斜支承导向的TPU薄膜振动特性研究

TPU薄膜在生产过程中有斜支承导向辊对薄膜起导向传输和支承作用,此外还需要有加热烘干系统进行即时干燥,这些过程都不可避免的引起TPU薄膜的横向振动,从而影响薄膜的制备精度和质量。根据D’Alembert原理,建立具有运动速度的TPU薄膜的动力学模型及热传导方程,解耦后得到含有热弹耦合系数的运动TPU薄膜振动方程;考虑薄膜导向辊斜支承作用,建立无量纲化的斜支承下TPU薄膜的振动方程;采用微分求积法对耦合方程进行离散,研究运动TPU薄膜复频率变化对无量纲速度、斜支承角度、热弹耦合系数、张力比的影响,定量分析各参数对运动TPU薄膜振动稳定性的影响,从而提高汽车TPU薄膜的涂布精度和制备质量。     

进给系统参数对丝杠振动频率的影响

考虑轴承的支承刚度,建立了丝杠在两端弹性支承条件下纵向振动、扭转振动和横向振动的频率方程。对于纵向振动和扭转振动,分析了轴承支承刚度对其振动频率的影响。对于丝杠的横向振动,采用Timoshenko模型,综合考虑了转动惯量、涡动效应和预拉伸力对丝杠振动的影响,分析了轴承支承刚度、旋转速度和预拉伸力对丝杠横向振动频率的影响,分析了丝杠在启动过程中的共振,为回转系统减少或消除共振提供了理论依据。     

一端固定具有中间支承输流管道临界流速及稳定性分析

将微分求积法应用到5个边界条件下一端固定具有中间简支支承输流管道的横向振动问题研究中.基于输流管道的运动微分方程及边界条件,采用微分求积法进行离散化,获得由输流管道动力方程组及边界条件合成的矩阵表达形式.求解管道在不同中间支承位置处失稳时的临界流速.分析管道的失稳形式并发现在管道上存在一个特殊的位置ξl,逐渐增大流体流速到失稳临界值,当中间支承位置ξb<ξl时,管道先发生颤振失稳,而当中间支承位置ξb>ξl时,管道先发生发散失稳.研究发现输流管道的这个特殊位置随着管道材料与流体质量比的变化而不同,质量比越大,特殊位置ξl越靠近固定端.最后,讨论输流管道的质量比及轴向预紧力对发散、颤振失稳临界流速的影响.     

具有可移动弹性支承输流管道的稳定性分析

研究了具有可移动弹性支承的输流管道的稳定性问题。建立了分段表示的运动微分方程以及弹性支承处的连续条件和边界条件,采用有限差分法导出了复特征方程,分析了弹性支承处的弹性常数、支承位置对输流管道振动频率和稳定性的影响,给出了稳定性区域图,指出了发散和颤振区域。     

弹性支承下弧齿锥齿轮实验台设计及其动态特性分析

现代航空发动机大多采用弹性支承,为了掌握弹性支承对弧齿锥齿轮传动的动态特性影响规律,需要开展弹性支承下弧齿锥齿轮的实验研究.设计并搭建了弧齿锥齿轮实验台,采用挠性套筒与刚性套筒相结合实现弹性支承刚度的连续变化,避免了拆卸转子造成的锥齿轮副安装位置的变化.建立了弹性支承下弧齿锥齿轮实验台的振动方程,并对齿轮副啮合刚度进行了数值计算,获得了啮合刚度的回归公式.针对不同外激励频率和支承刚度,计算了齿轮轴心振动位移和振动速度,得出在ω=2 300 Hz时主动齿轮振动最大的结论,为进一步的实验研究奠定了基础.     

卷到卷制造中基板横向振动研究进展

运动基板的横向振动问题已经成为严重限制卷到卷制造效率和质量的关键。详细介绍了卷到卷制造中运动基板横向振动问题的研究概况。讨论了运动基板横向振动的建模方法,以Hamilton原则为例,推导了基板横向振动的控制方程,结合解析求解和数值求解方法,计算横向振动的频率和模态。分析了基板张力、速度、材料特性、中间支撑和外界环境等因素对基板自由振动特性及动态稳定性的影响。研究了基板参数振动特性,考虑基板张力和速度两个主要参数的波动,阐述了基板横向振动被动控制和主动控制方法。联合基板纵向张力控制和侧向纠偏控制,讨论了横向振动控制在卷到卷制造中的工程应用。最后,展望卷到卷制造工程应用中基板横向振动研究的关键问题。     

