双体多向型激振装置参数研究

为提高果树振动采摘响应均匀性,同时提高果实采收效率、降低能耗、减少果树与果实的损伤,设计一种双体多向型激振装置,主要由偏心块、传动齿轮、传动轴、箱体等组成。建立振动装置-果树振动系统,并分析6种不同的偏心块转速比与偏心矩比组合产生的非圆周载荷效果。首先,采用多视角三维重建技术获取果树三维模型;然后,运用ANSYS进行果树谐响应分析得到激振装置的最佳工作频率;最后,运用ADAMS建立果树动力学仿真模型,比较非圆周载荷、直线载荷、圆周载荷下的果树加速度响应。仿真结果表明:当两偏心块转速比为3∶1、偏心矩比为1∶1时,果树在非圆周载荷下的加速度响应均值为194.35 m/s^(2),高于直线载荷下的(186.28m/s^(2)),略低于圆周载荷下的(204.41 m/s^(2));非圆周载荷的加速度响应变异系数为0.575,低于直线载荷的(0.625)和圆周载荷的(0.622),说明非圆周载荷有更均匀的加速度响应。田间试验表明,该装置的采摘率为92.2%,果实损伤率为4.6%,优于单偏心激振装置。

桨叶分段线性扭转对降低旋翼振动载荷的作用分析

研究了用桨叶分段线性扭转来降低旋翼振动载荷。使用基于弹性梁的旋翼模型用于预测旋翼振动载荷。采用4片桨叶旋翼作为基准旋翼,桨叶形状与UH-60直升机桨叶相似。桨叶被划分为内、中、外3段,讨论了各段扭转对载荷的影响。低速时桨叶每一段的扭转都能减少桨毂四阶垂向力。当以80 km/h前飞时,中段-24°/R的扭转可使其降低99.5%。桨叶内段的扭转不利于降低桨毂四阶滚转和俯仰力矩,另外两段的扭转则可以在大多数前飞速度时控制这2个振动力矩。使用参数扫描以尽可能降低旋翼振动载荷。降低四阶垂向力方面,低速时桨叶所有段都需要扭转,而高速时未扭转的桨叶表现更好。降低四阶滚转和俯仰力矩方面,在低速时需要桨叶外段高度扭转,而在中高速时则需要桨叶中段的扭转。

直升机小速度前飞状态下的振动机理研究

针对直升机在小速度前飞状态下振动偏大问题展开机理研究。采用自由尾迹模型计算小速度前飞状态下的旋翼桨涡干扰气动特征;推导了桨叶4自由度桨叶挥舞动力学结构有限元模型,以进行模态分析和结构参数影响分析;采用预定气动载荷法,建立桨叶挥舞动力学模型,分析桨叶结构动响应/载荷特征。研究结果表明,小速度状态下,气动载荷中桨涡干扰所致的频率为五倍旋翼转速的谐波成分是其振动问题的“外部”气动力源头;旋翼展向上根部大分布质量引起的惯性载荷是其振动问题的“内部”根源;两者的综合作用使得通过频率的旋翼动载荷高于基准旋翼,引起机体的异常振动。

旋翼激励下直升机振动响应预计及实测对比

旋翼激励是直升机振动的主要源头,影响直升机驾驶员操纵性、机上人员舒适性及结构疲劳寿命。振动问题一般在试飞过程中暴露出来,问题处理和解决往往需要大的周期和代价,影响直升机研制。直升机振动响应预计是解决振动问题的主要手段之一,可以在早期发现振动问题,方便在型号研制早期开展优化设计或解决预案。本研究基于机体动力学仿真模型,以固定坐标系下的桨毂中心振动载荷作为输入,得到机体关键位置的振动响应,形成旋翼激励下直升机振动响应预测的方法。通过某直升机在尾桨激励下关键位置响应预计与实测数据对比分析,表明该方法得到的振动响应随速度的变化规律与实测数据一致,精度满足工程需要。该方法在新机振动响应分析、振动问题排查及振动控制方案制定等工作中具有较高的工程价值。

动静复合加载下红砂岩破碎规律研究

振动碎岩具有能量消耗量低、所需轴向压力小等特点。为提高碎岩效率同时降低成本,进行了振动-加压相结合的碎岩模式研究。本文以红砂岩为研究对象,围绕动静复合加载条件下球齿侵入导致的红砂岩内部裂纹扩展规律开展研究。结果表明,球齿下岩石的破碎程度随着动、静载荷的增大而变大,并且只有当组合载荷峰值达到100 kN时,岩石才会发生明显的体积破碎。在破岩初期,当载荷较小时,岩石倾向于发展为侧向裂纹,岩石损伤成“宽而浅”特点。随着载荷的增大,岩石更倾向于发展中间的深部裂纹,而后才倾向于发展侧向裂纹,即呈“窄而深”的特点。岩石破碎的各项指标受各载荷参数的影响程度存在差异:即在相同的幅值增量条件下,增加动载幅度导致的破碎程度要大于增加相同静载荷时的破碎程度。以上结论可为提高动静载复合破碎硬岩效率、攻克硬岩钻进技术难题提供重要支撑。

