构以及响应预测等方面的应用进行了试验 ,取得了较好的效果。

基于Haar小波变换的变压器绕组幅频响应曲线特征的分析

采用Haar小波变换来分析变压器幅频响应曲线的特征。传统的分析信号特征的方法一般采用傅立叶分析法,而小波分析相比傅立叶分析有着许多本质性的进步,在局部时频域分析中具有很强的灵活性。本文首先介绍了离散小波变换的基本概念,然后提出了基于Haar小波变换的分析曲线特征的方法,并用Matlab软件中小波变换的工具箱,对由电路仿真软件PSPICE仿真得出的变压器绕组幅频响应曲线进行Haar小波变换,提取Haar一层小波变换的高频小波系数,高频系数能够反映变压器绕组幅频响应曲线的细节信息,更能反映变压器绕组的变化。

利用相频曲线求解模型基础动力参数的探讨

通过正向理论推导和数据反算验证相结合的方式,得到利用峰值频率前幅频响应曲线和相频响应曲线求解模型基础动力参数的方法。以根据实测曲线求解所得动力参数反算其理论幅频曲线和相频曲线,若理论曲线贴近实测曲线,表明求解所得动力参数能够代表所测地基与模型基础振动系统的动力特性;若理论曲线偏离实测曲线,则要检查动力参数计算方法的正确性及数据取值的代表性;即使激振器的扰频能够覆盖共振频率,在测量振动幅值、得到幅频曲线的同时监测激励与响应的相位差、得到相频曲线也具有重要意义;利用回归反射式光电开关及自动化测试仪器,可以方便地测量激振力与振动位移的相位差,在测试过程中同步显示幅频曲线和相频曲线。

一种数字频率特性测试仪的设计

设计了一种基于正交调制原理的数字频率特性测试仪,系统用稳态响应法测量电路的频率特性.单片机作为主控芯片,完成系统的总体控制及数字信号处理;使用集成的直接数字频率合成芯片输出全频率范围内的正弦波.系统对待测电路的输入信号及其输出响应采样,经数字信号处理后,获得电路的幅频特性和相频特性.设计的测试仪测某RLC网络,中心频率的相对误差小于0.2%,有载品质因数相对误差小于1.25%,最大电压增益大于-1 d B.频率特性测试仪输入输出阻抗均为50Ω,幅频误差绝对值小于0.5 d B,相频误差绝对值小于3°,测试仪能满足微机械谐振传感器特征参数测试需求.

核电厂动力机器模型基础动力参数测试的优化

核电厂汽轮机厂房多位于坚硬的岩石地基上,模型基础动力参数测试共振频率达到100 Hz以上,土质地基上常用的测试方法由于其机械式激振器扰频上限低的缺陷,对核电厂岩石地基适用性很差。在激振器、垫层、激振器与模型基础的连接方式、测试方式等方面进行研究,优化、改进了测试设备和测试方法,开发了全自动常扰力测试控制系统,使之更适合核电厂岩石地基,测试结果更准确地代表岩石地基的动力特性。

冲击加速度传感器频域校准技术研究

为获得更为真实的传感器频响特性,利用激光干涉仪对传感器进行动态校准,在传感器输入和输出数据的基础上,确定系统模型结构、阶次,基于输出误差模型,采用系统辨识实验法,辨识传感器模型的各项参数,从而建立被校冲击加速度传感器的数学等价模型,进而将模型方程转换为传递函数,并绘制出传感器的幅频、相频特性曲线,最终实现被校传感器的冲击频域校准。

基于电路分析的压电检波器低频拓展方法

压电检波器拾取压力波,应用领域广泛。尤其是在OBC地震勘探时,压电检波器用于通过海水的压力拾取地震波,以获得有用的地震信息。但由于压电检波器的制作材料-压电陶瓷的电容局限性,导致压电检波器不能有效的拾取全频波,低频波往往被切除,无法通过压电检波器拾取。文章通过对简易压电检波器的电路分析,讨论了拓展低频的方法。

有限深度土体运动对Winkler地基上梁1/3次亚谐共振影响分析

有限深度土体运动对弹性地基上梁的动力学特性和非线性响应均有显著影响。为丰富和深化相关研究内容,本研究基于引入土体运动影响的Winkler地基梁的非线性动力学模型,关注了有限深度土体运动如何影响弹性地基上梁在1/3次亚谐共振条件下的行为。通过应用Galerkin方法和多尺度法推导出了梁在1/3次亚谐共振情况下的频率响应方程以及位移的二阶近似解。进而根据响应方程进行数值计算,得到了Winkler地基上梁的1/3次亚谐共振的幅频响应曲线,分析了与土体运动密切相关的参数(地基深度、质量、弹性模量、地基刚度和阻尼等)和激励幅值等对梁亚谐共振的影响。结果表明:考虑有限深度土体运动的影响后,梁的1/3次亚谐共振响应的区域和幅值均减小;随弹性地基深度、质量、弹性模量和刚度变化,幅频响应曲线的偏转程度、共振区域和响应幅值均发生定量改变;外激励幅值对梁1/3次亚谐共振响应的特性无影响,而对响应幅值和共振区域则有显著影响;地基阻尼对梁的1/3次亚谐共振有明显的抑制作用。

