Design of Damping Damping Design of New Boring Head Drive Structure

This paper takes the boring head of 20 roll mill as the research object,optimizes the vibration inside the boring head through a differential damping structure,and then conducts the 3 d model inside the boring head through SolidWorks,and checks the interference of the boring head model.Finally,Ansys workbench finite element analysis software is used to analyze and verify the vibration damping characteristics of the differential damping structure.

地铁扣件刚度对车致轨道-隧道振动影响分析

为揭示减振扣件动力性能参数对轨道-隧道振动特性的影响规律,对减振扣件轨道与一般非减振轨道的动力响应进行现场实测,对比分析两种类型轨道的钢轨、道床与隧道壁的振动特性,同时建立车辆-轨道耦合动力学仿真模型与轨道-隧道-大地有限元模型,进行不同扣件刚度下钢轨加速度导纳、轨道振动衰减率与隧道动力响应的影响分析。对比线上实测结果发现,减振扣件轨道中钢轨、道床与隧道壁的振动均明显减弱;减小扣件刚度对车体的振动响应无显著影响,钢轨的位移与加速度会随之增大;减小扣件刚度会增强钢轨的低频振动,但会减弱钢轨的高频振动;沿钢轨纵向1~50Hz频段的振动耗散更为迅速,500~1000Hz频段的振动更容易沿着钢轨纵向传播;减振扣件对50~200Hz频段隧道动力响应有明显影响,能有效降低隧道壁测点处振动响应6~8dB。

伽马射线探测器冲击减振设计及验证

针对某伽马射线探测器受到振动冲击后敏感器件损坏严重的问题进行减振设计,研究减振器阻尼层尺寸参数对整体固有频率和抗冲击性能的影响,以及薄壁结构基座对抑制振动和冲击传递的影响;进而采取设计减振器、合理选取阻尼层尺寸参数、增加二级阻尼缓冲减振和改进薄壁结构的措施完成减振设计;最后通过仿真和试验验证减振设计的合理性。研究表明:减振器能够降低结构刚度,对冲击产生大幅度衰减作用;阻尼层直径是提高抗冲击性能的主要因素,探测器整体固有频率和冲击响应均随阻尼层直径的增加而减小;薄壁结构基座对激励有放大作用,可以通过调整局部结构降低冲击响应;二级阻尼缓冲减振设计对关键器件有较好的减振功效,尤其是在低频段。该研究可为有结构限制要求的航天器的冲击减振设计提供参考。

形状记忆合金自复位减振装置研制与验证

为改善第二喉道中的可调中心体机构(简称中心体)在工作状态下的流致振动,根据形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)偏置双程驱动原理,设计制作一种能够满足中心体有限安装空间要求的SMA自复位减振装置;采用UMAT接口编制的SMA本构关系子程序实现减振装置最大压紧力的数值分析,数值分析与静态调试试验结果误差约为2.58%;搭建地面减振试验平台,测试SMA自复位减振装置分离和闭合状态下的中心体零部件振动响应。减振试验结果显示:SMA自复位减振装置闭合后,中心体振动响应明显降低,在0~100 Hz频带内,均有明显的减振效果,低频至55 Hz范围内,减振率均大于50%。

贴敷约束阻尼层的螺栓连接板半解析动力学建模及减振分析

在太空环境中太阳翼帆板的振动难以抑制,因此太阳翼帆板的减振研究至关重要。利用双搭接螺栓连接板结构模拟太阳翼帆板的展开状态,研究了通过贴敷约束阻尼层对其进行振动抑制的方法。创建了贴敷“H型”约束阻尼层双搭接螺栓连接板结构的半解析动力学模型,包含:利用层间剪切变形原理,推导了约束阻尼层结构的应力应变关系,用复模量表征黏弹性层的阻尼特性;考虑螺栓的影响区域,提出用复面弹簧单元和修正质量模拟双搭接螺栓结合部的刚度、阻尼和质量特性;引入正交多项式作为位移容许函数,利用拉格朗日方程和Hamilton原理建立了局部贴敷“H型”约束阻尼层的螺栓连接薄板的动力学方程。进行了实例研究,通过组建的试验系统证明了所创建的复合结构半解析模型在求解固有特性及振动响应参数方面的合理性,同时试验及半解析模型计算结果均证明约束阻尼层对双搭接螺栓连接板具有减振效果。最后,基于所创建的半解析模型分析了贴敷面积及约束阻尼层厚度对双搭接螺栓连接板减振效果的影响。

