“三线摆”测定不规则物体定轴转动惯量的实验研究

"三线摆"的摆动周期与物体的转动惯量、摆线的长度等因素有关。根据《"三线摆"法测取不规则物体的定轴转动惯量》指导做实验时,每次会得到不同的实验数据,最终得到不同的待测物转动惯量,但无法判断数据的准确性。为解决此问题,重新制定了实验操作及数据记录,由"实验数据表3-2"的JM,η2两项数据,能够确定测试所得数据的准确性。实验过程中,三线摆的两个薄圆盘对待测物转动惯量的实验值有影响,必须减去薄圆盘空载时的转动惯量。     

三线摆

炮弹、小型导弹和某些非均质不规则构件,用三线摆测其转动惯量较简便。而目前一般采用测量三线摆微振周期然后计算构件转动惯量的方法。但微振周期测量不够准确、不够方便,本文提出大角摆动测量方法。一、结构原理如图1将三条等长L的金属线(摆线)的一端分别悬在与地面平行平面内的三悬点上,三悬点位于半径为r的同心圆上,该三点与圆心的联线夹角互为120°;金属线的另端分别固定在质量为M的摆盘的三吊点上,该三点位于半径为R的同心圆上,它们与其圆心联线也互为120°,圆心在过摆盘质心的中心线上。摆线质量忽略不计。若线摆盘施加水平力矩,则它绕其中心线偏离平衡位置往复摆动,构成三线摆。一般r=R,按需要可r≠R。     

汽油机曲轴系统扭振特性仿真与实验研究

为了研究汽油机曲轴系统扭振特性,以某新型1.8L汽油机为研究对象,首先应用多体动力学软件AVL-EXCITE Designer建立曲轴系统模型,利用三维制图软件得出系统的参数,分析曲轴系统的自由振动与强迫振动;应用CATIA软件和Spectra LAB软件得出减振器的转动惯量及固有频率,从而分析加装减振器后轴系的扭振特性。利用LMS Test.lab噪声振动测量系统进行扭振测试,并对试验测试结果与仿真结果进行对比分析,两者吻合得较好,证明本文提供的仿真方法能有效预测实际发动机轴系扭振情况。     

长摆线三线摆大摆角摆动测定刚体转动惯量

采用拉格朗日方程建立三线摆摆动微分方程,通过对测量结果的误差分析,结合实际经验指出摆线长度、悬盘半径R和垫盘半径r的大小、R与r的差值、计算过程中近似处理带来的潜在误差等因素,不仅直接影响测量结果的精准度,同时还影响系统的稳定性,并提出三线摆悬盘半径R、垫盘半径r、摆长l这3个量之间的取值关系,从理论上阐述了采用"长摆线三线摆大摆角摆动"比"短摆线三线摆微摆角摆动"测定刚体转动惯量,系统更稳定、读数更方便、结果更精确、可信度更高。     

弧齿锥齿轮传动系统的非线性振动特性研究

基于集中参数法建立了弧齿锥齿轮的多自由度弯-扭-轴-摆耦合振动三维空间十二自由度动力学模型。模型中考虑了传动轴和轴承的弹性变形以及齿轮的啮合刚度激励、误差激励和啮合冲击激励。在忽略扭摆振动的基础上，系统等效处理为八自由度模型，通过引入状态变量并用五阶变步长自适应Runge—Kutta数值积分方法直接求解该多自由度模型，得到系统的动态响应。随激励频率60h的改变，系统将出现单周期简谐、多周期次谐、拟周期和混沌响应，且发现各周期响应的过渡是通过拟周期的分叉实现的。     

车辆多级行星传动系统扭振特性分析与优化

针对某高速履带车辆七档行星传动系统匹配问题,利用集中质量法建立了等效扭振模型,分析了扭振系统无阻尼自由振动固有频率和振型对转动惯量及刚度的灵敏度。结合行星变速机构的固有特征和内外激励频率,分析了行星变速机构各档位的共振情况,并基于灵敏度分析对扭转模型进行了动力学参数的优化。仿真实验的结果表明,优化后的动力学参数可较好地避免扭转振动。研究结果为进一步分析行星传动系统匹配对扭转振动的影响及改进扭振性能具有一定指导作用。     

