考虑易损件的发动机斜支承减振系统冲击特性研究

以考虑易损件的发动机斜支承减振系统为研究对象,建立了半正弦波脉冲激励下系统非线性动力学方程,利用龙格-库塔法对易损件冲击特性进行数值分析。以易损件加速度响应峰值与脉冲激励幅值之比为易损件在冲击作用下的响应指标,脉冲激励时间、系统频率比作为变量,构建了易损件的三维冲击响应谱。讨论了脉冲激励幅值、系统支承角以及系统质量比等对冲击响应谱的影响规律。研究表明,脉冲激励幅值、系统支撑角、系统频率比等对易损件冲击响应峰值影响显著,增加系统频率比可使易损件加速度响应峰值明显降低,低频率比条件下增大质量比可抑制易损件加速度响应峰值。研究结论可为发动机斜支承减振系统的设计提供理论依据。     

悬挂式弹簧系统振动动力学特性研究

研究考虑易损件的悬挂式弹簧系统振动特性。系统简化为2自由度模型,推得无量纲非线性动力学方程,采用四阶龙格-库塔法数值分析易损件振动响应特性。以易损件加速度、位移为响应指标,无量纲时间为变量,讨论了系统悬挂角、频率比和质量比等对易损件加速度、位移响应的影响规律。研究表明:系统悬挂角、质量比等对易损件振动响应幅值影响显著;减小悬挂角,在低频率比区域增大质量比可抑制易损件加速度和位移响应幅值。研究结论可为悬挂式弹簧系统的设计提供理论基础。     

动车组车下设备对舒适度的影响分析

为研究车下设备对动车组舒适度的影响，建立考虑车体弹性和多个车下设备的高速动车组垂向动力学模型，实现设备的质量参数、结构参数和悬挂参数等参数化建模，基于频域分析法推导系统加速度频响函数表达式，采用随机轨道不平顺激励功率谱和舒适度滤波函数计算舒适度指标，基于最优同调理论设计设备的最优悬挂频率和阻尼比并进行数值验证。结果表明，车体垂弯频率越高、设备质量越大且越靠近车体中心安装，舒适度指标越小，车辆乘坐舒适性越好，建议将大质量设备（4 t及以上）悬挂在距车体中心5 m以内；设备质心纵向偏心导致其吊挂点的作用力力臂改变和转动惯量增加，造成舒适度指标略有增加；在优化设备悬挂参数时，可以忽略车体结构阻尼的影响；设备质量越大，最优悬挂频率越低、最优悬挂阻尼比越大，且应当基于加速度响应设计最优悬挂阻尼比，最优同调条件为车体和设备的相位差接近π/2；针对所述车辆，设备最优悬挂频率和阻尼比分别为7 Hz和0.2~0.3，车体加速度功率谱中的弹性振动主频得到充分抑制。     

高速列车牵引电机冷却风机悬挂参数选择

为了获得最优高速列车牵引电机冷却风机双层悬挂参数,对轮轨和设备激励共同作用下的风机悬挂参数选择进行研究。建立车辆-设备动力学模型,并对系统振动响应进行积分求解,探讨刚、弹性悬挂,单、双层悬挂风机的振动特性。根据风机、框架悬挂参数对系统振动特性的影响筛选出最优悬挂参数取值范围,基于风机、框架悬挂参数匹配关系确定最佳悬挂频率比。研究结果表明,风机系统悬挂参数对车辆舒适度影响较小,但会影响风机系统振动,风机采用双层弹性悬挂能显著降低自身振动,当框架悬挂频率比取0.7～0.9,风机悬挂频率比取1.8～2.0时风机系统能获得较好振动水平。根据悬挂参数匹配关系,最终确定风机、框架最优悬挂频率比分别为1.8、0.9。     

城轨列车悬挂系统显遗传自适应模糊控制

为有效抑制城轨车辆行驶时悬挂系统出现的横向振动,提升车辆平稳性与舒适度,引入调控效果优于传统模糊控制的显遗传自适应模糊控制方法,扩展其收敛条件并证明其适用于城轨列车悬挂系统,扩大了该方法的使用范围。在Matlab/Simulation中根据时速为80km/h的某型城轨列车参数搭建车辆悬挂系统模型,并设计了显遗传自适应模糊控制器。仿真实验结果表明,显遗传自适应模糊控制对城轨列车悬挂系统横向振动抑制效果良好,在其控制下列车横向合成加速度、横移振动加速度、侧滚振动加速度以及摇头振动加速度的最大值、均方根值以及功率谱密度值均有所降低。与普通模糊控制相比,显遗传自适应模糊控制能够有效抑制城轨列车横向振动,大幅度提高乘客舒适度。     