成都市域快轨减振措施效果分析

为评价市域快轨的减振效果,以成都市域快轨18号线某圆形盾构隧道为例,选取了线路条件基本相同的相近断面,对双层非线性减振扣件、减振垫浮置板、钢弹簧浮置板3种减振措施及对应普通道床断面进行现场测试,研究市域快轨减振措施的减振效果。通过对实测数据进行时域、频域和1/3倍频程分析,得到不同减振措施和普通断面的隧道壁最大Z振级(VL_(Zmax)),并对比得到不同减振措施的减振效果;通过对测点的隧道壁振动加速度级及地面振动进行1/3倍频程分析,得到振动的传播衰减情况。结果表明:3种减振措施都有减振效果,双层非线性减振扣件减振效果为7.3 dB,减振垫浮置板的减振效果为16.2 dB,钢弹簧浮置板的减振效果最好,达到了19.7 dB。

二维复杂弹性空腔的边光滑有限元建模及分析

在弹性空腔结构上敷设被动约束层阻尼(passive constraint layer damping, PCLD)可达到减振降噪的效果,针对这类复杂结构建立了二维复合弹性空腔的边光滑有限元耦合动力学模型。其中,PCLD结构采用两节点四自由度的PCLD梁单元,声场采用边光滑有限元模型。以二维全敷设复合矩形空腔模型为数值算例,以精细网格下的有限元法结果作为参考解,对比研究了在相同背景网格下,边光滑有限元法和有限元法的频响结果,发现前者更接近参考解,说明同样的计算成本下,边光滑有限元法具有更高的精确性,特别是在中频计算中。最后,分析了PCLD结构对某汽车驾驶舱的降噪效果,以及黏弹层和约束层厚度参数的影响规律,发现黏弹层厚度增大,可一定程度上降低空腔噪声,而约束层厚度增大,并不能在整个频段得到很好的降噪效果。

附加阻尼环的航空齿轮强迫响应分析方法

为了避免航空齿轮振动过大导致齿轮辐板破裂,在齿轮外缘安装阻尼环是一种有效减振方法。针对工程中阻尼环设计时缺乏有效便捷的设计方法问题,基于能量法建立了航空齿轮节径型振动下阻尼环的等效参数模型。在给定模态振型下,将阻尼环的影响效果简化为依赖于齿轮振幅(振动应力)的等效阻尼、等效刚度和等效质量,实现了齿轮-阻尼环系统幅频响应快速求解。以某航空齿轮为例,分析了激励载荷、摩擦系数、转速以及结构固有阻尼对强迫响应的影响,结合许用振动应力进行了阻尼环优化设计。结果表明:阻尼环减振效果与振动应力具有强非线性,在本文给定的激励载荷及100 MPa许用振动应力下,阻尼环质量比不应大于5%,最佳摩擦系数为0.1,设计得当的阻尼环能够降低50%以上的振动应力。

基于颗粒阻尼的柱塞泵减振研究

柱塞泵以及相关管网振动过大的问题,是困扰油田注水泵站安全生产的难题之一,极大的管道振动常常会引起管道的疲劳破裂,从而引发流体泄漏等安全事故。研究了基于颗粒阻尼的专用减振器,并基于有限元与离散元耦合分析算法,建立了颗粒阻尼技术阻尼分析模型,然后利用有限元方法,分析了增加颗粒阻尼前后的设备减振效果,并结合现场测试数据以及空间安装位置,设计了合理的阻尼减振方案,并完成了阻尼器的现场安装与调试,研究发现,增加颗粒阻尼减振后,设备的振动烈度降低57.5%以上,进出口管线降低45%以上,确保了设备的安全运行。