摆动式动力吸振器参数优化研究

为了提高空中缆车等设备的运行舒适性和安全性,降低摆振响应,设计了一种用于控制结构摆振的摆动式动力吸振器。通过建立吸振系统动力学模型,理论分析了吸振器的转动惯量、固有频率和阻尼参数对摆振结构振动响应的影响。利用定点理论,研究了吸振器的最优固有频率和最优阻尼。数值模拟了最优参数的精确性及吸振器的控制效果。研究表明此动力吸振器方案可以有效地减小摆振结构发生的强迫摆振响应。     

发动曲轴系统扭转振动建模与实测分析

建立了发动机曲轴系统扭转振动的集总参数模型,讨论集总参数模型中各个自由度转动惯量、刚度和阻尼系数的确定方法。利用集总参数模型计算分析曲轴系统的固有频率和在气缸压力的作用下曲轴前端的扭振。实验测试了一发动机曲轴系统的扭振,并与计算结果进行了对比分析。结果表明,曲轴系统的固有频率和曲轴前端扭振的计算结果与实测结果较为一致,证明了建立的模型和模型参数确定方法的正确性。曲轴扭振的建模方法和模型参数的确定方法可用于曲轴前端扭转减振器的设计。     

转动惯量的测量及误差分析

转动惯量的测量是质量特性参数测量的一部分,该单元利用扭杆组成扭摆振动系统,光电传感器提取扭摆机构摆动周期信息,测量系统进行数据处理,并在显示器显示测量结果。文章阐述了转动惯量测量工作原理,推导了所需的计算公式,分析了产生测量误差的因素,进行了定量精度分析。     

改进复摆法测量转动惯量的方法和设备研究

基于复摆原理，提出一种改进的测量转动惯量的方法，设计制作了测试样机。通过测量系统在不同摆长下的摆动周期，利用摆动周期和质量、质心相对位置及转动惯量的关系，可以推算被测物体的质心位置和相对质心的转动惯量，避免了直接测量质心位置的困难和由此带来的误差。给出了详细推导过程和测量机构的设计，对所制作的测量装置进行了测试和分析，验证了方法的有效性。     

基于最小条件系统识别理论的转动惯量测量方法

介绍了一种基于最小条件系统识别理论的转动惯量测量方法.测量时被测工件安装在定轴测试系统上,采用加速度传感器检测系统的自由摆动信号,应用LabVIEW软件和最小条件方法计算系统的固有频率,并依此计算工件的转动惯量.文中给出了计算机设计流程图.最后应用实验的方法验证了系统的可行性.     

基于阻尼分析的转动惯量测量研究

提出一种用于测量不规则物体转动惯量的系统,该测量系统采用扭摆机构、光电传感器提取摆动周期信息,并对测量值进行详细分析和计算.文章从阻尼分析出发,介绍了扭摆机构振动模型的工作原理,阐述了3种阻尼情况,并导出了转动惯量的求解公式.     

基于集中质量法发动机曲轴系统扭振特性分析

曲轴的非刚体特性决定了扭转振动是不可避免,在设计中必须要加以考虑的因素.针对某四缸发动机扭转振动特性进行分析,采用集中质量法对曲轴轴系进行扭转振动建模,获取系统的特征方程,分别应用并对比了二自由度和六自由度当量系统方法,获取轴系的自振频率和振型,并获取低谐次的共振转速;采用非接触式试验测试,对比曲轴系统试验数据和理论分析数据,获得校准后的发动机轴系扭振计算模型,对比了两种求解模型结果的差异性,并对理论计算结果进行修正.结果 可知:二自由度和六自由度当量系统法均可对曲轴轴系的自由振动特性进行分析,二者的误差在4％以内;在发动机的转速范围内,对于该发动机轴系的主谐次和次主谐次,存在多个共振转速,需要设计专门的扭转减振器进行控制;基于扭转振动实验测试,对曲轴轴系的扭转振动模型进行修正,可以显著提高二自由度和六自由度当量系统法获得的轴系自由振动特性的准确性,二者的误差控制在0.5％以内;同时模型分析与试验测试结果基本一致,表明分析模型的可靠性,为实际设计提供重要参考.     

