细长桁架臂卸载反弹动应力分布规律及试验

为研究细长桁架臂在卸载冲击下的动态响应变化规律,提出了基于等效梁振型函数的桁架臂动应力分布计算模型。根据等效梁振型函数,探讨了卸载后桁架臂动应力分布假设,分析了影响桁架臂卸载反弹动响应的相关参数。以装备细长桁架臂的动臂塔机为对象,建立了桁架臂精细化有限元模型和起重机刚柔耦合模型,通过仿真辨识了应力分布模型的关键参数。实施了动臂塔机系列载荷卸载冲击试验,桁架臂上主弦杆的动应力试验值与理论计算结果误差小于7%,表明动应力分布理论模型与实际相符。通过理论模型预测了极限工况下桁架臂上主弦杆动应力分布状态,发现在最大载荷卸载条件下起重臂动应力峰值超过结构承载极限,为卸载条件下起重机关键结构的优化设计提供依据。

基于多源迁移学习的变位姿刀尖点模态参数预测

切削颤振会导致被加工工件表面质量变差、材料去除率降低以及刀具磨损增加等问题。刀尖点模态参数是构建稳定性叶瓣图、选取无颤振加工参数必不可少的输入。然而在加工过程中刀尖点模态参数随刀具位姿而变化且刀具更换频繁,经典锤击试验方法效率低、成本高,如何准确高效地预测变位姿下的刀尖模态参数成为切削加工中亟待解决的问题。本文结合迁移学习思想,提出一种基于多源迁移学习的变位姿刀尖点模态参数预测方法。当更换新刀具后,仅需通过锤击试验获取少量位姿下的刀尖点模态参数,再结合已有多把刀具的模态参数数据进行多源迁移得到新刀具的刀尖点模态参数预测模型。最后,在实际五轴机床上进行试验,试验表明所提方法是有效的。

基于动弹模的老旧渡槽混凝土结构质量检测技术应用

针对我国老旧渡槽普遍存在的混凝土耐久性劣化问题,提出两种基于动弹模的渡槽混凝土结构质量无损检测方法:(1)利用冲击弹性波穿透能力强的特点,测试渡槽主要受力构件全长度范围的弹性波波速,根据弹性波波速计算混凝土动弹模;(2)利用动力测试获取渡槽结构在场地自然风作用下被激发的3个方向主振模态的振动特性,通过对有限元结构模型中混凝土动弹模的修正,使模型的模态分析与现场动力测试结果逐步趋于一致,由此计算混凝土动弹模。两种方法可相互配合,提高检测可靠性,在对渡槽结构进行定期检测和长期数据积累的基础上,跟踪混凝土动弹模的变化趋势,为评估渡槽服役期内结构安全状态的演变规律提供依据.

气浮隔振平台模态实验分析

采用ANSYS有限元方法分析了光学平台的自由模态,并以有限元结果作为参考,完成了实际工况下的模态实验,识别了平台整体结构的模态参数,得到了平台在垂向和横向的一阶频率,频率值分别为126.77Hz和361.427Hz。根据分析,该平台的刚度满足光学试验的要求。

基于模态柔度理论的结构损伤诊断试验研究

利用多参考点脉冲锤击法的输入输出动力信号获取结构的模态柔度,可以对结构进行损伤识别,设计了一根钢筋混凝土简支梁和一块钢-混凝土组合板的静动力试验.对不同损伤状态下的简支梁和组合板进行了动力测试,得到其模态柔度矩阵,并用来预测结构在荷载作用下的位移.简支梁试验结果表明,随着损伤程度的加深,结构自振频率降低,阻尼比增大,柔度增大,但自振频率只能判断结构损伤的出现,模态柔度则能够综合全面地反映钢筋混凝土简支梁结构的损伤位置和损伤程度.组合板试验表明,在线弹性状态下,动力测试与静力测试获得的模态柔度矩阵相差很小.设计了支座刚度变化、连接件损伤和横向支撑破坏这3种损伤工况,并用这3种工况来模拟实际桥梁结构可能出现的损伤状况.通过对比结构损伤前后的模态柔度位移信息,成功实现了组合板的损伤识别.

基于模态参数的桥墩结构损伤识别数值研究

铁路简支梁桥桥墩横向振动时,可简化为墩顶具有集中质量的悬臂梁模型,地基约束用地基弹簧模拟。研究墩身的结构性损伤时,该模型与基底固结的悬臂梁模型原理相同。利用冲击振动试验法可以准确得到桥墩的一阶振型和一阶频率,利用这两个参数可以构造出一阶振型比、特征参数、一阶曲率模态差三个指标。以一混凝土悬臂梁为例,用一阶振型比、特征参数、一阶曲率模态差指标进行结构损伤识别的数值研究,总结了特征参数指标在结构损伤前后的变化规律。分析结果表明几个指标对损伤比较敏感。

