基于H∞控制的大功率液压泵功能振动系统

大功率液压泵在功能振动试验中,常采用无工况的结构验证来考核产品。伴随着大功率液压泵在机载时的工况以及故障的复杂化,仅仅进行结构验证已无法满足实际应用中的功能振动试验考核要求。本文建立了大功率液压泵功能随机振动试验控制系统的简化控制模型,并在此基础上设计了H∞控制器,增强了功能振动试验控制系统的抗干扰能力。通过仿真结果表明所设计的H∞控制器控制效果良好。最后,在受试产品的三个轴向上分别进行现场试验对试验控制系统中的干扰等进行H∞控制验证。试验结果表明,该功能振动试验控制系统能有效地降低每个轴向的产品功能加载所带来的的干扰信号,将响应谱控制在目标谱的容差范围内,顺利地完成了功能随机振动试验,系统功能可靠。

单自由度自动翻转平台力学特性研究

目的 提出一种单自由度自动液压翻转平台,综合分析其力学特性,验证是否适用于固体火箭发动机振动试验换向过程。方法 根据液压设计理论,推导液压缸伸缩位移与翻转角度的数学关系,通过对翻转架进行静力学分析,确定翻转平台的极限受力位置,并解析受力与翻转角度之间的具体关系。针对极限受力位置的翻转架连同机架联合体,进行静应力分析,验证其稳定性。结果 翻转架处于初始水平位置时,液压缸承受最大压力,翻转角度为90°时,液压缸受拉轴向力出现最大值。翻转架的应力分布不均匀,应力最大值出现在其中部,最大应力值远小于许用应力,其强度满足应用要求。结论 翻转平台的力学性能满足设计和使用要求。另外,极限位置静力学受力分析和运动过程分析的结合评价方法,能够合理判定轴支撑翻转类机械装备的力学性能。

海浪扰动下电液3-UPS/S舰船并联稳定平台振动特性分析

针对电液驱动的舰船并联稳定平台在实际工况下的振动问题,以电液3-UPS/S舰船并联稳定平台为研究对象,在考虑铰链刚度的基础上应用虚功原理建立稳定平台的动力学模型;通过海浪谱函数,计算了随机海浪激励下船舶的运动响应,进而得到稳定平台跟踪舰船运动的响应规律;分析了稳定平台在随机海浪激励条件下和初始工作空间内的固有频率变化特性;最后,为验证动力学模型的正确性,采用脉冲激励法对稳定平台样机进行模态试验,固有频率理论值与试验值的最大误差为4.66%,可以验证动力学模型的正确性。

基于高应变试验的振沉钢管桩极限承载力特性研究

针对高频免共振液压振沉钢管桩极限承载力的估算问题,对比了桩基规范、上海规范以及公路规范在计算方法中的差异。对某改建工程现场6根试桩开展高应变试验,检测结果显示在休止期达到82 d时,试桩实测极限承载力已达到所有规范的要求;55 m试桩在36 d~91 d休止期内的承载力增长了约28.4%。休止期82 d对应的实测值接近于上海规范计算得到的极限承载力,偏差不超过2%。对应的休止期越长,试桩承载力恢复越为明显;规范中应进一步说明休止期对振沉钢管桩极限承载力的影响。

液压阻尼器动静态性能试验台的设计研究

针对液压阻尼器特性,研制了一种同时满足其动静态性能测试的试验台,解决了该试验台面临的一系列关键技术问题。从节能的角度,采用小泵站大蓄能器组的形式,解决了动静态试验对流量要求差别巨大的矛盾;在回油路上设置蓄能器组解决了大流量对回油管路和低压元件的冲击问题;采用液压夹紧方式,使得试验空间的调节方便可靠;采用上下位机的控制模式,同时满足了数据采集速度和控制界面友好的要求。该试验台的最大输出动态力为1 000 kN,频率范围为0.01～33 H z。试验表明,该试验台较好地满足了设计要求,完全满足阻尼器的试验需求。

某电站水轮机振动测试及其可靠性分析

水轮机组的振动是一个很复杂的问题,本文通过现场测试获得了机组主轴摆度及脉动水压力的有关数据;然后将质量偏心引起的振动和水力振动作为主轴振动的主要因素,根据现场的测试数据,模拟出了主轴的摆度与质量偏心引起的振动和水力振动之间的关系;进而可以获得轮轴的摆度不超过某界限时,机组能稳定运行的可靠性概率。

