微纳型空间相机被动式隔振系统设计

为了改善某型号微纳型空间相机在发射阶段的振动环境并避免相机发生破坏,针对微纳型空间相机的任务需求设计了一种被动式隔振系统。首先,对相机隔振系统进行了建模,研究了隔振系统的响应特性。然后,通过对隔振系统振动的耦合模型进行分析计算,实现了振动解耦并与传统分布形式进行了对比分析。根据相机结构参数和隔振系统模型,对被动式隔振器进行了计算与设计,基频为120 Hz且质量仅占相机的1.7%。最后,通过有限元分析方法对隔振系统进行了动力学仿真,并对相机本体和隔振系统分别进行了振动试验。试验结果表明,本研究被动式隔振系统对微纳型空间相机的正弦振动与随机振动响应隔振效率分别达到了55%和81%,隔振系统的有效性和合理性得到了验证。     

船用柴油发电机组隔振系统建模及模型验证方法研究

基于计算多体动力学理论与建模方法,建立了某型船用柴油发电机组的多体动力学模型,在此基础上基于实际隔振器参数建立了隔振系统模型。为了验证模型的正确性,选取振动烈度参数进行试验验证研究。基于建立的模型对隔振系统动力学特性进行分析,结果表明隔振器选型的不足之处。整个建模及分析过程不失一般性,可为船用其它动力机械隔振系统设计及校核、隔振器选型等奠定基础。     

双层隔振系统模态匹配分析及其振动特性

针对出口内燃动车动力包的双层隔振问题,根据双层隔振系统的结构参数,建立双层隔振系统的有限元模型。对双层隔振系统进行了模态计算,掌握了系统的频率特性。根据柴油机组激振力的频率特性,定量对双层隔振系统进行模态匹配分析。对双层隔振系统进行谐响应计算,准确判断构架和机组是否发生共振,验证模特匹配的合理性。施加怠速工况下的各个激振力,对双层隔振系统进行了强迫振动计算,计算双层隔振系统的振动烈度和传递率。结果表明：双层隔振系统的隔振性能良好,能满足实际工程需求,研究结果可为实际工程提供参考。     

拖拉机方向盘振动异常的分析与改进

针对某四缸拖拉机方向盘振动异常的问题,在样车上进行了分析与改进。通过摸底测试,发现拖拉机前后悬置隔振有较大差异,后悬置隔振不达标的主要原因是安装支架平面度不满足设计要求。机舱盖与前围之间的连接是导致方向盘振动异常的主要传递路径之一。通过频响测试,确认方向盘振动异常的频率为27.1 Hz,与发动机怠速模态耦合。通过对计算模态与试验模态进行对比,验证有限元建模方法的正确性。在方向盘子系统有限元模型的基础上,对结构模态进行优化,合理避开共振频率。所进行的分析与改进对农机振动问题的处理具有参考价值。     

多自由度系统模型在光电吊舱隔振系统设计的应用

为减小振动对光电吊舱成像质量的影响,依据多自由度系统模型理论、隔振理论和实际振动环境设计了小型光电吊舱被动隔振系统,该隔振系统能够合理的配置光电吊舱隔振系统的各阶频率。基于多自由度系统模型理论对隔振系统的各阶固有频率进行配置,指导隔振器的空间布局及相对位置、隔振器的三向刚度及阻尼值和隔震系统支架结构的设计。通过Adams/Vibration模块进行仿真分析,利用振动台对光电吊舱隔振系统进行验证试验,结果显示理论计算、仿真分析和振动试验获得的隔振系统各阶固有频率接近,最大误差不超过10%,且在激振力频率92.5 Hz附近隔振效果明显。外场试飞试验也验证了小型光电吊舱隔振系统的隔振性能。     

基于ANSYS的空压机结构振动分析

对空压机进行有限元建模及模态分析，比较底座结构改进前、后的约束模态及振型，并计算施加载荷的基脚振动响应。改进底座的振动烈度值减小达14％。研究结果表明仿真计算结果与实验结果吻合良好，从而验证了计算模型的正确性，为空压机的减振设计提供了理论依据。     

