外部激励下增压器轴系振动规律研究

车辆行驶过程中路谱激励通过车轮和车身传递到发动机,加之发动机本身运作时产生的振动激励,最终传递到涡轮增压器上,统称为外部激励。外部激励作用在涡轮增压器壳体和轴承体上,经由两个浮环轴承传递到轴上,影响增压器轴系运动的稳定性。通过采用有限元的分析方法,建立了涡轮增压器总成多体动力学模型,在此基础上模拟增压器总成受到来自发动机的外部激励时轴系的振动响应。在激振试验台上模拟增压器总成受到外部激励时的响应情况,分别施加原始振动信号和该信号缩小至原来的0.5倍、0.25倍和0.125倍后的振动信号,轴系的振动响应也呈现出对应的线性规律,采用4种振动信号求得的传递函数也基本一致。通过激振台试验验证有限元模型仿真结果的准确性,发现在0~800 Hz频率段轴系振动的试验值与仿真值基本吻合,验证了有限元方法用于计算轴系振动响应的可行性,为解决增压器轴系振动问题提供了新的解决办法。

Detection of cylinder pressure in diesel engines using cylinder head vibration and time series methods

This paper investigates the vibration characteristics of diesel engine cylinder heads by means of the time series method. With the concept of "Assumed System",the vibration transfer function of real cylinder head structures is established using the autoregressive-moving average models(ARMA models) of cylinder head surface vibration signals. Then this transfer function is successfully used to reconstruct the gas pressure trace inside the cylinder from measured cylinder head vibration signals. This offers an effective means for diesel engine cylinder pressure detection and condition monitoring.

某商用车加速车内轰鸣分析与优化控制

针对某商用车在2挡小油门加速过程中,在1 600 r/min左右车内出现轰鸣声,通过运用“源—路径—响应”理论进行相关分析。结合试验和CAE方法对可能存在原因进行排查分析,确定主要原因是传动轴和后桥模态与后板簧左前安装点噪声传递函数峰值频率耦合。通过在传动轴增加轴瓦和后桥连接法兰增加惯量环、对后地板前后板筋连通和右侧踏板上下筋连通均能使车内轰鸣消失。最后综合方案成本和可实施性,决定采用后地板前后板筋连通和右侧踏板上下筋连通方案。该方案降低了车身响应,有效解决了车内轰鸣问题,并提升了该商用车舒适性。

应县木塔实体结构的动态特性试验与分析

为了对应县木塔结构动态特性有准确的把握和为研究与维修保护提供依据,对其实体进行现场环境振动测试试验,得到了木塔两个方向的前四阶水平振动模态和位移频域传递函数。根据实测分析结果、振型正交性和已知的结构各层质量,反演推算出了木塔结构层间刚度,发现相邻两层刚度差别较大,这将导致变形集中,此与木塔现状残损、变形状态相一致。利用传递函数技术计算分析了不同地震波作用下的木塔各层的弹性位移反应,建立了适合这类结构动态反应的弹性分析方法。

振动对光学成像系统传递函数影响的分析

为了使光学机械结构设计满足成像系统的要求,对机械振动对光学调制传递函数(MTF)的影响做了分析。从光学成像系统物像相对振动的形式入手,基于刀口理论(线扩展函数),用MTF作为评价函数,针对各种振动形式对图像分辨率的影响进行量化分析,并分析各种参数对MTF的影响,为光学机械的强度、刚度、和精度设计提供了理论基础。结合工程实际,提出减小振动对成像质量影响的具体措施;通过对某成像设备中振动对MTF影响的分析,计算出其动态分辨率为22 lp/mm,与实际拍摄结果较为接近;说明了该分析的正确性及其可用性。

基于有限元分析的复杂结构弹性振动传递函数建模

为了解决复杂结构的弹性振动建模问题,提出了一种基于有限元分析的弹性振动传递函数建模方法。首先建立能够准确反映结构动力学特性的有限元模型;然后根据输入参数和辨识算法类型的不同,分别从时域和频域两方面进行传递函数建模,其中时域辨识建模以PRBS信号的瞬态响应结果为辨识数据进行时域参数辨识,频域辨识建模以结构的频率响应函数为辨识数据进行频域参数辨识;最后以"时域建模频域验证,频域建模时域验证"的方法检验传递函数的精度。通过建立悬臂梁、某运载火箭和某弹体局部结构的传递函数模型,证明了该方法的可行性和有效性,为该方法在工程实践中的应用提供参考。