新型非牛顿流体减振器对滚筒洗衣机减振降噪效果的研究

滚筒洗衣机通常采用的摩擦式减振器在低载荷高频脱水时减振效果不理想,导致了洗衣机机壳产生了剧烈振动。针对这一问题,该文提出了一种新型非牛顿流体变阻尼减振器,基于非牛顿流体剪切稀化特性和阻尼器孔内一维黏性流动方程研究了其对洗衣机运行时的振动抑制效果及物理机制。相对传统的固态摩擦式减振器,非牛顿流体具有明显的剪切稀化特性,使得在高频工况下非牛顿流体变阻尼减振器的输出阻尼力显著减小,克服了传统减振器高频表观弹性系数增大的缺陷。系统研究了不同结构参数的减振器对洗衣机低负载偏心运行下的减振作用,证明了较小的间隙高度更有利于振动能量的耗散,适当增大非牛顿流体的黏度或增加阻尼头的数量可以增强振动抑制效果,同时也可以起到良好的降噪功效。结果表明,通过合理的阻尼结构设计与非牛顿流体配比,变阻尼减振器可以对洗衣机整个洗涤过程尤其是高频甩干环节产生良好的减振效果,加速度衰减比最高可达83.49%,能量衰减了98.44%,噪音降低了10.38 dB。

声学黑洞铝型材板结构减振特性仿真研究

声学黑洞(Acoustic Black Hole,ABH)技术作为一种新型高效的能量聚焦以及振动控制技术,在减振降噪方面具有很好应用潜力。铝型材板结构作为一种夹层结构,具有高比刚度和高比强度等优异轻量化特性,广泛应用于列车外地板、船舶、航空航天等领域中。为了探究ABH和铝型材板结构相结合后是否还具有典型的ABH效应,运用有限元数值模拟方法研究嵌入式ABH铝型材板结构的振动能量聚焦特性。对于频点和频带聚焦特性分析结果表明,在铝型材板结构中嵌入ABH特征结构可以起到显著振动能量聚焦效果。此外,根据聚焦特性分析结果,在ABH铝型材板结构中的ABH特定区域内敷设阻尼材料,并通过仿真计算验证了其减振特性。结果表明,由ABH铝型材板结构附加阻尼材料所得的组合结构振动水平显著低于普通铝型材板结构,部分频率下振动衰减高达52.6 dB。这为轨道交通领域提供了一种很有应用潜力的结构减振降噪新思路。

非阻塞性颗粒阻尼在窄机身锚钻机器人上的应用研究

窄机身锚钻机器人锚钻作业时,在不同工作角度均会受到复杂载荷的动态激励,期间必然产生结构振动与工作噪声,这不仅影响到整机工作的稳定性和设备的可靠性,也造成了一定的噪声污染。因此有必要明确可能产生较大影响的作业角度,针对工作主体结构作业时的动力学特性展开系统的研究,进而探讨非阻塞性颗粒阻尼技术在该结构上的有效应用,实现减振降噪的基本目标。

室外设备噪音综合治理——阻尼减振降噪措施

现代建筑通常存在如空调排风机组、冷却塔等室外设备。城市建筑高低错落,密度较大,随着人们环保及保持舒适的意识增高,建筑噪音综合治理工作普遍出现,新建项目在建设过程中就直接考虑了室外设备噪音综合治理的办法与措施。本文结合噪音综合治理的施工情况及过程,选取具有代表性的案例对室外设备噪音综合治理施工过程进行介绍与总结。

某电动牙刷振动噪声仿真

为提高电动牙刷产品的噪声性能,对振动噪声进行理论设计,应用振动噪声仿真技术对电动牙刷进行模态、振动、辐射噪声的仿真评估,为产品设计优化提供参考。在理论设计中对激励源进行有效的隔振降噪处理,模态仿真结果表明壳体模态与电机激励模态进行了隔离,振动仿真结果表明电动牙刷手持振动感觉较好,噪声仿真结果说明该款产品噪声小于对标产品的辐射噪声。试验结果验证仿真方法的准确性和有效性。

船用基座阻尼板敷设工艺减振降噪效果分析

以降低船用基座辐射噪声为研究背景,选取某型船用基座阻尼板为研究对象,研究不同敷设工艺参数条件下的阻尼板减振降噪效果。采用模态测试方式对不同贴合率、不同厚度和不同规格的阻尼板减振降噪效果进行传递函数测试,为实船基座阻尼板敷设工艺的改进提供支撑。