电子冲击力锤的研制及在刀具模态测试中的应用

针对刀具模态测试人工锤击法的不足,在对现有的自动力锤进行综合分析的基础上,研制了一种包括工作台、控制器、触发器、开关电源和执行器等部分的工作台式电子冲击力锤测试装置.该装置利用电磁原理控制牵引式电磁铁的通/断电,使牵引力带动冲击力锤,实现对被测对象的冲击,并通过控制力锤与被测对象表面的接触时间得到理想的力脉冲信号.该装置产生的冲击力具有可重复性和可调节性.文中还以刀柄、铣刀杆、镗刀杆以及面铣刀为测试对象,通过该装置分别测试被测对象的端点频率响应函数,得到相应的频响曲线及模态参数.结果表明,该装置结构简单,操作方便,能够产生重复性好、大小可调的冲击力.

立交预应力连续箱梁桥的动力测试及分析

荆潜分离式立交桥为三跨一联预应力连续箱梁桥。通过建立该箱梁桥的三维有限元模型,分析得到了其固有频率,并对该桥进行了动力测试及分析。在试验过程中,优选了测点布置及动力测试系统,采用环境随机激励法和模态识别技术得到了其动力特性参数,其结果与有限元分析结果吻合良好。在无障碍行车和有障碍行车2种工况下,测试了该桥的冲击系数和动力响应。最后,对冲击系数的设计取值进行了讨论,并对测试值与我国规范放大谱计算值进行了对比研究。这些为校验桥梁设计的安全性及经济性提供了有力依据。

基于附加约束的小型涡轮增压器转子模态测试

针对转子模态参数难以有效获取的问题,进行了基于附加约束的小型涡轮增压器转子模态测试研究。以多种材料和零部件组成的某型汽油发动机涡轮增压器转子结构为例,采用有限元法构建了其有限元模型,得到自由边界条件下转子前三阶模态频率。然后分别采用卧式悬挂、立式悬挂、海绵垫、硬纸垫四种不同附加约束条件,开展转子的力锤模态测试,通过稳态图识别模态频率,与有限元仿真结果进行对比发现,采用悬挂方式较采用直接固定约束方式的识别值要低,而采用立式悬挂约束方式获得的转子模态测试综合效果最佳。

散体与连续体耦合系统的模态特性实验

为深入研究散体与连续体耦合这类包含复杂接触关系的系统的模态特性,以装载碎石的长方体箱体容器为研究对象,进行了模态实验方法研究.通过5组不同工况下的对比实验,探索了锤击激励和振动台激励在耦合系统模态实验中的差别和适用条件,并根据实验结果总结出散体物料百分比对结构整体模态特性的影响规律:车箱中散体物料百分比的不同会影响车厢整体的振动特性,随着物料的增多,结构的各阶频率下降,模态混淆现象逐渐增强,主要振型由弹性体振型转变为刚体振型.

大跨度铁路连续刚构-CFST拱桥动力特性试验研究

宜万铁路宜昌长江大桥主桥为连续刚构-钢管混凝土(CFST)拱组合结构,为了评价其在列车荷载下的动力特性及行车安全,利用现场行车、制动及环境振动试验数据,结合有限元模型对其进行动力特性分析。首先,介绍桥梁的工程概况及动力试验安排。其次,利用环境振动试验得到结构的加速度响应,结合频域和时域分析获得桥梁的频率、阻尼比和振型;通过行车和制动试验,得到关键截面的应变、加速度和振幅。最后,计算脱轨系数和轮重减载率评估行车安全性。结果表明:桥梁频率和阻尼满足规范要求,加速度和位移峰值都较小,表明结构有足够的刚度;相比列车行车工况,制动工况对桥梁的冲击效应更为显著;各截面相同工况下竖向加速度峰值明显大于横向加速度峰值,表明列车作用下桥梁竖向振动更为剧烈;双向行车工况下,拱肋截面的动力系数和加速度峰值均小于主梁截面,表明柔性拱肋具有更好的动力性能;脱轨系数小于规范限值,列车运行安全。

大型推土机刀板冲击应力研究

对大型推土机的推土刀板在冲击力作用下的应力分布状态以及应力的时间历程的研究在国内尚无人详细探讨过．本文采用模态试验的方法获取刀板在工作状态下的各阶模态参数，进而用理论模态综合的方法，求得不同冲击力函数作用在刀板不同部位时刀板的位移响应．最后应用有限单元法的板单元分析法，求得了矩形单元中心的应力时间历程．这样，刀板在冲击力作用下应力的空间分布和时间历程都可求得．这种实验与理论结合的方法使动应力计算的结果更加简便、可靠．

冷板冷藏车振动分析及隔振措施

建立了冷板冷藏车的动力学模型,运用模态分析方法建立相应的数学模型,分析了冷板冷藏车的振动特性,提出了在刚性冲击前提下的隔振方法。计算分析表明,在刚性冲击前提下所采用的隔振方法可以达到隔振的目的。

