高速列车高频激振试验台对试验室厂房的振动影响分析

为评估某试验室新建高速列车转向架激振试验台对试验厂房的振动影响,基于车辆-轨道耦合系统动力学模型,计算钢轨波磨不平顺作用下轮轨垂向高频激振荷载,并将其作用于Abaqus基础-地基-厂房有限元动力仿真模型,分析高频激振试验台对试验厂房的振动影响。结果表明:车辆最高模拟速度500 km/h下,受轨道不平顺激扰将产生轮轨高频激振荷载,最高荷载频率1200 Hz,荷载峰值为213.9 kN;试验台振动影响范围在地面大致集中于以激振台为中心,半径为10 m的“圆形”区域,在深度方向上集中于深度约15 m的“倒梯形”区域;厂房柱下独立基础最大竖向动位移幅值为0.032 mm,最大加速度幅值为32.8 cm/s^(2),屋架与厂柱连接薄弱处最大振动速度幅值为0.585 mm/s,地面水平方向的振动速度幅值小于2 mm/s,振动指标均小于建筑安全及工作舒适性的幅值控制标准,表明高频激振试验台工作时试验室厂房振动符合要求。

掘进机臂架的高频激振特性研究

振动式掘进机臂架的响应频率和振幅是影响掘削效率的关键因素,由于目前机械惯性式激振系统结构复杂、响应频率及振幅较低的问题,提出一种采用转阀的臂架高频激振系统方案,并对掘进机臂架系统的激振特性进行研究。通过在ADAMS与AMESim仿真软件中分别建立臂架激振系统动力学模型和电液激振模型,仿真分析得出系统压力、激振阀阀口开度、激振频率、负载质量与臂架激振响应特性的关系;并搭建臂架激振系统试验平台,对仿真结果进行验证。研究结果表明,提高系统压力、增大激振阀阀口开度、减小负载质量可提高臂架响应振幅。随着激振频率的增大,臂架响应振幅先迅速下降,高于50Hz后,基本不再变化。为掘进机臂架系统的高频激振特性调节及控制提供依据。

高频激振作用下的塑性变形实验装置的设计

为了研究高频激振对金属塑性变形行为的具体作用,采用理论解析和有限元动力学分析方法设计、制造了一套由超声波发生器、换能器、变幅杆以及支架等构成的装置,可用于不同振幅的超声波附近的高频激振作用下的单向拉伸、压缩或其他一些金属振动塑性成形实验。利用阻抗分析仪和多普勒激光测振仪对装置进行了电谐振和机械谐振测试。测试和应用结果表明:该装置能够满足不同振幅下超声波附近高频激振下的金属单向拉伸、压缩等实验要求。

利用电磁高频激振筛简化选煤工艺

介绍了新汶矿业集团华丰煤矿选煤厂使用XTS600-2475型电磁高频激振筛替代原浮选系统的改造方案、工业试验和效果,讨论了该机的应用条件和前景。

高频激振阀阀芯动力学分析

阐述了高频激振阀的结构和工作原理,针对高频激振阀的现有结构,建立了阶梯楔形间隙摩擦副之间的动态润滑数学模型,依据雷诺方程建立了楔形间隙的油膜剪切应力方程和压力分布。在此基础上推导出了沿着阀芯运动方向的总摩擦力和摩擦力矩,并研究了阀芯在高速转动中所受的瞬态液动力。

利用电磁高频激振筛 简化选煤工艺研究

利用电磁筛，简化选煤工艺，是对目前传统的跳汰－浮选－压滤选煤工艺存在的工艺复杂，生产成本高，提出的一种地之有效的解决方案。在新汶矿业集团华丰煤矿选煤厂的应用实践证明，利用电磁高频激振筛替代浮选系统，不仅简化选煤工艺，而且经济效益十分明显，是对传统选煤工艺的改革和创新。