模型基础动力参数变扰力自动化测试的实现

模型基础动力参数变扰力测试若采用人工方式控制测试过程、采集振动波形、处理测试数据,工作效率低,劳动强度大。基于虚拟仪器方案的模型基础动力参数变扰力自动化测试系统由笔记本电脑及数据采集卡组成,通过控制变频器对机械式激振器的振动频率进行程序控制,激振的同时自动采集模型基础振动信号,可以实现测试过程自动化,具有装置简单、工作效率高、精度高、可靠性好等优势,使模型基础动力参数测试的过程变得简单、高效。

钢丝绳隔震器的迟滞动力特性分析

介绍了钢丝绳隔震器在国内外工程中的应用,分析了迟滞非线性弹性元件的动力特性,其数学模型一般选用双线性模型,频幅曲线则具有软式非线性系统的特征.

薄壁圆柱壳旋转波动振动分析

应用Donnell's简化壳理论,在考虑阻尼的情况下,用复分析的方法研究了旋转的薄壁悬臂圆柱壳在法向激振力作用下的线性波动振动.研究结果表明,使用复分析方法可以很好地求解圆柱壳的旋转波动振动问题.解的前行波、后行波实部为零可用来确定产生共振的频率及转速,而虚部可确定响应值大小.旋转的薄壁圆柱壳在线性振动时,有两个共振频率.波动共振响应曲线为拍,其幅值大小与波动模态阻尼比有关,一般后行波响应幅值要大于前行波响应幅值.

基于增量谐波平衡法的齿轮系统非线性动力学

利用增量谐波平衡法研究了一类考虑时变啮合刚度和间隙的直齿轮副的非线性动力学,建立了这类模型的解的统一形式。同时研究了系统的分岔特性以及阻尼比、外激励幅值对系统幅频曲线的影响。利用本文结果可以得到任意精度的近似解,从而可以更好地分析和控制齿轮系统的动力学。最后,指出了其它文献中未注意到的问题。

树脂混凝土试件的衰减特性的试验研究

介绍了树脂混凝土的制造工艺方法,制作了3个填充树脂混凝土的管状铸铁试件。采用试验方法测出试件的幅频响应曲线,通过半功率带宽法计算出试件的阻尼率。对试件的阻尼率进行了比较,可为设计动态特性良好的机床支承件提供参考。

温度变化对悬索非线性自由振动特性影响

基于增量热场理论,引入悬索在温度变化下的热应力平衡状态,推导考虑温度效应的悬索非线性自由运动微分方程,并对其进行Galerkin离散以及线性分析。利用Lindstedt-Poincare法求解悬索非线性自由振动的近似解,通过算例研究温度变化对悬索非线性自由振动特性的影响。研究结果表明:温度变化不会改变悬索非线性运动方程形式,但是会影响非线性运动微分方程的线性及非线性项系数大小;对于垂度较小的悬索,温度上升,硬弹簧程度增强,反之则降低;而对于垂度较大的悬索,温度变化会导致悬索非线性自由振动时的软硬弹簧特性发生定量甚至定性的变化;升高和降低相同温度对悬索振动特性的影响呈现出明显不对称性。

单自由度系统强迫振动下Kelvin模型和Maxwell模型的比较

以Kelvin模型和Maxwell模型为对象,研究了单自由度系统强迫振动下2种模型的系统响应。首先,将单自由度强迫振动分为简谐激励下的强迫振动、偏心质量引起的强迫振动和支承运动引起的强迫振动3种情况,分别在这3种情况下建立了2种模型的运动微分方程,并得到了系统的解析解。随后,通过解析解得到了振幅放大因子和相位差的解析式,研究了系统的幅频响应曲线和相频响应曲线。通过比较2种模型的幅频响应曲线,发现在偏心质量和支承运动引起的强迫振动情况下Maxwell模型在小阻尼时振动控制效果远优于Kelvin模型。

