基于压电驱动的圆柱壳内振源振动传递控制

针对圆柱壳内振源振动通过环形支承向壳体传递的问题,提出一种基于压电作动器的主被动支承隔振方案,并通过振源-主被动支承-壳体耦合系统进行振动控制分析。根据Flugge壳理论,采用波传播法建立圆柱壳体振动模型,同时采用有限元方法建立振源及主被动支承的振动模型,最终使用子结构频响函数综合获得耦合系统振动模型。基于耦合系统模型和理想控制假设,在频域给出壳体振动可控性,并通过振源-主被动支承-壳体试验系统验证控制的有效性。仿真与试验结果表明,基于压电作动器的主被动隔振方案能显著降低壳体的宽带和线谱振动。

推进轴系纵向振动负刚度动力吸振器试验研究

[目的]针对推进轴系一阶纵向振动控制难题,采用碟簧负刚度动力吸振器进行振动控制并进行试验验证。[方法]建立推进轴系纵向振动负刚度动力吸振器试验台架,根据所需控制的轴系一阶纵振模态,设计并研制负刚度动力吸振推力轴承,然后开展不同转速、不同静推力、不同负刚度下的振动传递试验,从而获得推力轴承基座和轴系上的振动加速度响应数据。[结果]结果显示,所研制的负刚度动力吸振推力轴承能以1.6%的吸振器质量使轴承座上一阶纵振轴系的振动响应下降7.8 dB;在轴系固有频率变化5%、静推力变化40%的情况下,负刚度动力吸振器仍能保证3.3 dB的控制效果;在非最优负刚度下,不会恶化轴系和轴承座的振动响应。[结论]研究表明负刚度动力吸振可有效抑制不同转速下轴系一阶纵振处的振动传递。

上海轨道交通3号线北延伸段高架车站的噪声控制技术

针对城市轨道交通车站噪声较高的问题，提出了基于低矮声屏障的降噪方案，在站台挡墙内侧安装吸声屏障，在轨道的上、下行线之间安装具有双面吸声性能的隔声屏障。所研制的微孔泡沫双面吸声型超薄声屏障，在上海轨道交通3号线北延伸段9个车站进行了工程应用，具有厚度小、质量轻、吸声隔声性能好、无纤维等优点，可降低噪声2～4dB（A）。

双输入-单输出斜齿轮系统振动特性随非对称动力参数的演化规律

双输入-单输出斜齿轮系统是众多舰船动力推进装置的重要组成部分,由于非对称动力参数导致的系统非线性失稳现象不容忽视。本文在科学描述系统内部参数的基础上,通过系统分岔图、时域和频域曲线、相图、Poincaré截面等研究双输入-单输出斜齿轮系统的动力学行为,发现了丰富的非线性现象,研究过程揭示了系统的振动特性随非对称动力参数的演化规律。结果表明,增大系统的载荷比和载荷值,有利于减小系统的失稳区间,提高系统的运行稳定性。本文的研究对采用双输入-单输出齿轮结构作为传动装置推进系统的动力参数设计具有积极意义。

采用生理响度感知机制的车内噪声声品质预测

现有车内噪声声品质预测的响度计算中没有考虑真实人耳生理解剖结构的传声特性,因此提出了一种基于生理响度感知模型的车内噪声声品质预估方法。首先,采集两款轿车的车内噪声样本,并通过主观评价试验得到车内噪声的主观评价烦恼度。之后,整合中耳集总参数模型与耳蜗传输线模型,构建生理响度模型。然后,以生理响度模型的响度计算值为主要参数,结合尖锐度、粗糙度与车内噪声的主观评价值,通过TabNet模型构建了车辆声品质预测模型。最终,对比分析了所构建声品质模型与基于现有标准响度模型所构建的声品质模型的预测效果。结果表明,采用生理响度模型的声品质预测平均误差百分比仅有4.73%,优于采用Moore响度(6.13%)与Zwicker响度(6.94%)的声品质预测结果。此外,所构建的TabNet声品质预测模型的平均误差百分比也低于基于BP神经网络模型的平均误差百分比(7.60%)。采用生理响度模型的TabNet声品质预测能够提高车内噪声声品质客观评价的准确率。

一种小动静比橡胶隔振器仿真与试验

通过隔振器内部结构设计,在保证承载能力的同时降低橡胶隔振器的动态刚度。开展橡胶隔振器的静态变形、在给定静变形下的动态仿真分析,表明该隔振器在静态力-位移曲线上具有负斜率特性,对应隔振器内部结构的失稳变形;进行隔振器的静压试验、动态试验和隔振系统中的振动传递试验,结果表明,静态力-位移曲线试验结果呈现负斜率特性,在静态曲线上不同工作点处的固有频率呈现负斜率处最小的特性。