基于传递函数方法的局部覆盖环状CLD圆柱壳动力学分析

采用传递函数方法对局部覆盖环状约束层阻尼(CLD)圆柱壳进行了动力学分析。基于Donnell薄壳简化,由Hamilton原理导出了局部覆盖CLD圆柱壳的运动方程和边界条件,通过Laplace变换并引入状态向量后,建立了系统的状态空间方程,利用传递函数方法求解方程得到了系统的固有频率、损耗因子和频响曲线。算例分析结果验证了该方法的有效性和精确性,且更适于处理黏弹性材料具有频变特性的问题。讨论了CLD覆盖率和黏弹层厚度对系统固有频率和损耗因子的影响,为局部覆盖CLD圆柱壳的优化设计奠定了基础。

工况传递路径分析(OPA)方法在应用中的缺陷

工况传递路径分析(OPA)方法是传递路径分析技术中一种新方法,以经典传递路径分析方法(TPA)为参考,通过理论分析和实例验证两种方法,揭示OPA方法在实际应用中的三种缺陷。由于结构模态的影响,传递路径之间存在互相关,形成OPA的交叉耦合缺陷。实际工况的限制可能导致传递率函数估计错误。对分析中可能遗漏传递路径,OPA方法的拟合总值对比不能识别。这三种缺陷均会导致OPA分析失败,得出错误的结果。

约束层阻尼圆柱壳动力学分析

采用分布参数传递函数方法对约束层阻尼(CLD)圆柱壳进行了动力学分析。基于Donnell薄壳简化理论,利用Hamilton原理推导了CLD圆柱壳运动方程与边界条件。在进行了三角级数展开和Laplace变换后,引入状态向量,建立了系统的状态空间方程,并利用分布参数传递函数方法进行求解。在数值算例中得到了对边固支CLD圆柱壳的固有频率、损耗因子和频响曲线。计算结果表明该方法具有计算精度高、计算量小、便于考虑阻尼层粘弹性材料频变剪切模量等优点。

某微型车车内振动噪声分析及控制

以提高某微型车车内NVH性能为目标,通过建立声固耦合有限元模型,进行噪声传递函数分析,以车内响应点噪声峰值为评判标准,筛选出引起车内噪声的主要危险激励频率和危险工况;进一步通过工作变形有限元分析,确定在危险工况下振动变形最大的车身板件,即引起车内噪声的危险板件;以加装动力吸振器的方式抑制危险板件的振动,进而降低车内噪声。试验结果表明,车内48 Hz噪声峰值降低2 d B(A)左右,满足优化要求。

基于OTPA方法的隔振系统传递路径分析

阐明了工况传递路径分析方法(Operational Transfer Path Analysis,OTPA)的基本原理和分析流程;基于单路径隔振系统进行传递函数计算和精度分析;利用OTPA方法对3路径隔振系统的每条路径进行振动传递能力分析,并利用路径的振动传递贡献量确定出振动传递的关键路径。分析方法和流程能为机械系统振动或噪声源定位、传递机理分析、振动或噪声控制提供研究基础。

传递路径分析法在主振源识别中的应用

针对某轻型客车车内振动剧烈的问题,采用传递路径分析法识别车内振动的主要振源。通过激励源分析和适当简化,建立整车振动传递路径模型。通过实车道路试验和室内锤击法试验获取工况数据和传递函数,确定车辆振动的典型工况。利用Test. Lab中的TPA模块分析典型工况的振动加速度,得到对振动影响较大的主要振源,对比分析主要振源处的载荷及主要振源到响应点处的传递函数。分析结果表明,响应点处振动剧烈的原因是由激励源处载荷较大所致。

基于动力总成三点悬置的改进TPA方法应用研究

针对传统TPA方法存在的测试时间长、传递函数估计精度低等问题,在对传统TPA方法分析的基础上,提出一种基于新型传递函数估计的改进TPA方法,采用改进TPA方法对动力总成三点悬置进行了实车分析和仿真试验。新型传递函数估计方法消除了实测信号中随机噪声影响,提高了估计精度;改进TPA方法省略了车身阻抗测量环节,缩短了测试时间;仿真试验结果证明了改进TPA方法应用于动力总成三点悬置的可行性。