新型电液激振试验台的高频特性研究

电液激振试验台是在振动机架上安装电液激振器,由激振器产生激振力,作用在实验对象的某一局部区域,使其产生强迫振动。该文根据液压马达的大功率、大扭矩的特点,提出了一种由马达驱动高频激振阀的新型电液激振试验台研究方法。该方法主要是通过液压马达对2D激振阀阀芯的旋转进行驱动,采用流量阀控制进入马达的流量达到控制阀芯转速的目的。应用流体动力学和系统动力学理论建立电液激振试验台数学模型,对建立的试验台进行实验研究,同时测得液压缸活塞输出的激振力波形。实验表明:该试验台可以大幅度地提高激振频率,达到1200Hz以上的激振频率,激振输出波形近似为一正弦波。马达驱动2D阀的新型电液激振试验台是提高液压振动的激振频率的有效途径。

基于AMESim的两自由度高频激振转阀的仿真研究

传统的伺服阀大部分都是滑阀式,虽然控制精度高、性能稳定,但其工作频宽有限,难以满足高频大流量液压系统的需求。为此,提出一种两自由度的高频激振转阀。首先介绍其结构与工作原理,并根据流体连续性方程、阀口流量方程等理论推导出转阀的数学模型和提出提高激振频率的方法。然后采用AMESim建立高频激振转阀的仿真模型,分析系统压力、系统流量和阀口面积的影响,发现转阀阀口的流量与压力都跟随系统压力和阀口面积的增大而提高,但两者都不受系统流量的影响。

基于高频柔性并联激振台柔性转动关节的加工误差分析

柔性关节因其结构上的优越性已逐步取代传统刚性关节被运用到高频激振领域中.加工误差是一类不可避免的误差,其对柔性铰链工作性能产生了一定的影响.在分析柔性铰链宽度制造误差等5类结构参数误差的基础上,运用Paros J刚度计算公式和Smith S T的误差分析方法建立了加工误差模型,并运用有限元方法模拟了柔性铰链在实际工作条件下的受力变形状况,发现不同的加工误差对柔性关节的刚度影响程度不同,其中厚度误差的影响最大,验证了加工误差模型的准确性.

轴承滚子缺陷激励下高铁轴箱系统振动特性研究

以某型高速列车转向架上轮对和轴箱系统为研究对象,构建一种包含轴箱轴承滚子缺陷的车辆-轨道耦合动力学模型,并利用现场试验数据验证轴箱轴承−车辆−轨道耦合动力学模型的有效性。通过仿真计算获得在京津线轨道随机不平顺激扰工况下轴箱的振动加速度时间历程以及轴承滚子与外圈的接触载荷时间历程,结合轴承滚子缺陷数学分析模型,研究轴承滚子缺陷激扰工况下轴箱系统内部结构的接触振动特性。研究结果表明:当轴承滚子出现缺陷时,轴箱横向和垂向振动加速度包络谱在滚子故障频率和2倍滚子故障频率的倍频处出现振动加速度峰值,且以保持架旋转频率10.32 Hz进行振幅调制;缺陷滚子与外圈接触载荷频谱主要分布在0~100 Hz的低频段,在200~1000 Hz频段内出现以轴承保持架旋转频率为频率间隔的一系列峰值;随着轴承滚子缺陷宽度的增加,滚子与外圈接触载荷中高频段所占成分逐渐增加,表明轴承滚子缺陷宽度的增加会逐渐引起轴承滚子与外圈的中高频激振,加强轴箱轴承内部构件之间的动态作用从而加速轴承的疲劳破损失效;列车运行速度在250 km/h左右时,仿真数据表明轴承滚子缺陷宽度需限制在1 mm以内,尽量减少因轴承滚子缺陷宽度过大而引起的滚子与外圈接触载荷升高造成结构疲劳等一系列问题。

高频电液激振冷挤压数值模拟及其减载实验研究

针对冷挤压成形过程中流动应力大、零件成形所需压力高的问题,提出了一种新的挤压工艺,设计了一种新的电液高频轴向振动激励冷挤压试验平台及相应冷挤压模具。利用Deform-3D软件建立了有限元分析模型,分析了在轴向振动激励下该模型的成形过程降载效果,精确地模拟了万向节轴套的冷挤压成形过程的挤压力的变化,比较了传统挤压形式下和轴向振动激励形式下的成形压力值,通过挤压试验验证了模型模拟的准确性。试验结果表明,该新的挤压成形工艺能使万向节杯套成形压力降低21.78%,减载效果明显。研究结果表明,这种新的成形工艺可以为一些难成形零件的冷挤压成形加工打下良好基础。