铁道车辆主动悬挂系统模糊控制策略研究

以铁道车辆主动悬挂系统为研究对象,建立其两自由度分段非线性悬挂系统的垂向振动模型.基于MATLAB/SimuIink仿真模块模拟了美国6级轨道谱,以此作为激励作用在车辆系统上.以车体垂向加速度和加速度功率谱为评价指标,对比分析了被动悬挂系统和基于模糊控制的主动悬挂系统对载荷激励的响应.研究表明,模糊控制下的主动悬挂系统...     

履带车辆悬挂参数变化对悬挂特性影响分析

通过确定实际履带车辆的简化条件,建立了二自由度车辆悬挂系统模型,得出了车身加速度、悬挂动行程、负重轮相对动载荷对路面输入的幅频特性,分析了悬挂刚度、阻尼系数、负重轮胶圈刚度和非悬置质量等参数变化对悬挂传递特性的影响.结果表明,在进行车辆悬挂系统设计和振动控制时,必须考虑悬挂系统参数的匹配问题和参数变化对振动控制的影响.     

匹配追踪在变转速齿轮故障诊断中的应用

针对变转速工况下低速级断齿齿轮产生的加速度信号含有冲击共振,且准平稳成分能量低的特点,通过最值搜索直接确定故障齿轮轴每转一圈出现的单个冲击响应峰值的时刻。基于相关滤波法根据峰值时刻右侧较短的时间序列获得模态参数估计(固有频率和阻尼比),减少了计算量。根据冲击字典,使用匹配追踪算法对时域冲击响应成分进行提取;再将去除冲击成分的余量转换到角域,根据稳态调制字典从角域余量中提取系统的平稳型故障特征。仿真与实验表明时域冲击和角域平稳型故障分量被很好的重构;利用阶次跟踪,实现了振动特征提取和齿轮箱的故障诊断。     

单回路500kV输电塔风致响应参数分析

首先,对典型单回路500kV高压输电塔进行了有限元模态分析;然后,利用基于非定常风荷载的风致动力响应频域分析方法,对单回路高压输电塔风致响应进行了参数分析;最后,详细探讨了参振模态数目、模态交叉项、结构阻尼比等参数对响应的影响。结果表明:输电塔上部节点考虑前三阶整体振型(两水平向侧弯和扭转)就能保证足够高的位移计算精度;参振模态数目对加速度响应值有较大的影响,随模态阶数的增加,加速度响应单调增大;基底弯矩主要由各方向一阶侧弯振型贡献。输电塔对阻尼比的变化敏感,随着阻尼比的增大共振响应明显减小,阻尼比对响应低频部分的影响基本可以忽略。此外,在单回路酒杯型输电塔频域响应分析中,可不考虑模态交叉项的影响。     

考虑一系悬挂局部细化的车辆垂向系统振动传递特性研究

基于车辆-板式无砟轨道垂向耦合动力学模型,考虑两种不同的一系悬挂作用形式,比较了不同模型下车辆主要部件的位移幅频传递特性和各垂向作用力幅频传递特征的差异,分析了一系各力作用点位置的变化对转臂和车轴等部件的位移传递特征以及各悬挂力频域传递特性的影响程度,探讨了一系悬挂参数和惯性参数的随机性对一系力及轮轨力响应特征统计规律的影响.结果显示,相比于细化模型,采用基本模型,在高频范围,一系各部件的加速度特征和作用力特征的准确性会受到一定影响.转臂重心与转臂套圈中心间距离调整时,对一系各力传递特性的影响均较为明显,其他位置参数变化时,与该位置参数相邻的作用力传递函数受到较大程度影响,远离该位置参数的作用力传递特征受到的影响较小.     

