变弯度导叶铰接位置对风扇振动特性的影响

针对变弯度导叶尾迹激励引起的转子叶片共振,基于谐响应模态叠加法对风扇转子进行强迫振动分析,研究了不同铰接位置的变弯度导叶对风扇气动性能及其振动特性的影响。结果表明,随着铰接位置向尾缘移动,风扇转子流量、压比和效率增加,稳定裕度降低,主要影响下游转子叶根部位的进气角度。在气动激励方面,随着铰接位置后移,转子叶片表面的压力幅值增大,相位变化剧烈,通过将非定常气动力转换到模态空间中,可以看到叶片所受模态气动力在铰接位置为35%C (C为轴向弦长)的情况下达到最大值,后呈现先减小后增加的规律,这与振动响应的变化规律一致。铰接位置对所关注的高阶局部模态的气动阻尼影响较小,最大差异为0.046%。在振动响应方面,转子叶片的振动应力随铰接位置剧烈改变,且为非单调变化。在设计位置处叶片的振动应力最小,在35%C处振动应力达到设计位置的15倍。对于本文所研究的模型及工况,最优铰接位置为45%C,与仅考虑气动性能的25%C不同。因此在变弯度导叶设计时,需要考虑其对叶片振动特性的影响。

正位置反馈的多模态振动主动控制实验

采用压电元件作为传感器和驱动器,基于正位置反馈技术对一个钢制挂架结构进行主动振动控制。介绍了正位置反馈控制的基本原理,阐述了其优化算法,并介绍了控制系统构成,最后对钢制挂架在扫频和窄带随机信号激励下的振动进行了主动控制实验,实验结果验证了本文所述方法可以有效地抑制挂架的多模态振动。

基于速度阻尼的位置/压力切换控制模型

位移与压力之间的稳定快速切换直接影响自动化设备的运动速度与定位精度。针对传统直接力/位切换的不足,提出了一种基于速度阻尼思想的位移与压力切换控制方法。该方法通过改变速度环的参数来改变阻尼参数,实现了位置/压力控制的平稳切换。更重要的是,压力加载过程中,该控制具有明显的振动抑制作用。试验结果表明,与直接力/位切换方法相比,采用速度阻尼方法的控制系统更精确与快速,压力加载阶段力的波动接近±0.3N。

摩擦副相互作用阻尼动力学特性初探

采用自行设计和制作的具有摩擦副且能自激振动的摩擦摆实验装置,在不同的工况下进行大量的实验,记录相应的实验数据,绘制出摩擦力矩、振幅等与电机转速的关系曲线图。选择代表性的实验数据进行理论分析,结果表明系统的正阻尼远远大于负阻尼,在摩擦自激振动的研究中不能忽略正阻尼的影响。同时还得出一些结论,为解决生产实际中的摩擦自激振动问题提供了一些有意义的理论依据。

机械臂与环境交互的位置/力切换抑制振动方法

当机械臂执行位置/力的混合跟踪任务时,位置控制一般用于机械臂的自由运动阶段,力控制一般用于约束运动阶段。这种位置/力切换的控制结构既能实现与环境接触前对机械臂位置的精确控制,也能保证接触后对期望控制力的准确跟踪。由于开关系统本身存在的切换不稳定性,机械臂在以一定的速度与环境接触时,机械臂执行器会在环境表面振动甚至弹跳。针对此问题,提出了一种半主动阻尼阻抗学习方法,该方法主要包含两部分:基于位置/力切换控制的半主动阻尼控制器;基于一种逆秩拟牛顿法(broyden fletcher goldfarb shanno,简称BFGS)的阻抗学习算法,根据学习到的环境参数调节半主动阻尼,实现机械臂在接触面的振动抑制和平稳过渡。在仿真及实验中,应用提出的方法让机械臂与不同环境交互,结果表明:该方法能很好地抑制接触过渡阶段的超调力,并防止机械臂在切换过程中的振动,实现了柔顺接触和平稳过渡。

速度正反馈在地震模拟振动台中的应用

本文根据地震模拟振动台油柱的共振频率较高这一特点,提出了基于速度正反馈的三参量控制技术,并对振动台模拟控制系统进行了改造,并将改造的系统传递函数进行数学推导,确定了能够保证系统稳定的开环增益与阻尼比的取值范围。最终对改造后的系统进行仿真,得出相关结论。