简谐横向荷载作用下弹性地基上不可伸长梁的1/2次亚谐共振响应分析

基于已建立的弹性地基上不可伸长梁的非线性动力学模型,本文针对简谐横向荷载作用下梁的1/2次亚谐共振响应进行研究。利用弹性地基梁的非线性运动方程和多尺度方法,求得梁1/2次亚谐共振响应的二次近似解。进而,运用幅频响应曲线对梁的亚谐共振响应进行研究,并分析了边界条件、地基模型、Winkler参数等对梁非线性共振响应的影响。结果表明:三参数地基模型中弹性层的引入对其支承梁的亚谐共振响应影响显著;临界激励幅值决定了弹性地基梁1/2次亚谐共振响应非平凡解的存在性;梁端约束条件在一定程上改变了Winkler参数对梁非线性动力响应的作用效应。

悬索面内次谐波共振受温度效应影响研究

整体均匀温度变化会导致悬索形成新的热应力构型,影响张拉力和垂度大小。温度变化对于悬索非线性动力学方程的影响可通过与索力和垂度相关的两个无量纲参数体现。基于考虑温度变化影响下的悬索面内非线性动力学方程,利用Galerkin法对运动方程进行离散,运用多尺度法求解1/2和1/3单模态面内次谐波共振响应的近似解,并得到了相应的幅频响应方程,通过数值算例从定性和定量的角度探究温度变化对其共振响应的具体影响。算例研究表明温度变化对悬索次谐波共振响应特性影响明显,且不同垂跨比的悬索其振动特性受温度变化的影响有区别。当垂跨比较小时,一定程度的温度变化会导致其振动特性发生定性和定量的改变,改变幅频响应曲线的偏转方向及程度,影响共振区间及响应幅值。当垂跨比进一步增加后,温度变化仅会产生定量影响,改变幅频响应曲线偏转程度,影响系统共振幅值。由于悬索存在初始张拉力,相同程度的升温和降温对悬索次谐波振动特性的影响不对称。

结构阻尼变化与振动时效效果的评定

振动时效过程幅频曲线变化的理论基础是振动阻尼的变化,分析了结构阻尼(滞后阻尼)在振动时效过程中的作用,应用动态机械分析仪对焊接小试样应变阻尼进行了实测,指出了结构阻尼在振动过程中有升高后缓降的变化,这是导致幅频曲线复杂变化的原因之一。通过对比了振动时效的机械行业标准JBT5926—1991标准和JBT10375—2002标准中关于振动时效的效果的幅频曲线评定方法的异同,通过对HT-7U核聚变试验装置的振动时效幅频曲线分析,指出对焊接结构的振动时效采用JBT10375—2002技术标准进行效果评定更具实用性。

考虑温度效应的悬索超谐波共振响应研究

引入与张拉力和垂度相关的无量纲参数,可推导出整体温度变化影响下悬索面内非线性运动微分方程.首先利用Galerkin法得到离散后的无穷维方程,然后运用多尺度法求解其二阶和三阶单模态超谐波共振响应的近似解,并得到幅频响应方程,最后通过数值算例探究三种垂跨比的悬索,温度变化对其单模态超谐波共振响应的影响.研究结果表明:当垂跨比较小时,一定程度的温度变化会导致其超谐波共振响应发生定性和定量的改变,改变系统软硬弹簧的性质和程度,即改变其幅频响应曲线的偏转方向和程度;温度变化会改变激励-响应幅值曲线的单值/多解情况.然而当垂跨比逐渐增大后,温度变化对其共振响应仅会产生定量的影响,且温度变化与幅频响应曲线向左偏转程度呈正比,即温度上升,曲线向左偏转程度加剧,软弹簧特性增强,反之则减弱.由于悬索存在初始张拉力,升高和降低相同温度对超谐波共振特性影响呈现出不对称性.

有初弯的刚度非对称转子的动力学特性分析及实验研究

对刚度不对称转子在有初始弯曲时的稳定性和动态响应特性进行了理论分析和实验研究。重点研究了初弯方向与原始不平衡方向间夹角对系统响应特性的影响 ,提出了识别转子初弯和刚度不对称情形的特征量和诊断方法。研究表明 :初始弯曲转子不仅在低转速时的振幅趋于初始弯曲值 ,而且随初始弯曲与不平衡间夹角的变化和初始弯曲与偏心距比值大小的变化振幅曲线出现很大的差异。特别是在大夹角情形下 ,夹角对振幅曲线的影响较大。当初始弯曲小于偏心距时 ,临界前振幅会随着转速升高而下降然后又上升 ,而当初始弯曲大于偏心距时 ,临界后振幅会随着转速升高而下降然后又上升。在临界前刚度不对称转子的幅频曲线有副临界现象 ,转子运转频率处于两个自然频率间时系统会失稳 ;