基于DSP的高频电液激振台控制器

为了实现对2D电液伺服阀双自由度的控制,将DSP技术应用到高频电液激振台控制系统的构建中。通过对步进直线电机和同步伺服电机的调控,实现了对2D电液伺服阀阀芯开口的精确定位和对阀芯转速的控制,同时实现了与上位机的通信。利用数字滤波对采集信号进行处理,提高了控制精度,并通过控制算法实现了在非线性失真下的跟踪控制,消除了电机失步和速度突变。详细阐述了控制系统的硬件结构和软件设计。实验结果表明,该控制系统稳定可靠,能随着阀芯轴旋转运动和轴向滑动实现激振频率和幅值的独立控制。

高频双激振直线型振动筛装备结构设计

针对现有的振动筛激振力不够强、生产效率低、筛分效率低、筛网使用寿命短等问题,设计了一种高频双激振直线型振动筛装备,采用双电机自同步反转直线型振动方式,振动方式设计成双电机自同步反转直线型振动,所产生的直线激振力经过振动筛筛箱质心,迫使钻井液在激振力方向按电机激振频率振动,液相经过表面仿形结构设计的防筛糊、耐磨、耐腐蚀、抗冲击的筛网过滤回收,固相颗粒则随着振动从排出端排出,实现钻井液的固相分离,结果表明:该装置简单可靠、适用性强、生产效率高、筛分效率高,有利于提高固液分离自动化水平。

大转矩弹性橡胶联轴器高频减振特性分析

针对以往弹性联轴器减振特性分析中高频减振特性难以计算评估的问题,基于应力波理论对弹性联轴器有限元模型进行高频激振作用下的弹性波分析,通过有限元分析软件Abaqus的动力学显式有限元方法求解该高频激振作用下的位移响应结果,通过FFT变换并计算获得了各不同高频激振力作用下的振级落差,比较分析不同高频段激振力作用下弹性橡胶联轴器的减振特性。研究结果表明,所提出的基于应力波的弹性联轴器高频减振特性计算方法能够较好的评估其高频减振特性,为下一步弹性联轴器低噪声设计奠定了基础。

2D阀控电液激振器的优化设计和实验研究

为了进一步提高电液激振器的激振频率和控制精度,并降低其加工和安装难度,提出了2D高频激振阀的新结构和控制方法。通过增加2D阀阀芯沟槽与阀套窗口的沟通次数,改进与无刷直流伺服电机连接的高速齿轮箱传动机构,设计混合式直线步进电机与堵头连接以控制阀芯轴向位移,实现了对2D高频激振阀的结构优化。经理论以及实验研究表明:新型2D高频激振阀的结构简单,控制精度高,激振频率最高可达3 000 Hz。

一种混凝土搅拌设备用旋转冲击激振装置设计

为解决普通强制搅拌设备搅拌后仍有10%~30%的水泥颗粒聚结成小泥团没有破散开的问题,设计一种混凝土搅拌设备用旋转冲击激振装置,以解决搅拌作业中存在的问题。该装置在进行混凝土强制搅拌的同时,通过布置在搅拌轴内部的激振装置将电机的电能转化为振动能量,传递到搅拌的混凝土当中。激振装置向混凝土传递高频低幅激振运动,将振动能量传递到被搅拌物料中,物料受到振动作用,处于颤振状态,物料颗粒之间的内摩擦力和黏聚力减小。振动促使聚团的水泥小颗粒迅速分散变小,增加与水的接触面积,加快水化反应,可以进一步增强骨料与水泥间的界面黏结强度,提高搅拌质量与效率。

1000Hz高频疲劳试验系统的实验与仿真研究

采用液压马达驱动一种高频激振阀控制液压缸实现了1000 Hz的高频疲劳振动。该文介绍了这种高频疲劳实验系统及其关键控制元件——高频激振阀,计算了在高速转动时阀芯的阻力扭矩,通过CFD软件对这种高速转阀的阀口流场进行了仿真分析,实验研究了系统在800～1200 Hz的振动特性。