结构振动变阻尼滑模控制位置优化

基于灵敏度分析与结构动力学修改的控制策略,以获得结构受控振型最大阻尼比为目标,给出了变阻尼滑模控制器在结构振动控制中的位置优化算法。算例分析表明,优化后的变阻尼结构的滑移模态控制效果接近主动控制效果,但所需能源显著下降,大大提高了其适用性。

振动弛张筛驱动位置对主浮筛框运动特性的影响

为了深入了解振动弛张筛驱动位置对主浮筛框运动特性的影响,考虑阻尼的作用,建立了振动弛张筛的力学模型和振动微分方程。根据工程实际问题提出象限确定相位的方法,推导了不同驱动形式下振动弛张筛主浮筛框振幅及相位的表达式,分析了浮驱振动弛张筛的可行性。在仅改变激振器位置和保证系统一阶固有频率和二阶固有频率不变的条件下,比较了主驱振动弛张筛(激振力直接驱动主筛框的振动弛张筛的简称)和浮驱振动弛张筛(激振力直接驱动浮动筛框的振动弛张筛的简称)主浮筛框的运动特性,得到了浮驱振动弛张筛具有反共振频率低、调频区域宽、主浮筛框振幅大等特点。

基于改进有源阻尼的柔性关节机械臂伺服系统振动抑制策略

工业机器人中减速器等柔性传动部件会引起末端负载低频抖动,传统有源阻尼策略补偿转速反馈中全部频率分量,虽然具有抖动抑制作用,但由于对除振动分量外的其他频率同样补偿阻尼作用,因此降低了系统闭环带宽。针对上述问题,提出一种改进有源阻尼策略,由位置指令不完全微分获取理想转速指令,并分别采用转速反馈与理想转速指令作差,及峰值滤波器的方式实现低频振动分量的准确观测。与两种传统有源阻尼的对比分析证明了所提算法能够兼顾抖动抑制能力与动态响应性能。在此基础上引入相位超前环节,通过控制补偿电流的相位,增强算法鲁棒性。最后通过一台8 kg商用六轴工业机器人实验证明了所提算法能够将末端振动加速度幅值平均降低原来的32%。

不同安装位置下主动阻尼装置对管道振动的控制效果研究

在设备运行过程中,管道经常会产生振动问题,给设备的安全运行带来严重的隐患。针对管道振动问题,采用主动阻尼装置,通过惯性作动器向振动管道系统施加作动力,实现了对管道振动的主动控制。以某化工企业往复式压缩机出口管线25 Hz的振动为例,搭建门型管道振动实验台进行实验,利用SAP2000软件模拟仿真了主动阻尼装置的减振效果。实验研究了惯性作动器在不同安装位置时主动阻尼装置对管道振动的控制效果,探究了惯性作动器的安装位置对管道系统振动控制效果的影响规律。通过对比惯性作动器安装在所选取的4个位置时的减振效果,得出当作动器安装在振动最大的位置上时,主动阻尼装置对管道整体的减振效果最好。

宏微定位平台运动切换减振问题研究态势

高速高精密定位平台是微电子制造装备领域的核心部件,决定着微电子产品的性能与质量。近年来,宏微复合定位平台技术得到了快速发展,高速度与高精密度等性能不断提升,然而,运动切换环节的振动问题也日益凸显,成为制约宏微定位平台进一步发展的瓶颈。基于此,首先对当前国内外宏微定位平台及其运动切换环节振动问题的研究现状进行介绍,继而分别介绍与分析了宏微定位平台系统的机构形式、驱动方式、导轨及其他因素对运动切换环节振动问题的影响,最后对目前运动切换减振方法进行概述,重点提出基于压电陶瓷的新型减振方法,以期对未来宏微定位平台运动切换的减振研究提供一定的参考作用。

基于模型试验的减振沟减振效应灰关联度分析

为了研究爆破地震波传播过程中减振沟的减振规律,以实际工程为背景进行室内减振沟相似模型试验,通过控制减振沟的深度、宽度、长度和相对位置等参数,研究减振沟参数变化时的减振规律。运用灰色绝对关联度法确定减振沟参数对减振效果影响的主次关系,通过分析各变量对测点振速峰值影响的相关程度得出:爆心距和爆源深度为影响爆破振动效应的关键因素,减振沟其他参数一定时,爆心距越小或者爆源越浅,减振沟的减振效应越明显。对确定的爆破施工,减振沟的深度为准优因素,增加减振沟的深度可有效的提高减振效应。