船舶螺旋桨推力的在线高精度辨识方法

[目的]螺旋桨推力在轴系上产生的微弱形变信号易被干扰噪声所淹没,导致难以准确测量其推力,故提出一种在低信噪比下仍具有很高精度的螺旋桨推力测量方法。[方法]综合考虑测量数据误差的影响以及数据中潜藏的力学机制,基于Kalman滤波结合推力–位移状态方程建立轴系推力辨识模型,并以恒定转速、变转速及低频波动转速3种工况为例开展轴系推力测量研究,分析不同信噪比下该方法的推力辨识精度与鲁棒性。[结果]研究结果表明,当信噪比仅为20 dB时,推力辨识的最大相对误差仅为3.56%,验证了其在低信噪比下的高精度辨识能力与鲁棒性。[结论]研究成果可为实船环境下螺旋桨推力及轴系状态的在线实时高精度监测提供参考。

振动法检测空载变压器绕组的压紧状态

为监测和诊断电力变压器的绕组压紧状态,利用诊断运行中变压器潜伏故障的一种有效手段即振动法,研究了1台500 kVA、10 kV/0.4 kV模拟变压器在空载状况下其箱壁振动加速度幅值和绕组压紧力之间的关系。试验结果表明,箱壁振动加速度信号的谐波分量变化依赖于绕组压紧力的变化。该测试方法简单有效,且不会对变压器造成任何损伤,因此值得继续深入研究。

船舶结构的建模及水下振动和辐射噪声的FEM/BEM计算

船舶动力系统的振动通过壳板向水下辐射噪声的预报一直是非常关键的问题。船舶的声学设计应建立在全船结构声一体化的前提下 ,本文基于船体与周围声学流体介质的耦合作用 ,建立了带有浮筏结构的动力装置的整个双层壳体船舶的FEM/BEM数学模型。在理论分析的基础上 ,利用有限元软件ANSYS建立了水下船舶结构的振动和声场耦合的模型 ,首先计算在模拟发动机的激励下船舶壳板的振动 ,并利用边界元软件SYSNOISE ,对轻外壳面上的声强进行预报。

卫星随机试验的振动响应分析

介绍基础激励下结构随机振动响应的分析方法,并对某配重卫星轴向和横向的窄带随机激励进行有限元计算。通过对此卫星结构加速度响应的均方根值、累积均方值和功率谱密度等统计量的分析,研究随机振动试验中卫星结构的随机响应,以此考察卫星承受此种动力学环境的能力,为卫星上仪器设备的减振方案设计和提高卫星发射的可靠性提供参考。

双层壳体的船舶动力舱振动与声辐射的有限元结合边界元数值计算

利用 ANSYS有限元软件 ,建立了双层壳体的船舶动力舱的水下结构流体耦合的声振模型。采用有限元结合边界元的方法 ,数值计算并分析了耐压壳体和轻质外壳的厚度变化对动力机械振动传递、水下外壳振动以及辐射噪声的影响。计算结果表明 ,本文的方法对大型复杂结构的水下声振预估有借鉴价值。

密频系统模态参数辨识及其振动控制的研究进展

由于结构越来越复杂(如典型的大型柔性空间结构、准对称结构等),系统的自由度不仅大大增加,还存在频率集聚现象。针对密频系统的模态参数辨识及其振动控制问题,从密频模态的判定准则,密频系统的模态分析方法、模态参数辨识方法,密频系统的可控性和可观性、模态截断准则以及密频系统振动控制律的设计等几个方面进行了较为全面的总结和回顾,对其中的辨识方法及判定准则作了比较。最后给出了密频系统的模态参数辨识及其振动控制中目前难以解决的问题,并指出这些方法将在卫星太阳能帆板、直升机旋翼、涡轮发动机叶片等存在密集模态的结构方面有着广阔的应用前景。

航天器振动控制技术进展

航天器在发射过程中经受复杂和严酷的力学环境,力学环境效应主要是激起航天器主次结构共振响应以及局部动力响应过大,造成结构破坏,局部失稳,电子元器件等敏感组件发生故障。为了提高飞行任务的可靠性,需要采用振动控制技术以降低运载载荷环境条件,提高航天器有效载荷比。本文从航天器系统级和部件级两方面对国内外振动控制技术的研究进展进行了系统的综述和深入的分析,以期对我国航天器振动控制技术的研究发展和工程应用有所启示。