航空发动机转子扭振测量新方法

利用航空发动机已有的测速齿盘、传感器等装置,研究了一种非接触式的航空发动机转子扭振测量新方法.该方法根据扭转振动将引起测速脉冲信号宽度发生变化,造成转子转速瞬时波动的原理,监测转子是否发生扭振.通过实验和数值仿真对其进行了验证.结果表明,该方法可以监测由于扭振引起的转速波动,实现对转子扭振的测量.     

不同自由度耦合斜齿轮转子系统的振动特性

以一个两对斜齿轮耦合的三平行轴转子系统为研究对象,考虑静态传递误差和齿轮几何偏心等因素的影响,建立了全自由度通用齿轮啮合动力学模型。将其与转子系统有限元模型进行耦合,建立了平行轴系齿轮转子系统有限元模型。转子系统采用梁单元模拟,齿轮之间的啮合通过啮合刚度矩阵和阻尼矩阵模拟,并分析了不同自由度耦合下系统的固有特性和振动响应特性。研究结果表明,考虑弯扭耦合和弯扭轴摆耦合会产生较多的弯扭耦合频率,响应计算结果出现的峰值点均对应系统的固有频率,而考虑弯扭轴摆耦合可以更好地表征系统的不同自由度的耦合振动情况。此研究结果可为齿轮耦合转子系统设计提供参考。     

基于多普勒效应的超声波测振系统设计

连续超声波束遇到振动物体表面会产生多普勒效应,文中据此设计了超声波测振系统,其主要由超声波发射接收模块、数据采集和信号处理模块等组成。发射探头发出超声波后,接收探头获得由振动物体表面反射的超声波信号,通过数据采集卡转换为数字信号,再采用微分鉴相方法获取原振动信号,实现物体的振动测量。最后,对该超声波测振系统进行了实验,结果证实了该超声波测振系统的有效性。     

弹性联轴器对车辆动力传动系统扭振特性影响研究

车辆动力传动系统属于多自由度扭转振动系统，其轴系的扭转振动是影响其系统安全的重要因素之一。文中通过建立某车辆动力传动系统的多自由度质量-弹性-阻尼动力学模型，根据振动理论并依托系统扭振实验研究了3种弹性联轴器对该系统扭振特性的影响规律，着重分析联轴器刚度和阻尼对系统固有频率、固有振型、强迫振动响应等模态参数的影响。通过对比研究获得如下结论．匹配的弹性联轴器可以调整系统的低阶固有频率、避免系统发生共振、衰减共振振幅和发动机输出力矩的幅值不均匀性，即改善动力传动系统的扭振特性。     

水下航行装置推进轴系扭转振动控制系统

主要讨论以摆盘式活塞发动机为其主机的某水下航装置推进轴系的扭转振动问题。首先建立了推进轴系的两个扭振模型，并进行了轴系的扭振计算，为了验证模型参数的准确性，对推进轴第进行了脉冲激励试验。     

基于PLC及PT的高精度转动惯量测量系统的设计

介绍了高精度转动惯量测量系统的设计、研究与应用。通过提高测量摆动周期精度的方法,从而实现了高精度转动惯量的测量。     

基于瑞利法的内燃机曲轴扭纵耦合振动

采用瑞利法对高速内燃机曲轴扭纵耦合振动进行了研究。将内燃机曲轴等效为连续分布阶梯轴模型,根据当量轴段以及集中质量的动能和势能关系,通过拉格朗日方程分别建立轴系扭振模型和纵振模型。根据刚度耦合原理,并考虑轴系强迫激励进而建立了扭纵耦合强迫振动模型。采用谐次分析法对模型求解后,通过与采用三维振动测量装置对某直列四缸柴油机曲轴自由端的振动信号进行实际测量所得到的结果进行比较,可以发现,扭振和纵振与实际测量的结果在各主要谐次都保持相当的一致。