输流管道系统振动研究进展

从5个方面评述了近年来输流管道流固耦合振动的研究进展。概述了输流管道线性振动的动力学建模与分析方法;非线性振动及分析方法;输流管的振动试验方法、输流管的振动控制以及管道动强度设计。并提出了进一步的研究方向以及采用的相应的对策。

电流变液夹层板结构动态特性及振动控制的实验研究

采用表板为玻璃纤维板的电流变液夹层板进行动态特性试验，分析和研究了含电流变液结构在外加不同电场时电流变液对结构特性的影响以及结构动态反应的变化。试验表明：在电场强度增加的情况下，电流变液夹层板能有效增大结构阻尼，增加固有频率，并较好地抑制结构共振峰，控制结构的动力响应幅值。

电流变液夹层梁滑模振动控制的研究

采用Rayleigh Ritz方法推导电流变夹层梁的动力学方程 ,在夹层梁动力分析的基础上 ,基于滑模控制理论 ,设计电流变夹层梁的主动控制的控制器。研究确定性系统和不确定性系统控制率的生成。

多层挤压型电流变阻尼器在转子振动控制中的实验研究

设计了用于转子振动控制的多层挤压型电流阻尼器，通过对悬臂转子系统的实验发现：随外加电压的增大，这种阻尼器能有效地抑制转子系统的临界共振，但当转速超过临界转速后，系统的响应反而增大，为消除这种不利影响，引入了开／关控制法，实验表明：它既能有效抑制临界共振，消除不利影响，又不会引起系统的不稳定。最后实验验证了这种阻尼器抑制转子系统突加不平衡响应的有效性。

管道轴向流固耦合振动的行波方法研究

基于梁模型,考虑泊松耦合与连接件耦合的影响,研究了输流管道轴向振动的波传播方程及节点散射模型,在此基础上提出了行波法分析管道流固耦合振动。以轴向位移为基本变量,推导了输流管道轴向振动的波导方程;通过节点散射模型,组集了管道流固耦合的动力学模型,在此基础上,研究了管道在几种不同边界条件约束下,泊松耦合、连接耦合对管道振动的影响。文中算例表明行波法具有建模简单且数值精度高的特点,可以应用到复杂管道的建模与控制中。

基于等效线性化法的干摩擦缘板系统振动特性研究

提出了一种新的等效线性化方法来解决干摩擦力非线性给干摩擦缘板阻尼系统分析带来的不便;考虑干摩擦力高次谐波对缘板阻尼系统振动特性的影响对系统一次谐波解进行修正;研究干摩擦阻尼器设计中的一些关键参数对叶片阻尼系统减振特性的影响,得到了干摩擦叶片阻尼系统的减振规律。

电流变阻尼器用于转子振动控制的实验研究

实验研究了电流变阻尼器在转子振动控制中的应用。实验发现，电流变阻尼器的刚度及阻尼随外加电场强度的增加而增大，支承在电流变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电场强度的增加而减小，而在超临界处则随电场强度的增加而增大；系统的临界转速随电场强度的增加而升高。电流变阻尼器提供的阻尼具有库仑阻尼和粘性阻尼的特点。实验表明电流变阻尼器具有控振效果明显、瞬时可控、耗能小、频带宽及结构简单的特点。

悬臂转子-CSFDB系统振动主动控制研究

从理论上探讨了用可控挤压油膜阻尼器进行转子系统振动主动控制的可行性 ,研究了油膜间隙变化时转子动力学特性的变化规律 ,进而设计了锥型可控挤压油膜阻尼器 ,进行了主动控制理论与实验研究 。

基于在线识别与全维状态观测技术的埋入压电片复合梁的振动主动控制研究

介绍利用埋入复合材料梁的压电传感器和驱动器对其振动进行主动控制的实验研究及其结果。利用埋入的压电传感器和驱动器对其进行模型识别而得出结构的动力学模型,再将该模型用于控制器的设计,其优点是当结构本身或者约束、环境等发生变化后,可对结构的模型重新进行在线识别,及时更新控制参数,避免控制失效,而且不需要事先知道结构的其他属性。应用最优控制理论的全维状态观测器技术,结合所选取的压电传感器和作动器识别的结构动力学模型,可以设计出其最优控制器。实验表明,传感器信号的频谱峰值最大可以被有效地降低20dB左右。

基于Hilbert-Huang变换的非线性振动系统的研究

基于Hilbert-Huang变换(Hilbert-Huang transform,HHT)提出了一种时频信号处理方法,并应用于非线性振动系统的识别。HHT利用由信号局部最大值与最小值得到的当前时间尺度去筛选不同时间尺度、频率从高到低顺序排列的各分量。另一方面,由于HHT不是利用先验的基函数与函数的正交性提取各分量成分,从而能得到比较准确的系统特征与非线性估计。对于单自由度非线性系统的参数识别,该方法处理了一有阻尼的自由瞬态响应与稳态响应,以及利用由小扰动分析得到的依赖幅度的动态特性来确定非线性的类型和级别以及系统的参数。非线性系统的数值仿真算例表明,提出的方法对不同的非线性动态系统能够提供准确的识别。