火炮悬挂系统测试与应力分析研究

文中对火炮悬挂系统进行了测试及应力计算分析.悬挂系统内部零件的应力难以直接测试.文中利用线位移传感器、角位移传感器测试火炮悬挂系统中缓冲弹簧和扭转杆的位移,测试数据经过处理后,用于应力计算,得出火炮悬挂部分各主要零件的应力.利用加速度传感器测试火炮关键部位的振动加速度,测试数据经过处理后,用于分析火炮行军强度,校正动力学参数.依据这些参数并参考火炮验收技术条件中规定的振动冲击界限,最终确定火炮在各种强化路面上牵引试验速度.     

基于正交分析的高g值加速度发生器数值模拟研究

为研究Hopkinson压杆装置中设计参数对加速度脉冲峰值和脉宽产生的影响,通过有限元方法建立高g值加速度发生器的数值模型,展开不同工况下的正交分析,得到相应的动力学响应以及影响因素水平。结果表明:影响冲击加速度峰值和脉宽的关键因素为压杆的直径和弹丸头部的形状,压杆直径的减小可显著增大加速度脉冲的峰值,但对加速度脉冲的脉宽影响不大;弹丸头部越尖锐,得到的加速度峰值越低,脉宽越大。     

高原机车悬挂方案对车辆振动特性的影响

针对青藏铁路冻土带路基下沉问题,为了实现高原机车转向架低动力作用,基于车辆多体系统动力学理论,建立了两种不同悬挂方案的高原机车动力学模型,研究了不同一、二系悬挂刚度比μ对车体、构架以及轮轨垂向振动的影响。发现一、二系悬挂刚度比在0.5~3范围内变化时,轮轨垂向力和构架垂向振动加速度增大了11.24%和12.2%,车体平稳性指标和垂向加速度分别减小了11.3%和15%,并分析了高原线路上两种悬挂方案机车动力学特性。计算结果表明,选择刚度较大的二系悬挂,虽然一定程度上恶化车体平稳性指标,但较小的一系刚度在中低速范围内,能够降低由轨道不平顺引起轮轨垂向冲击,显著抑制了对轨下部分损伤较大的低频振动,减小运行过程中机车对轨下部分的损害。     

基于Kriging模型的在役高速列车悬挂参数近似贝叶斯估计

高速列车在长期服役情况下,车辆悬挂部件参数与其初始设计值之间会产生较大差异。车辆物理参数识别方法操作复杂、费用较高,参数估计只需要利用少量的传感器获取车辆振动状态信息,就能估算出车辆关键部件实际参数值。结合实测轨检数据和多体动力学仿真模型,提出一种基于Kriging模型的近似贝叶斯计算(ABC)方法对在役高速列车的悬挂参数进行估计。首先,利用Kriging模型代替多体动力学模型作为近似贝叶斯计算中的数值模型;然后,以单目标优化代替多目标处理以简化ABC中参数估计,得到不同加权因子组合下悬挂参数的后验分布,后验分布中最大相对概率所对应的参数值即为悬挂参数的估计值;最后,将得到的悬挂参数的估计值输入多体动力学模型中进行车体加速度的预测,并与实测车体加速度进行对比。结果表明,相比于依据车辆初始参数进行仿真计算的结果,以车体垂向加速度作为优化目标时,预测垂向加速度值与实际值功率谱密度曲线的皮尔逊相关系数增加了0.919;以车体横向加速度作为优化目标时,预测横向加速度与实际值的相关系数增加了0.427;同时以车体垂向、横向加速度作为优化目标时,预测垂向、横向加速度与实际值的相关系数分别增加了0....     

阻尼介质温度对MEMS高量程加速度传感器动态输出特性的影响

以一种压阻式曲面过载保护高g加速度传感器为对象,为研究阻尼介质温度对器件动态冲击性能的影响,为进一步研制高性能传感器提供理论依据,利用有限元方法,分别研究在不同压阻掺杂浓度及阻尼介质温度下,器件经受105 g峰值的半正弦加速度脉冲时动态响应特性.结果表明:器件动态冲击响应实际上是受迫振动与器件悬臂梁固有频率振动相叠加的结果;随着阻尼介质温度逐渐升高,动态输出特性中受加速度冲击受迫振动渐显,响应峰值电压线性降低,且压阻掺杂浓度越低,峰值电压下降越快,温敏效应越不明显.因此,为了提高高量程加速度传感器工作稳定性,适当提高其压阻掺杂浓度是有必要的.     