基于小波分析的柴油机振动信号降噪处理

针对柴油发动机缸盖振动信号信噪比低且呈非平稳特性 ,对柴油机在工作过程中的缸盖振动信号进行小波降噪处理 ,突出了缸盖在不同时刻受到的激振 ,为柴油机的在线控制和故障诊断提供了进一步的处理和识别的依据。本文为消除柴油机振动信号的随机成分 ,提高信噪比提出了一种新的方法——小波变换方法。分析中利用 3次 B样条小波对 2 135G柴油机的缸盖振动信号按Mallat算法进行分解 ,运用小波的滤波性能去除随机干扰 ,对振动信号进行了重构 ,获得了预计良好的分析结果 ,显示了小波技术在柴油机信号处理 -控制领域的广阔应用前景。

FlipChip焊点振动疲劳寿命预测模型

应用超单元技术并结合局部 /整体三维有限元模型 ,以 Flip Chip封装体系为例 ,对 FlipChip焊点的振动疲劳可靠性问题进行研究 .基于三带技术和高周疲劳关系式 ,提出了 Flip Chip典型焊点的随机振动环境中的振动疲劳寿命预测模型 ,并把预测得到的振动疲劳寿命和热疲劳寿命进行比较 ,证实了振动疲劳对 Flip Chip焊点寿命影响的重要性 .利用应力 /应变分析结果 。

主动约束层阻尼板的振动控制研究

研究局部附加主动约束层阻尼 (activeconstrainedlayerdamping ,ACLD)结构板的振动控制问题。基于Hamilton原理 ,提出一种新的建立主动约束层阻尼板动力学模型的方法 ,同时给出一种用于确定粘弹材料GHM (Golla Hughes Mctavish)模型参数的优化问题。采用GHM方法描述弹性材料的本构关系 ,将粘弹性材料的动力特性描述与工程上最常用的有限元分析结合起来 ,推导得到ACLD结构的动力学方程为标准二阶定常线性系统方程。应用LQR控制理论进行结构振动控制仿真 ,结果表明 ,本文给出的新建模方法是准确可靠的 ,ACLD结构能够有效抑制结构振动。

磁流变液阻尼器用于振动控制的理论及实验研究

磁流变液阻尼器作为一种可调阻尼元件 ,具有控制方便、响应迅速、能耗小、结构简单等特点 ,在振动控制领域有广泛的应用前景。本文分析了磁流变液阻尼器的四种非线性模型 ,从理论和实验两方面研究了磁流变液阻尼器在一种振动控制装置中的应用。理论分析和实验表明 :磁流变液阻尼器随着控制电流的加大 ,施加于磁流变液的磁场加强 ,而控制效果更加明显 ;磁流变液阻尼器在施加控制电流时反应迅速 ,且在低频时具有显著的振动控制效果。

复杂弹性耦合隔振系统振动建模研究

用一种子结构建模方法建立了复杂弹性耦合隔振系统的振动方程 ,解决了以往复杂弹性耦合隔振系统中弹性筏体及非刚性基础的振动建模的问题。首先 ,详细介绍了复杂弹性耦合系统子结构建模的步骤 ;然后通过对一个具体算例的计算 ,比较了本文方法计算的结果和 ANSYS建模得到结果 ,可以看出两种计算结果的各阶固有频率结果都非常接近 ,从而证明了本文的方法是正确有效的 ;最后 ,用实验模态分析的方法进一步验证了本文的子结构方法对复杂弹性耦合隔振系统建模理论的正确性。

磁流变液阻尼器用于转子振动控制的实验研究

实验研究了一种剪切式磁流变液阻尼器在转子振动控制中的应用 .实验发现 ,磁流变液阻尼器的刚度和阻尼随施加磁场强度的增加而增大 ;支承在磁流变液阻尼器上的转子系统的振幅在亚临界区及临界转速处随施加的磁场强度的增加而减小 ,而在超临界区则随磁场强度的增加而增大 ;系统的临界转速随磁场强度的增加而升高 .通过简单的开关控制 ,可使转子的振动在全转速区内达到最小 .

轻轨交通新型声屏障技术

实验分析了轻轨交通噪声的频率特性 .针对现有声屏障的优缺点 ,开发研制了两种阻抗复合型声屏障 ,在轻轨交通噪声的主要频率范围内 ,该声屏障的吸声性能较出色 ,且有能够防止雨尘侵害的优点 .为分析新声屏障的斜入射吸声系数 ,提出了一种多通道脉冲响应方法 ,该方法排除了被测对象的反射与散射指向性影响 ,适合测量不平整吸声界面的斜入射吸声系数 ,新声屏障的测量实验证明了该方法的有效性 .