振动控制传感器/作动器的数目和位置优化设计

提出一种确定传感器、作动器的数目和优化设计传感器、作动器位置的方法。以独立模态最优控制方法为基础 ,将模态控制力、作动器作动力和传感器测量的信号处理为随机变量 ,分别建立了模态控制力能量、作动器作动力能量的自相关矩阵和测量信号的能量自相关矩阵。进一步通过作动力能量的自相关矩阵和测量信号的能量自相关矩阵包含的能量分别确定了作动器和传感器的数目。在此基础上 ,建立了基于控制系统作动力消耗能量最小和传感器测量信号能量最大 ,分别设计了控制系统的作动器和传感器的最优位置。通过数值算例证明了该方法的有效性。

基于奇异熵的信号降噪技术研究

基于信号奇异谱分析技术 ,提出了奇异熵的概念 ,分析了信号信噪比与奇异熵间的内在联系 ,并提出了一种根据奇异熵增量渐近特性来对信号奇异谱降噪阶次进行确定的有效方法。仿真结果表明 ,该方法可以使信号奇异谱降噪阶次得以合理确定 ,在极大程度上确保了降噪后的信号所含信息的完整性和获得最大信噪比改善 。

航空发动机叶片“频率转向”特性研究

针对航空发动机叶片的结构和运行特点,基于薄板弯曲理论,采用梁函数组合法推导了在变转速状态下悬臂板频率和振型的解析解一般表达式,研究了叶片在离心力作用下的"频率转向"特性和模态振型的变化规律,分析叶片展弦比对"频率转向"特性和模态振型的影响规律,较为详细地讨论了在"动频交叉点"叶片的模态振型。仿真结果表明,在叶片的动频曲线相交点处,相同厚度、相同长度的叶片,展弦比较大叶片的动频曲线交点对应的转速和频率较大;孤立的弯曲模态、扭转模态不会与其它模态耦合而导致频率转向。

复合材料薄壁圆柱壳热振动特性分析

采用有限元软件ANSYS参数设计语言(APDL)实现复合材料薄壁圆柱壳结构在线性分布温度场作用下的非线性热振动特性分析。计算不同约束条件、不同铺层方式和铺层层数的复合材料薄壁圆柱壳在线性温度场作用下的各阶固有频率,分析边界约束、铺层角度及铺层层数对结构热振动频率的影响。结果表明,温度效应、边界约束、铺层层数显著影响结构的固有频率,适当的铺层角度会改变结构的固有频率,不同的铺层方式对结构固有频率影响程度不同。这些结论将对复合材料结构设计、抗热设计有一定的指导作用。

机械信号奇异熵研究

基于信号奇异值分解技术，提出了奇异熵的概念，并通过试验揭示了奇异熵在机械信号信息量评估、信息成分分析、信噪比估计，以及信号降噪技术等多方面的独特性能，从而充分展示了奇异熵在机械信号综合特性分析方面重要的科学价值。

航空发动机自带冠叶片减振特性研究

将自带冠叶片模化为质量弹簧模型。自带冠叶片减振主要是由于冠间碰撞和摩擦的组合运动来实现的,因此将冠间的接触简化为带对称间隙的弹簧阻尼模型,摩擦模型采用Sgn模型,从而建立该系统的动力学方程,进而采用Runge-Kutta数值方法求解系统的动力学方程。主要探讨了冠间间隙、刚度比、接触角度、摩擦系数等多种参数对减振效果的影响。结果表明:叶片的振动能量与冠间间隙、刚度比、接触角度、摩擦系数等参数有关,参数选取要考虑工作转速的范围。冠间的碰摩组合运动为硬式分段线性的非线性振动,因此同时采用Poincaré映射图和频谱图等方法对系统的非线性特性进行了一定的研究。

盲解卷积的机械振动信号分离技术

针对机械振动信号往往是多个信号卷积混合的结果,阐述了卷积混合的模型和原理。利用扩展的H-J网络结构,给出了在线实时的盲解卷积迭代算法,并通过仿真试验验证了算法的有效性和准确性。该法与传统的傅里叶变换频谱分析相比,能获得更多的振源振动信息,可更准确地进行机械故障诊断。

考虑转速及碰摩的带冠涡轮叶片动力特性研究

研究了考虑旋转及碰摩复合作用的带冠叶片振动特性。建立了模拟带冠涡轮叶片循环对称结构的梁-质量-弹簧模型;采用欧拉-贝努利梁理论,将系统放入转速引起的离心力场中,研究旋转状态下带冠叶片的动力特性;推导出了考虑离心力、气流激振力及碰摩复合作用的系统动力学方程;基于推导出的方程,研究了叶冠接触角、气流激振力、摩擦因数、刚度比和间隙等参数对系统稳态响应的影响规律。此外,还对系统的非线性特性进行了一定的研究。文中的分析方法及数值结果对于叶冠设计及振动控制有一定的参考价值。

单盘转子突加不平衡瞬态响应特征研究

以偏置单盘转子为研究对象,用传递矩阵法建立了含有加速度项的瞬态运动方程,并且以Newmark-β积分法求解,编程模拟出系统的突加不平衡瞬态响应。该方法考虑了加速度、阻尼对瞬态响应的影响。结果表明:单盘转子系统在运转时突加不平衡后会引起较大的幅值震荡,最终趋于稳定;突加不平衡引起震荡的幅值和最终稳定值都随突加不平衡量的增大而增大,近似成正比例关系。

电流变液的性能及其应用研究

简要介绍电流变液的研究进展，详细介绍了有关电流变液及其性能的研究，具体介绍了电流变技术在旋转机械转子系统、汽车发动机支座和悬架系统振动控制中的应用，概要介绍和分析了电流变液在其它方面的应用以及对电流变技术发展的展望．