一种新型动力吸振器的液压管道减振试验研究

针对文献[7]设计的一种新型的管道动力吸振器,进行真实液压管道的减振实验。该减振器能够针对难于施加卡箍的管道系统实施有效减振,主要由质量块、弹簧片组成,通过移动弹簧片上的质量块位置,可以有效抑制管道强迫振动及多个倍频激励下与管道固有频率发生的共振。针对某真实液压动力源一段悬空管道振动剧烈的问题,设计加工两个新型管道动力吸振器,利用其对不同压力下的真实液压管道进行减振试验,对于由于压力脉动所导致的脉动频率分量振动,在X、Y和Z方向均实现了有效地减振。液压试验台的管道减振试验充分表明所设计的管道动力吸振器具有很强的工程应用价值。

液压激振式马铃薯收获机挖掘装置的设计

在对振动速度变化成正弦曲线的挖掘铲进行运动学分析的基础上提出了振动挖掘铲的理想工作状态。应用动粘摩阻力模型对振动挖掘铲切入和提升阶段进行了动力学分析。在此基础上,以拖拉机液压输出作为动力源设计了一种液压激振式马铃薯收获机挖掘装置。应用SolidWorks和ADAMS软件建立了虚拟样机模型,在ADAMS中进行了虚拟试验。虚拟试验结果验证了设计的正确性,试验表明,设计的液压激振式马铃薯收获机挖掘装置具有振幅和频率调整方便的特点,在4～10 Hz范围内能较好的进行振动掘削,挖掘铲的平均牵引阻力为1.3～1.9 KN。

泄洪闸闸墩原型振动测试、预测与安全评价

针对某一大型水电站泄洪闸闸墩在其泄洪过程中出现的强烈振动情况,系统地开展了闸墩原型振动测试、振动响应数值模拟预测与运行安全评价研究。首先,对常遇洪水工况下的泄洪闸闸墩进行了原型振动测试,提取了闸墩结构在不同运行工况下的泄洪振动时域和频域特征;其次,基于重力相似准则,研制了闸墩整体水力学荷载测试模型,对非常洪水工况和常遇洪水工况下闸墩的整体水动力荷载进行了测试,分析了不同洪水工况下的整体水动力荷载特性;然后,以模型试验所获取的整体水动力荷载时程线作为输入,进行了闸墩振动响应数值模拟计算,与原型观测工况结果进行了对比验证,并对非常洪水工况下闸墩的最大振动响应进行了预测;最后,对闸墩的泄洪振动进行了安全评价。结果表明,泄洪闸闸墩过大的振幅使其产生疲劳破坏的可能性很大,且不利于运行人员的正常操作,建议对闸墩进行抗振加固。

某水工隧洞爆破震动对周边建筑物影响的试验分析

隧道开挖时的爆破震动对周边建筑物安全影响很大,但目前对不同爆破参数、周边建筑的距离与爆破开挖之间关系的研究成果不多,实际工程中也难以把握。以宁夏固原市某水工隧道工程为依托,采用现场试验的方法,对地表关键位置质点爆破振动频率与振动速度进行测试和分析。结果表明：（1）经测试发现房屋主振频率在10~60Hz间,而一般房屋建筑的频率均小于10Hz,说明此次试验中爆破震动不能与房屋产生共振。（2）对试验数据进行分析,并依据爆破震动规范安全振速标准进行判别,发现此次试验中土坯房的安全距离为160 m,一般砖房为60 m。研究结果可为隧道爆破的设计与施工提供理论依据,为类似隧道的爆破工程及解决由爆破引起的纠纷提供借鉴。

天生桥一级水电厂机组稳定性分析

在大量现场试验基础上,全面分析了机组在不同水头、不同负荷下蜗壳进口、导叶后以及尾水锥管等处的水压脉动状况,以及水压脉动对机组各机架振动和大轴摆度的影响。试验结果表明机组存在两个水力振动区,小负荷振动区和涡带振动区。根据试验结果和电厂运行情况确定了机组在不同水头下的稳定运行区域。

北疆大型水工平面闸门的振动测试

针对北疆某大型水利工程中倒虹吸出口2个平面闸门的振动问题,采用防水耐压防腐的三轴振动加速度传感器和INV303数据采集仪器,构成多通道水下振动测试系统,通过改变闸门的开度和流量,对A线1号闸门进行各运行工况下的振动监测,对B线2号闸门进行大流量下的振动监测.测试结果表明:2个闸门、闸墩、闸房等重要部位的振动参数与闸门开度、流量变化关系密切,闸门的微小振动长期持续存在,1号闸门的振动峰值对应的闸门开度为0.220 m和0.310 m,2号闸门大流量下的振动峰值对应闸门开度0.301 m,闸房座板的振幅最大;数据分析结果具有相当好的一致性,振动测试系统正确可行.