双层隔振系统有限元建模方法探讨

双层隔振系统能大幅度地降低动力机械的振动而得到了广泛应用。内燃动车柴油发电机组双层隔振系统建模的精度直接影响到隔振性能和支撑机组的公共构架的静强度问题,对双层隔振系统公共构架和机组的建模中单元属性的设置、网格划分、静强度计算中应力集中以及建模方式问题进行探讨。结果表明:隔振器的等效方式和圆弧的处理方式能最大程度地消除局部应力集中,模态计算中单元属性的设置至关重要。建模方法可为类似结构双层隔振系统的有限元建模分析提供参考。     

满载下的全地形车车架动态特性分析

通过建立全地形车车架的有限元模型,利用Craig-Bampton模态综合法进行弹性车架的动力缩减,提取车架固有模态参数,获得计算模态与实验模态参数并对比分析,从而验证有限元建模的正确性。探讨了满载工况下车架频率响应特性,结合发动机的怠速运行特性,分析发动机振动对车架动态性能的影响。分析全地形车架不同部位振动灵敏度。针对车架动态特性分析结果提出优化改进建议和措施。     

机床整机系统振动特性分析

将现代振动测试手段和有限元模态分析技术相结合,对新研发的立式加工中心0540d整机系统进行振动特性分析。用有限元计算方法对新研发的产品整机进行动态性能预估,掌握机床加工区域的振型及系统的固有频率。在该数控机床生产安装完成后对整机进行振动模态测试,把实验得到的模态参数与有限元计算值进行对比验证。结果的对比分析表明,有限元模型的振型与实验基本一致,计算得到的固有频率与测试频率误差在16%之内。说明该有限元模型可以真实地反映实际动态特性的,同时也可以对研发的新产品进行动态特性预估分析。     

跨座式单轨车辆转向架构架模态分析

以跨座式单轨车辆转向架构架为研究对象,建立了构架的几何模型和有限元模型。介绍了构架结构模型的建模技巧、建模过程、建模单元特性以及有限元模型的创建技巧。根据模态分析的理论基础对构架的有限元模型进行了自由模态分析,通过计算得出了构架前16阶模态的固有振动频率和振型模态,确定了构架结构的动态特性,指出构架中振动的薄弱环节。为构架动态特性的改进设计和有效地避免共振现象的发生提供了参考,对进一步构架的动力学分析也有重要的意义。     

TY型工程自卸车车架动态特性的设计分析

对轻量化低重心的新型车架结构进行了动态分析。在原车架模态试验的基础上,建立原车架三维模型与有限元模型,得到了有限元模态分析结果,比对了原车架有限元模态计算结果与模态试验结果,验证了有限元建模方式的有效性。用相同的建模方式对新车架进行建模,通过对比原车架与新车架的模态特性并结合发动机和路面激励,对新车架的动态性能进行了评价。分析表明新车架的动态特性要优于原车架结构,验证了新设计方案的可信性,为新车架的试制与设计改进提供了参考和依据。     

动力机组双层隔振系统新型隔振器设计及研究

针对某动力总成双层隔振系统,建立了将试验台的机组及构架均视为柔体的双层隔振系统仿真模型,通过模态测试验证了模型的准确性,分析了隔振器三向刚度变化对系统隔振特性的影响;基于Mooney-Rivlin模型,分析了不同开槽角度及宽度对橡胶隔振器三向刚度的影响,完成了新型隔振器设计。通过振动测试实验验证了新型隔振器对系统隔振性能的提升效果。研究表明:隔振器水平刚度变化对系统隔振性能影响不大,水平刚度降低主要引起系统振动速度及传递力响应在低频段的移频,对高频段基本没有影响;降低隔振器垂向刚度虽会在一定程度上增大系统低频段(对应机组启停工况)的振动烈度,但能够有效地降低系统中、高频段(对应机组正常运行工况)的传递力。     

商用车多刚体动力装置-悬置系统振动模态特性与系统匹配分析

以商用车动力装置-悬置系统为研究对象,分别建立了动力总成-空调压缩机-悬置系统模型和动力总成-传动轴-悬置系统模型,计算了以上两种多刚体-弹性系统的振动模态,进行了动力总成的刚体振动模态频率关于耦合子系统参数的变化历程分析。计算和实验结果表明：空调压缩机通过其传动带与动力总成的耦合对动力总成的刚体振动模态有显著影响,使得动力总成-悬置系统的刚体振动模态频率提高了,不利于隔振设计目标的实现,但传动轴的影响较小。据此提出了关于动力总成-空调压缩机-悬置系统的弹性耦合刚度匹配改进建议。     