考虑阻尼装置的斜拉索车致非线性振动分析

为探讨列车荷载激励下阻尼器阻尼参数对斜拉索振动特性的影响,以一座主跨600 m的铁路斜拉桥为工程背景,通过列车-线路-桥梁耦合动力仿真分析求解桥梁主体结构动力响应,并将其作为斜拉索端部激励,采用大刚度法求解单根斜拉索的局部振动响应。结果表明,阻尼系数、阻尼器安装位置对斜拉索局部振动响应有较大影响。阻尼系数取值过大对减振贡献小,但斜拉索自振频率提高更明显;阻尼系数存在最优取值范围,该范围内阻尼器的减振效果最佳,且有助于减小斜拉索局部振动响应的高频成分比例;阻尼器安装位置离斜拉索端部越远,斜拉索1阶最优模态阻尼比越大,其对应的阻尼系数越小;对频率分布较集中的1阶主共振斜拉索进行减振分析,阻尼系数可以参考斜拉索1阶模态阻尼比计算结果选取。

地铁车辆段装配式轨道原位换铺试验研究

采用装配式轨道技术实施了国内首次地铁库内轨道原位换铺试验,在同一条库内线分别对9种轨道结构进行了测试。结果表明:装配式轨道能够无损、快速拆卸和安装,综合施工速度达到150 m/d;除测试速度为15 km/h时聚氨酯减振垫(满铺)振动插入损失小于减振扣件B外,其余速度条件下减振垫振动插入损失均大于减振扣件;三种测试速度下5 km/h振动插入损失最大,15 km/h振动插入损失最小;库内地面振动源强随测试速度提高而增大;同时满足所有速度条件下上盖结构白天和夜间振动要求的减振轨道结构有橡胶减振垫A、聚氨酯减振垫(条铺)、橡胶减振垫B。

轨道工程车车体与车下悬挂设备耦合振动分析及减振研究(下)

为了研究轨道工程车高速运行时车体与车下悬挂设备的耦合振动,建立车体与车下悬挂设备垂向耦合振动力学模型,分别分析在简谐和随机轨道不平顺激励下,车下悬挂设备悬挂频率对车体和车下悬挂设备振动的影响规律。分析结果表明:相比于低速运行,轨道工程车在高速(大于160km/h)运行时,在线路不平顺波长范围更广的条件下,车下悬挂设备的悬挂频率影响设备振动,采用弹性悬挂的减振效果更好;车下悬挂设备的悬挂位置离车体中心越远,对车体、车下悬挂设备浮沉振动越不利,但是会改善车体的点头振动;车下悬挂设备质量越大,车体、车下悬挂设备振动响应越小。研究利用半主动控制技术改善车体与车下悬挂设备振动的可行性。当采用天棚阻尼控制时,车体振动得到改善,但车下悬挂设备振动加剧;相反,当采用地棚阻尼控制时,车下悬挂设备振动得到改善,车体振动却加剧。

轨道工程车车体与车下悬挂设备耦合振动分析及减振研究(上)

为了研究轨道工程车高速运行时车体与车下悬挂设备的耦合振动,建立车体与车下悬挂设备垂向耦合振动力学模型,分别分析在简谐和随机轨道不平顺激励下,车下悬挂设备悬挂频率对车体和车下悬挂设备振动的影响规律。分析结果表明:相比于低速运行,轨道工程车在高速(大于160km/h)运行时,在线路不平顺波长范围更广的条件下,车下悬挂设备的悬挂频率影响设备振动,采用弹性悬挂的减振效果更好;车下悬挂设备的悬挂位置离车体中心越远,对车体、车下悬挂设备浮沉振动越不利,但是会改善车体的点头振动;车下悬挂设备质量越大,车体、车下悬挂设备振动响应越小。研究利用半主动控制技术改善车体与车下悬挂设备振动的可行性。当采用天棚阻尼控制时,车体振动得到改善,但车下悬挂设备振动加剧;相反,当采用地棚阻尼控制时,车下悬挂设备振动得到改善,车体振动却加剧。

高压涡轮工作叶片缘板阻尼结构设计分析

对某高压涡轮工作叶片缘板阻尼结构进行了阻尼效果计算及试验分析,试验结果表明：随着正压力的增加,阻尼比基本呈现为先增加后降低,然后在一定范围内波动的规律,阻尼比峰值出现在100-280N之间.计算得到一弯共振下的正压力为123-158N,与阻尼效果试验基本一致.分类比较了常用缘板阻尼结构形式的优缺点,改进完善后的阻尼片结构质量增加约30%,在激振力占气动力百分比分别为1%,3%及5%时,振动响应减幅分别为31%,21%及16%.