使用ODS FRF方法分析叶轮的动态特性

以工作振型(ODS)技术为基础,采用工作振型频率响应函数(ODS FRF)分析方法对风机叶轮进行了测试,得到了所测叶轮的振动峰值频率分布及其相应振型,并和传统试验模态方法(锤击测试)进行对比。结果表明:采用ODS FRF分析方法可以从试验数据中成功提取出叶轮的重根模态,比锤击测试模态分析结果更为理想。

车用永磁同步电机电磁振动噪声仿真和试验研究

研究了全负荷工况下8极48槽车用永磁同步电机电磁振动噪声仿真建模方法,并通过消声室台架试验验证了研究方法的有效性。首先,建立考虑材料各向异性特性的定子铁芯和系统模型,分析各向异性材料参数灵敏度,并利用激振器模态敲击试验验证仿真模型;其次,针对永磁同步电机和电驱动桥二合一系统,建立电磁-结构-声学多物理场耦合模型,基于三维分布式电磁力激励,仿真再现了全负荷加速工况下电机电磁辐射噪声,并分析电磁噪声特征;最后,利用消声室台架试验结果,验证了永磁同步电机电磁-结构-声学多物理场耦合模型的准确性,重点阐明2000 r/min附近48阶噪声峰值点产生机理,研究成果可进一步用于车用永磁同步电机设计开发和电磁振动噪声产生机理研究。

东莞东部快速路广深铁路跨线桥动载试验研究

以广深铁路跨线桥动载试验为例，介绍了动载试验的测试内容、测试原理和测试结果及试验结论，为该桥的竣工验收提供技术依据，并为类似桥梁的动载试验提供经验。

4等跨连续梁模态试验分析及冲击因数研究

为了研究连续梁桥冲击因数与其固有频率和振型的关系,分析计算了4等跨连续梁的固有频率和振型,并进行了4等跨连续梁振动试验;通过分析和试验,确定梁的前四阶振型最大曲率位置,结合规范讨论了计算冲击因数时结构固有频率的选取。结果表明:当计算4等跨连续梁桥的正弯矩效应时,冲击因数计算采用基频是合理的;当计算负弯矩效应时,不应采用基频,应采用第2阶频率。

基于锤击法模态试验的某星载天线基频辨识研究

利用锤击法对某星载天线进行了基频辨识研究,得到了该结构在3种不同边界状态下的基频。测试结果表明,边界状态变化影响结构基频,但振形、阻尼比保持不变。测试结果为改进结构设计提供了参考。

大跨斜拉桥动力特性试验与分析

对常德市沅水四桥主桥采用无线传感器进行动测点布设,进行了现场动力特性试验(包含脉动试验、跑车试验、刹车试验),其中脉动试验依据荷载试验相关规范要求,采集了主桥共九阶模态频率及其相应的振型,通过跑车和刹车试验获取了本桥不同工况下的冲击系数,结合大型有限元计算软件midas模型分析结果,对沅水四桥进行了动力特性分析,将计算结果和试验结果进行了比较,发现包括横向及竖向振型的九阶模态结果基本吻合,试验冲击系数均小于理论值,表明了准确的有限元计算模型结合现场动力试验,可有效评价桥梁的动力特性。

基于移动式冲击振动的桥梁快速测试与柔度识别研究进展

如何实现公路网上大规模中小型桥梁的快速测试与状态参数识别是迫切需要解决的问题。结构检测监测技术是保障桥梁安全的重要手段,但传统检测技术费工费时、结构健康监测系统复杂昂贵,移动测试由于其具有高机动性、快速、低成本的优点在国内外得到广泛研究,为中小型桥梁的快速测试提供新思路。文章综述了移动式冲击振动测试方面的研究进展,对移动式冲击振动测试的理论基础、测试方法及柔度识别理论、软硬件系统和工程实践进行详细阐述。首先,阐述移动式冲击振动的桥梁快速测试思路,推导冲击振动测试数据与常规环境振动测试数据包含信息的本质区别,证明冲击振动测试数据具备识别结构柔度等详尽动力参数的独特优势;其次,综述基于冲击振动的桥梁快速测试方法及柔度识别理论,包括基于整体固定点冲击振动、分块移动式冲击振动和车载式连续冲击振动的结构位移柔度识别理论,以及基于冲击振动与长标距应变传感技术的应变柔度识别理论;然后,介绍基于冲击振动的桥梁快速测试软硬件一体化系统开发方面的研究进展;最后,综述移动式冲击振动测试在桥梁工程中的应用实践。文献综述表明:相比较于常规环境振动测试,移动式冲击振动测试能够实现边移动边激振,在方便快捷的同时具备识别桥梁振型缩放系数、模态质量、位移/应变柔度等详尽动力参数的优势,为公路网上数量众多的中小跨径桥梁病害快速筛查、损伤识别、可靠度评估与长期性能劣化研究奠定数据基础。