振动载荷识别的奇异值分解法

本文采用奇异值分解技术处理载荷识别方程组系数矩阵的病态问题,并将这一技术应用于某机平尾的地面振动载荷识别,得到了令人满意的结果,为该机平尾的飞行载荷识别提供了有关技术和经验。

高速列车振动荷载作用下电缆隧道结构动力响应分析

城市中地下管线铺设较为复杂,城市轨道或者城际高速铁路会修建在地下管线上方。以京津城际轨道交通工程为例,研究高速车辆振动荷载对铺设地下管线的隧道结构产生的动力影响。运用耦合动力学,建立了车辆-轨道耦合系统振动分析模型,计算高速列车通过时车辆-轨道耦合系统的动力响应。结合有限元理论,建立桩板-土体-隧道一体化纵横垂向空间耦合动力仿真模型。将车辆-轨道耦合系统振动分析模型得到的荷载谱,作为外部激励作用在动力仿真模型上,对电缆隧道的动力响应进行研究。计算结果表明,京津城际铁路运营后高速列车振动荷载的动力作用不会对桩板结构下的电缆隧道产生显著的不利影响。

基于广义正交域的一种动载荷识别方法研究

提出广义正交多项式理论,并且基于这一正交域研究线性动力学系统输入输出时域卷积关系变换到广义正交域的线性算子.数值仿真及试验考核表明该方法适用于各种类型的确定性动载荷识别问题,具有良好的识别精度和抗噪声干扰能力,尤其对于短样本冲击载荷的识别更具有独特的优势.该方法在实际工程结构应用时,具有试验成本小,易于实现等特点,是一种十分值得推广的动载荷识别新方法.

不锈钢振动时效过程的循环蠕变机理

采用疲劳试验机研究了不锈钢焊接试件在循环载荷下应力应变的变化规律。采用拉-压疲劳模拟实际焊接构件的振动时效过程。结果显示动态应变呈循环蠕变状态,蠕变的大小、速度与循环应力幅值有关。循环应力越大,最终蠕变也越大,应变达到稳定所需要的循环周次越多。应用X射线衍射法测量了不同循环载荷作用下,焊趾位置的纵向残余应力的变化。根据试验结果提出了振动时效过程的循环蠕变机理。

某建筑物不均匀沉降的原因分析与治理

介绍了某铁路干线旁一建筑物产生不均匀沉降的工程实例。详细介绍了沉降产生的原因、加固处理方案及加固监测结果。经过加固处理后 ,建筑物使用良好 ,达到了预期目的。

厂顶溢流式水电站振源特性研究

以某水电站灯泡贯流式机组厂顶溢流布置型式为对象,研究该新型结构的振源组成及对厂房结构影响。通过理论分析结合原型观测数据,对机组运行及泄流产生的厂房结构振动频率进行识别,确定其动荷载来源。分别统计厂房结构主要部位振动达峰值时不同频率所占比重,计算实测工况频带能量对总振动响应的贡献,分析分频振动随负荷的变化规律。结果表明:狭缝射流、转轮叶片振动与协联关系不正确引起的振动为主要振源。泄流诱发厂房振动微弱,对厂房结构运行与安全无影响。该结果可为量级评估该型式水电站厂房振动提供依据。

超声振动载荷下LY12合金的超高周疲劳性能研究

简述了超声疲劳试验原理 ,通过有限元计算及动态模态分析方法 ,研究了试件在振动过程中应力和振动位移的分布。应用超声疲劳试验技术研究了 LY1 2合金在超声振动载荷 ( f=2 0 k Hz,R=- 1 )下的超高周疲劳性能。与常规疲劳载荷 ( f=30 Hz)的疲劳性能做了对比分析。结果表明 ,在 1 0 5～ 1 0 7周次之间 ,超声疲劳与常规疲劳载荷下的试验结果一致 ,在 1 0 7～ 1 0 9周次之间 ,曲线仍有下降趋势 ,而未呈现水平。从扫描电镜分析 1 0 7～ 1 0 9周之间发生疲劳断裂的试件发现 :( 1 )多数试件的疲劳破坏源于试件表面缺陷 ;( 2 )对于一些无明显表面缺陷的试件 ,在超高周循环下 ,疲劳破坏会从试件次表面处发生。超高周循环下 ,表面缺陷和材料内部缺陷都会引起疲劳破坏。

弹性耦合对复合材料旋翼前飞气弹响应及载荷的影响

给出一套计算复合材料旋翼前飞气弹响应和桨榖载荷的方法,所用结构模型考虑横向剪切变形、剖面面外翘曲变形和复合材料弹性耦合的影响。气动模型采用准定常升力线理论和Drees线性入流模型,翼型升力、阻力系数来自风洞试验。构造出21自由度梁单元,应用Hamilton原理推导出桨叶运动的有限元方程。在此基础上,研究弯曲-扭转和拉伸-扭转耦合对复合材料旋翼前飞气弹响应和桨榖振动载荷的影响。结果表明:弹性耦合对扭转方向的影响很大,对挥舞和摆振两个方向的影响很小;各种弹性耦合对桨榖振动载荷有着不同程度的影响,负的摆振弯曲-扭转耦合和正的拉伸-扭转耦合使桨榖垂直方向的振动载荷降低5%左右。