硬盘磁头驱动机构悬架模态分析

使用有限元分析方法对磁头驱动机构的悬架进行模态分析计算，得到它的固有频率和特征振型。并对硬盘进行振动失效试验，验证了有限元分析计算的准确性。为悬架优化设计和硬盘隔振设计提供了理论基础。     

高速重载码垛机器人刚柔耦合模型建立及动态特性分析方法

针对高速码垛机器人高速、高加速度、大负载的工作特性,提出一种考虑关节柔性的高速重载码垛机器人结构建模及动态特性分析方法。首先,建立刚柔耦合动力学模型,对高速重载码垛机器人的关节柔性进行描述; 其次,基于建立的刚柔耦合动力学模型,对机器人的重要动态特性——振动模态进行分析; 最后,设计力锤瞬态激励实验,对2种方法的有效性进行验证。实验结果表明,该结构建模方法有效地分析了高速重载码垛机器人关节柔性的影响,动态特性分析方法有效地分析了机器人的振动模态。     

基于遗传算法和神经网络的塔机结构动态优化设计

利用遗传算法和BP神经网络建立复杂结构系统动态优化的计算模型,该模型可代替系统原来的有限元模型,用于振动系统的快速重分析。首先对塔式起重机结构系统进行模态分析及谐响应动力学分析,找出对结构动态特性影响最大的模态频率,再利用灵敏度分析,确定对动态特性较敏感的设计变量作为神经网络的输入变量,并利用正交试验法确定神经网络训练样本,用有限元模型计算出样本点数据,建立反映结构振动特性的人工神经网络模型,最后利用遗传算法对所建立的神经网络模型寻优,得到使结构动态性能最优的设计参数。     

燃料电池轿车驱动电机悬置的优化设计

通过试验对驱动电机单元进行了振动特性分析,评价了电机3个悬置的隔振性能;并在机械系统动力学分析软件(ADAMS)中建立驱动电机与副车架耦合动力学模型,分别计算了刚性副车架和柔性副车架悬置系统的模态,对比分析得出副车架柔性化后降低了悬置系统的模态频率.以电机振动的主要激励频率为输入,以传递到车身力最小为目标函数,对悬置的刚度阻尼参数进行了优化分析,优化后的悬置的隔振性能得到了改善,达到隔振的目的.     

基于SolidWorks与ANSYS渐开线齿轮的模态分析

首先使用SolidWorks对渐开线齿轮进行三维实体建模,然后通过SolidWorks与ANSYS的接口导入ANSYS中,利用ANSYS软件对卤轮进行模态分析,计算出齿轮的低阶固有振动频率和主振型,为齿轮系统的动态设计提供参考,同时也为齿轮系统的动态响应计算和分析奠定了基础。     

基于Shaw不变流形的双层金属橡胶隔振系统振动响应分析

多自由度非线性系统求解是困扰其推广使用的难题,为解决多自由度金属橡胶非线性隔振系统特性分析与响应计算问题,采用基于Shaw不变流行定义的非线性模态理论来求解双层金属橡胶隔振系统的振动响应。首先基于金属橡胶双折线本构关系模型建立了双层金属橡胶隔振系统的力学模型,并对金属橡胶迟滞环节进行了等效线性化,推导了隔振系统的运动微分方程;然后依据Shaw不变流行的定义,提出了能使非线性模态理论成立的基本假设,推导了该系统的非线性模态方程,并指出了用非线性模态叠加法求解的过程;最后分别用该方法与Runge-Kutta数值计算方法求解了算例,并将结果进行对比,说明了以非线性模态叠加法求解两自由度金属橡胶隔振系统响应的可行性,尽管该方法尚不能十分精确,但在多自由度非线性系统求解没有较好的办法的现状下,为解决多自由度金属橡胶振动系统响应计算问题打下了基础,该方法对多自由度非线性系统的求解具有重要的意义。     

一种新型主动隔振系统的建模研究

将压电元件粘贴于一定形状的弹性元件上,构造成主动弹性隔振系统。通过用带电自由度的梁元模型及空间转换矩阵对主动弹性隔振系统进行简化和采用Hamilton原理建立系统的运动方程对系统进行模态分析,采用振型叠加法计算系统的动态响应,并从运动方程中进一步求取系统频响函数矩阵,分析系统频域特性。通过频响测试进一步验证了该理论分析的正确性,为实施控制算法奠定了基础。