新型网孔式弹性道床垫减振性能研究

弹性道床垫减振轨道的技术核心在于设置在轨道板下的弹性道床垫。鉴于既有USM型弹性道床垫存在的自身结构特征导致材料利用率不高的缺点,提出一种材料利用率更高的新型网孔式弹性道床垫。分别建立USM型弹性道床垫、单层网孔式弹性道床垫和双层复合网孔式弹性道床垫有限元模型,通过对比研究发现,网孔式弹性道床垫相较于既有USM型弹性道床垫,具有应力低且分布均匀,阻尼耗能能力更强的特性。基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立车辆-弹性道床垫减振轨道耦合动力学模型,评价新型网孔式弹性道床垫减振轨道的减振性能和稳定性。对比分析发现,同刚度条件下,网孔式弹性道床垫减振轨道的减振性能可以显著提升,并且对车辆的运行品质和轨道系统的稳定性不会造成负面影响,其对应的钢轨和轨道板的垂向振动加速度均有不同程度的降低。

形状记忆合金弹簧隔振系统主动控制实验设计

为探索振动系统在结构和参数变化时的实验现象和实验特征,基于被动隔振实验台,设计了具有弹簧温度和激振频率自动采集功能的形状记忆合金弹簧变阻尼主动控制系统,对形状记忆合金弹簧的刚度和阻尼随温度变化的振动特性进行分析。结果表明,在不同激振频率下,形状记忆合金弹簧阻尼比随着温度的升高而增大,刚度随着温度的升高而降低。通过弹簧温度自动调节对隔振系统进行控制,从而实现形状记忆合金弹簧的变频动态减振。该研究结果可用于形状记忆合金弹簧在特定载荷下的减振特性标定。

衬套弹簧式二级减振主动悬架及其半车非线性LQG控制器设计

针对作动器较大等效惯性质量放大需求控制力,阻碍旋转电机式主动悬架性能改善问题,提出了一种衬套弹簧式主动悬架二级减振结构方案。根据多工况实测力学特性,提出包含“反S型”刚度及“准饱和”阻尼特性的衬套弹簧力学模型,并据此建立了衬套弹簧式二级减振主动悬架半车非线性动力学模型;在增加衬套弹簧虚拟阻尼项保证系统稳定的基础上,对刚度的高次非线性项、“准饱和”阻尼非线性项进行前馈反馈线性化,设计出非线性LQG(linear-quadratic-Gaussian)控制器;为获得最优的悬架工作效果,对衬套弹簧虚拟阻尼进行了优化。结果表明,除能获得与传统理想主动悬架非常接近的悬架综合性能外,衬套弹簧式二级减振主动悬架还具有较好的变行驶工况鲁棒性。

基于附加颗粒阻尼控制的船用齿轮箱减振方法

为有效解决船用齿轮箱存在的振动问题,提升舰船的隐蔽性和工作性能,设计一种基于附加颗粒阻尼控制的船用齿轮箱减振方案。以某型号船用齿轮箱箱体为研究对象,采用有限元方法建立船用齿轮箱振动物理模型,对船用齿轮箱的自由状态模态和振动响应进行分析;结合齿轮箱模型振动特性分析结果,在箱体与关键结构附近布置颗粒阻尼结构。建立颗粒阻尼等效分析模型,计算弹性波传递过程中设计减振器离散体碰撞的能量耗散结果,并将所得结果与试验结果进行对比,验证该减振方法的有效性。结果表明,该颗粒阻尼结构对船用齿轮箱产生的振动辐射有明显的抑制和削弱效果。

一种抑制输电线路次档距振荡的新型阻尼间隔棒及其减振效果分析

次档距振荡是风的尾流效应引起多分裂导线在次档距范围内振动现象,成为危害输电线路安全稳定运行的一种主要灾害。为了减轻输电线路次档距振荡,提出并设计一种新型阻尼间隔棒。首先通过建立振动平衡方程分析新型阻尼间隔棒的吸振和减振机理,详细探究阻尼比、固有频率比和质量比的变化对其减振性能的影响规律,同时利用数值方法建立新型阻尼间隔棒–分裂导线体系的有限元模型,研究新型阻尼间隔棒对次档距振荡的减振效果,通过与普通间隔棒的减振效果对比发现,安装新型阻尼间隔棒的中间档距导线中点水平和竖向位移大幅减小,新型阻尼间隔棒对输电线路次档距振荡具有明显的减振作用。最后对新型阻尼间隔棒的结构参数和安装位置进行优化和设计,给出新型阻尼间隔棒的重球质量、弹簧刚度和阻尼系数的取值以及阻尼间隔棒的不等间距安装布置方案。