大位移桥梁伸缩缝的垂向动力学响应研究

以大位移桥梁伸缩缝为研究对象,应用动力学分析的理论方法,并结合数值计算,进行了垂向动力学研究。其中,建立了完整的垂向动力学理论模型,即模拟在行驶的汽车通过伸缩缝的整个过程中,汽车载荷的冲击对伸缩缝垂向振动的影响。并且结合载荷形式,对完整模型的方程组进行联立求解,计算了不同车速下伸缩缝的垂向振动响应。计算结果,用于对研究载荷的冲击系数以及大位移桥梁伸缩缝的关键部件结构参数,从而为伸缩缝的合理化设计提供理论依据。

水电站振源识别及其对厂房结构的影响研究

本文首先利用CFD技术对某大型电站水轮机组进行不稳定流动计算,重点分析了水轮机流道内的压力脉动频率特征,进而对真机试验所测得的机组水压脉动及厂房结构振动频率进行识别,确定各种频率振动的动荷载来源。在此基础上,结合对原型观测信号的数据分析分别统计出厂房结构主要部位振动达到峰值时的各种频率动荷载所占比重、全体所实测负荷工况下的各种频带能量对总振动响应的贡献、各种分频振动随负荷的变化等规律,证明涡带是影响厂房结构振动的最为主要振源。该结果有助于从量级上评估水电站厂房振动问题中的各种动荷载的作用效果。

高速铁路和地铁近距离平行隧道动力响应分析

针对目前国内存在的高速铁路与地铁近距离平行隧道工程,采用拟合的列车振动荷载,通过在轮轨上施加实测振动荷载,同时对列车施加速度场的方式,分析了在高铁列车单独行驶、高铁列车和地铁列车同向行驶及相向行驶3种工况下平行隧道衬砌拱腰、拱脚及道床中心的动力响应特性及其相互关系。结果表明:在列车行驶过程中,列车距离监测点越近,其振动效应越强;在同一横截面上,高速铁路隧道道床中心的动力响应最大,拱脚次之,拱腰最小;高速铁路隧道衬砌动力响应在高铁列车单独行驶时最小,高铁列车与地铁列车同向行驶时次之,高铁列车与地铁列车相向行驶时最大。

双钢轮振动压路机动态负荷特性分析

通过双钢轮振动压路机起步加速过程中的受力分析,得到整机的惯性阻力和行驶阻力对系统动态特性的影响。然后针对整机动力分析结果得出动态过程中的负荷特性,并给出影响系统动态负荷的因素,提出减少惯性负荷的建议,提高双钢轮振动压路机的动力性与使用性。

支撑式冲击破岩掘进机垂向随机振动响应分析

为探究支撑式冲击破岩掘进机在随机载荷作用下垂直方向的振动响应特性,以某支撑式冲击破岩掘进机为例,根据多体动力学和拉格朗日法建立了垂向多体动力学模型,根据虚拟激励法构造虚拟载荷,得到相应的虚拟响应.分析确定了破碎锤随机冲击载荷,应用Matlab/Simulink进行仿真,得到该机破碎锤在最远位垂直底板冲击岩石时各部垂向振幅大小依次为破碎锤、支臂、机身,支臂最大扭转角为0.6401°,与实际情况相符.分析位移功率谱可知,破碎锤最大位移时的低频接近其固有频率,是导致该机振动的主要根源.

超声振动载荷下合金的疲劳裂纹扩展性能研究

本文应用超声共振试验技术研究了４种工程常用合金（Ａｓｔｒｏｌｏｙ，１７－４ＰＨ，Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ，Ａｌ－Ｌｉ８０９０）在超声振动载荷（ｆ＝２０ｋＨｚ，Ｒ＝－１）下的疲劳裂纹扩展性能，并与常规疲劳载荷（ｆ≤５０Ｈｚ，Ｒ＝０．７）下材料的有关性能做了对比分析。对超声疲劳载荷下材料损伤及裂纹扩展机理的特点做了研究，给出了这种特定载荷形式下应力强度因子的计算方法。研究结果表明，超声疲劳载荷下各种合金的裂纹扩展性能与常规疲劳试验中确定的有效应力强度因子△Ｋｅｆｆ类同。

振动荷载对厦门地区红黏土抗剪强度影响的试验与分析

以厦门某建筑工地红黏土为试样,进行振动荷载作用前、后三轴剪切对比试验。通过对试验数据的分析,对振动荷载对试样的黏聚力、内摩擦角、抗剪强度方程、抵抗侧向变形能力等的影响特性进行研究。研究结果显示,在其他试验条件相同的情况下,经振动荷载作用后的红黏土试样黏聚力降低51.72%,内摩擦角减少50%,抗剪强度线向下显著偏移,表明振动荷载不利于红黏土的稳定和承载。研究结论对防治岩土工程和地质灾害等具有一定的理论和现实意义。