外载作用下悬跨管道纵向振动响应研究

管道是油气资源运输的载体,其性能对作业安全影响巨大。在合理假设的基础上,通过建立悬跨管道的振动力学模型,建立并求解其运动微分方程,得到悬跨管道的纵向振动响应。管道在受冲击载荷作用时由于阻尼的存在其纵向振动响应幅值随时间逐渐减小;管道受一般外载作用下的响应可通过将外载视为作用时间段内冲击载荷的积分来处理;管道受简谐力作用时其振动幅度与阻尼比和频率比相关,当外激频率接近固有频率时振幅放大系数最大,当外激频率大于固有频率时,频率比越大管道的振幅放大系数越小。     

油气状态对车辆油气悬挂特性影响建模分析

油气悬挂内部的油液和气体并非绝对的理想状态,而是随着压力变化发生溶解或析出,对悬挂输出特性影响较大。基于此,提出真实气体状态方程,建立考虑气体溶解与析出特性的油气悬挂分析模型。运用Simulink仿真分析模型和油气悬挂性能分析试验台,选取冲击载荷、周期激励及正弦小振幅扫频激励等工况,分析油气悬挂的簧上质量位移和压力响应特性。结果表明:冲击载荷作用1.5 s左右达到平衡状态,试验和仿真平衡位置误差小于3%;周期性激励作用下,运动位移和气体压力的仿真结果与试验测试数据一致,位移最大误差范围在1 mm内,气体压力响应误差范围在0.06 MPa内。扫频激励作用下,系统性能满足要求,试验结果和仿真分析变化趋势基本一致。考虑气体溶解与析出特性的数学模型对油气悬挂设计具有一定的指导意义。     

车下设备的连接方式及悬挂参数匹配研究

随着铁道车辆运行速度的提高,复杂的车下设备对车体的振动影响不能忽视.将车体考虑成等截面欧拉梁,建立了车辆刚柔耦合的垂向动力学简化模型,考虑了设备弹性悬挂和刚性悬挂两种连接方式对车体振动的影响.结果显示,弹性悬挂能够有效抑制设备高频振动能量的传递,降低车体的弹性振动.为了讨论车下设备弹性悬挂参数与车体结构振动的匹配关系,详细地分析了不同悬挂刚度和阻尼对车体振动的影响.当刚度设置在合适的范围时,由于车下设备与车体间同向和反向运动,使车下设备的传递率下降,车体的振动降低.同时,提高悬挂阻尼也在一定程度上能够抑制车体的振动.     

基于惯容的车辆悬挂系统动态分析与参数优化

为了提升车辆悬挂系统的动力学性能,在传统弹簧-阻尼悬挂模式基础上添加惯容,建立了惯容-弹簧-阻尼三元件并联的悬挂系统,在多组悬架参数下进行数值仿真,分析在新悬挂方式下悬架参数对悬架垂向振动响应的影响,采用多目标遗传算法进行参数优化,针对车身垂向加速度与悬架动行程,对悬架参数进行2组多目标优化,得出惯容、弹簧和阻尼最优参数匹配。仿真结果证明：在传统弹簧-阻尼悬挂模式基础上添加惯容可以有效改善车辆垂向振动系统的减振性能,减小主频。经过2组优化后,与传统弹簧-阻尼悬挂模式相比,车身垂向加速度均方根值分别减小了63.15%、62.22%;悬架动行程均方根值均减小了25.00%;轮胎动载荷均方根值分别减小了73.23%、72.65%。     

纯电动车辆传动系统扭振模糊PID主动抑制仿真

基于纯电动汽车传动系统集中质量-弹性轴动力学模型,分析了输入转矩突变工况下传动系统的冲击振动。将传动系统扭振响应转化为车辆加速度,以抑制车辆加速度波动为控制目标,采用PID控制器对传动系统扭转振动进行主动抑制。为提高扭振控制器对模型参数变化和建模误差的鲁棒性,采用模糊控制对PID控制器参数进行了实时整定。设计低通滤波器对车辆加速度进行滤波,以得到了车辆加速度的跟踪目标,并通过理论分析给出了该低通滤波器的解析表达式。仿真结果表明,所提出的方法能够抑制电动车辆传动系统冲击振动,对传动系统中主要非线性因素和参数变化有较好的鲁棒性,且能消除电机高频转矩波动对车辆性能的影响,为纯电动车辆扭振控制器设计提供了参考。