大型双层异线性振动筛模态计算与试验分析

通过建立有限元计算模型,在设计阶段对一种新型32 m2异线性双层振动筛进行了模态计算。计算结果与样机模态试验结果进行了比较,二者吻合较好,说明有限元模型的建立及参数的选择是合理的。模态计算结果为大型双层异线性振动筛制造前的性能预估提供了可靠依据。将试验测试所得到的数据进行传递函数分析,通过分析传递函数集总显示图,结合模态计算数据,提出了振动筛工作频率的合理选取范围。

地铁车辆地板振动异常的测试分析及优化改进

针对某地铁车辆其中一节车厢地板在交付过程中出现的振动异常问题,开展了大量的振动测试及分析,找到了异常振动的来源,排除了变压器箱和地板共振的可能;通过振动传递特性分析,确定了地板振动异常是该节车厢车体梁在98 Hz附近存在局部共振引起,并提出了解决方案。通过对地板下方的隔振层进行优化,地板振动降低34%。

非均质变截面折线形梁面内振动的传递矩阵解法

考虑到折线形梁面内二维振动的特性，用传递矩阵法分析其面内的自由振动问题，导出了非均质变截面折线形梁面内振动的频率方程，利用非线性代数方程求根的计算机解法，可求得任意精度的任意阶固有频率。方法公式简洁，占计算机内存少，可编制成通用程序在小型微机上分析大型复杂折线形梁的面内振动特性。

基于主成分分析的运行工况车轮轮心载荷识别方法研究

针对直接获取车轮轮心六分力难度大的问题,对运行工况下车轮轮心六分力的识别试验方法进行研究。采用主成分分析技术将具有偏相关特性的路噪激励源由耦合的多参考问题分解为独立的单参考问题。结合基于奇异值分解的传递函数逆矩阵方法与自由度转换技术,对车速为匀速60km/h工况下轮胎轮心六分力进行识别。所采用方法解决了在路噪CAE分析中获取载荷边界条件困难的问题;同时,该方法也可用于开发车型路噪激励源的对标分析和目标值设定,并可在解决路噪问题时作为激励源分析优化的依据。

冲击作用下基座响应的冲击谱简便计算方法研究

冲击作用下设备安装基座响应的冲击余谱的一般计算方法是先计算冲击作用下设备安装基座的时域响应,再计算安装基座响应的冲击余谱。本文提出了一种简便计算方法,该方法先计算冲击信号冲击余谱,然后利用该冲击余谱及安装基座的传递函数求得安装基座响应的冲击余谱。从而对于一些简单冲击信号可大大提高计算速度。在低频段,可采用有限元法获得安装基座的传递函数;在高频段,可采用统计能量法获得安装基座的传递函数。

基于模态与振动传递函数分析的低噪声液压站设计

[目的]液压油站作为液压系统的动力源,是液压系统振动、噪声产生的根源。为进一步降低液压系统的振动、噪声水平,提出一种基于模态分析与振动传递函数分析的低噪声液压油站的设计方法。[方法]建立液压油站有限元模型,在此基础上求解出油站的模态,并利用模态叠加法对油站结构及液压泵的安装位置进行优化,得到油站的最佳结构形式和液压泵最佳安装位置。基于振动传递函数分析对液压油站箱体结构进行设计,优化泵组到油站机脚的振动传递路径,进一步降低液压泵组振动噪声对液压油站的影响。[结果]油站的振动噪声测试结果表明,该设计方法显著降低了液压油站振动、噪声指标,其中液压油站振动加速度总级降低5.7 dB,空气噪声降低2 dB,[结论]为液压系统减振降噪提供了较好的方法。

基于传递路径分析和能量解耦的动力总成悬置系统优化

针对某轻型客车车内振动剧烈问题,文章采用传递路径分析方法识别主要悬置传递路径,并用能量解耦法优化悬置系统达到降低车内振动的目的。首先,建立了九输入三输出的振动传递路径模型;其次,实车道路试验和室内锤击试验获取工况数据和传递函数数据;再者,利用Test.Lab中的TPA模块,识别主振源;最后,建立悬置系统六自由度动力学模型,并对悬置元件各向刚度进行优化,达到降低车内振动水平的目的。