国内外混凝土拱坝原型振动试验分析

原型振动试验是研究大坝动力特性的重要手段,原型试验与模型试验、数值分析手段相结合,对深入研究坝体的动力特性至为重要。本文在收集国内外混凝土拱坝原型振动试验资料的基础上,对其中一些规律性的问题,如拱坝的自振特性及其影响因素、拱坝的阻尼、库水可压缩性的影响等进行了简单评述。

液压冲击对混凝土泵车结构振动性能影响的试验研究

本文以某公司生产的水泥混凝土泵车为研究对象 ,对其液压系统进行了多工况的测试 ,并进行了泵车固有频率测试及多工况的动应变测试。通过数据分析 ,得到各个工况的动应力变化范围、工作频率及泵车的固有频率 ,并与对应工况的液压测试结果相比较 ,找到了该泵车振动冲击较大的主要原因 ,并给出了最佳的液压系统流量。本研究结果可为厂家进行产品改进提供参考。

竖井孔板泄流消能塔的水力与振动试验

简述了导流洞改建为永久泄洪洞时的不同消能方案和井式溢洪道的特点，给出了竖井与多级孔极组合式泄流消能塔的水流与振动试验实例，振动试验时模拟了塔基的力学特性，具体试验虽是针对一尾矿坝进行的，但这种结构形式和试验结果对水利工程设计也有一定参考价值．

液压振动台小量级振动超差分析及改进

动态特性是考察液压振动台系统的最关键因素,对振动试验结果的准确性影响巨大。针对实际液压振动台系统在试验过程中的小量级振动超差现象,分别从振动台结构特性和液压系统特性两方面进行研究分析和理论计算。在结构特性方面对液压振动台系统整体进行模态试验和分析,在液压系统特性方面提出增大液压系统阻尼的改进方法并进行试验验证。最终确认增大液压系统阻尼的方法可以消除液压振动台小量级振动超差问题,使液压振动台试验系统动态特性进一步得到改善。

孔隙式隔振系统非线性阻尼特性

针对舰载设备隔振系统中双出杆液压孔隙式粘滞阻尼器阻尼力的非线性问题,建立了考虑油液压缩性的隔振系统数学模型,提出了基于AMESIM仿真试验确定隔振系统阻尼力的方法,依据仿真得到的系统压力确定了阻尼力流动指数并验证了流动指数取值的合理性.搭建隔振系统的试验装置,利用通过冲击试验获得的隔振系统位移和加速度响应验证隔振系统数学模型的准确性.结果表明,数学模型仿真和冲击试验结果误差在6%以内,为液压阻尼器非牛顿流体阻尼力的计算提供了有效、快捷的途径.

液压高频振动沉桩的饱和土超静孔压及单桩静载特性试验研究

为解决常规锤击、电动中低频振动法进行桩基施工时引起较为严重的噪声、振动和增大电网负荷等问题,发达国家已在应用液压高频振动施工技术,但沉桩的土动力学机理以及单桩静力荷载–沉降特性等尚缺乏深入的室内外试验研究。利用大吨位液压高频振动锤,在某深厚饱和软土场地对直径500 mm、长度26～29 m的预应力管桩进行了沉桩施工试验,观测了邻近地基土超静孔压随沉桩深度而上升及其后续消散的过程;在休止期满后进行了单桩竖向静载荷试验,并将实测极限承载力与其它常规施工方法的进行了比较分析。试验结果对推广应用液压高频振动沉桩新技术,具有重要的学术和应用参考价值。

低频水力振动器解堵原理及现场应用

对油、水井施加振动处理是解除近井地带堵塞的有效途径之一。理论研究和实践表明 ,施加的振动能量越大 ,振动频率越低 ,其处理深度就越大 ,处理效果越好。介绍了一种可实现低频率、大振幅振动的水力振动器的工作原理 ,并导出了可为振动器设计提供依据的参数计算公式。为了满足现场施工压力变化范围大的要求 ,结合室内模拟试验进行参数优化 ,研制出了一种低频水力振动器。将振动器应用于现场 11口水井的解堵施工 ,其应用实践证明 ,这种低频水力振动器工作性能可靠 ,解堵效果明显 ,可以推广使用。

表孔弧形闸门空载振动原型试验研究

针对龙羊峡水电站表孔弧形闸门存在的振动和异常声响问题 ,通过闸门的制作安装精度检测、启闭力测试、模态测试、动力响应测试、声响测试等原型试验方法 ,对闸门振动原因和特性 ,启闭力不均衡问题 ,支臂的应力应变特性、异常声响的原因和特性等进行深入地研究。研究成果表明 :(1)闸门在强振区的振动主要是弹性模量小的水封所激发 ,其根本的原因是闸门的轨道存在严重偏差和铰轴同心度超标 ;(2 )异常声响的主要来源是铰轴 ,其原因是两个铰轴同心度偏差较大和铰轴与轴套之间存在干摩擦所致 ;(3 )门体振动、支臂应力应变的交替变化、启闭力交替变化、铰轴异常声响它们有密切关系 ,其在强振区的主要频率 (1号门约 4Hz ;2号门约 3Hz)基本一致。