同步带传动系统横向振动的分析研究

建立了同步带传动横向振动的运动方程式，导出了静态时（带的运动速度为零）同步带横向振动的目振频率，并对同步带在运动时横向振动的自振频率进行了修正。     

支承轴承作用下齿轮系统动力学分析

基于牛顿动力学原理,建立了非线性直齿齿轮副系统数学模型,在Matlab软件环境中采用四阶Runge-Kutta方法求解数值解,分析了齿轮系统启动时支承轴承的支承刚度,支承阻尼对直齿齿轮系统中齿轮位移振动,齿轮相对位置变化以及齿轮动态传递误差的动力学影响。结果表明,主动轮与从动轮的相对位移在中、高频区的位移振动随齿轮轴承支承刚度增加而增强,且振动频率从低频向中高频偏移。增大支承阻尼能减缓齿轮啮合时沿啮合线方向的相对位移振动,改善低频区的传动效果。轴承支承刚度的增加使齿轮动态传递误差振动加剧,影响齿轮转动精度;支承阻尼变化不影响齿轮动态传递误差的振动频率,只改变振动幅值。     

支承松动的质量慢变转子系统混沌特性研究

建立了带有支承松动故障的质量慢变转子系统的动力学模型，利用数值积分和Poincare映射方法，对该转子系统由于支承松动故障而导致的动力学行为进行了数值仿真研究。给出了系统响应随转子转动频率变化的分岔图、最大Lyapunov指数曲线图、典型的Poincare截面图和幅值谱图等，以及质量慢变系数对系统响应影响的分岔图。结论表明：转子的横向均为多周期运动，纵向响应几乎均为混沌运动；随着转动频率的增加，转子的振动幅度出现波动，而在2倍固有频率处达到极小值；质量变化幅值系数的增加致使混沌运动的频率区间增大等。     

夹具固定辅助支承的应用

一、固定辅助支承固定辅助支承又称刚性辅助支承,它是精密机械制造用夹具上的一种支承结构,用于支撑零件上的薄壁、悬伸部分以增强这些部位的刚性,减少加工过程中的变形或防止振动。普通机床夹具对零件的薄壁或悬伸部分用弹性辅助支承(或可调支承)支撑。辅助支承(见图1)的高度位置由定位后的被支承面决定,不作定位,不得破坏零件主要定位面(底面)已确定的位置。工件放     

直流无刷电机驱动曲柄压力机动态仿真与实验研究

研制了由直流无刷电机驱动的250kN伺服曲柄压力机试验样机,以直流无刷电机取代普通异步电机,取消了机械飞轮和离合器,驱动电路中配有大电容,以储存和释放电能。对压力机驱动和传动系统进行了理论分析,建立了机电系统的数学模型;根据样机参数进行了数值仿真和实验研究,二者结果十分接近,证明了数学模型的正确性;实验样机可以获得滑块的任意工作曲线,实现工作特性的柔性化;电容器可以起到“电子飞轮”储放能量的作用,在实验条件下,冲裁时电网瞬时峰值电流可减少86.3%。     

Dynamic responses and fuzzy control of a simply-supported beam subjected to a moving mass

This paper deals with the active vibration control of a simply-supported beam traversed by a moving mass using fuzzy control. Governing equations for dynamic responses of a beam under a moving mass are derived by Galerkin’s mode summation method, and the effect of forces (gravity force, Coliolis force, inertia force caused by the slope of the beam, transverse inertia force of the beam) due to the moving mass on the dynamic response of a beam is discussed. For the active control of dynamic deflection and vibration of a beam under the moving mass, the controller based on fuzzy logic is used and the experiments are conducted by VCM (voice coil motor) actuator to suppress the vibration of a beam. Through the numerical and experimental studies, the following conclusions were obtained. With increasing mass ratioy at a fixed velocity of the moving mass under the critical velocity, the position of moving mass at the maximum dynamic deflection moves to the right end of the beam. With increasing velocity of the moving mass at a fixed mass ratioy, the position of moving mass at the maximum dynamic deflection moves to the right end of the beam too. The numerical predictions of dynamic deflection of the beam have a good agreement with the experimental results. With the fuzzy control, more than 50% reductions of dynamic deflection and residual vibration of the tested beam under the moving mass are obtained.     

一类含弹性连接的空间多刚体振动系统的动力学建模与应用

对一类具有弹性连接的空间多刚体振动系统建立动力学模型.对弹性元件的位置采用坐标表示方法,运用牛顿法和卡尔丹角的表示方法, 描述空间状态下的多刚体、多自由度系统.应用该模型分析大型双质体非线性共振筛,通过设备的低阶固有频率特征和不同测点在工作方向上的振幅及运动轨迹验证模型,模拟调整设计参数后设备不同点的振幅与轨迹,分析设备工作时倍频情况的产生原因.理论结果与实际测试基本一致.文中结果可用于此类设备的动力学性能分析及优化设计.     

Dynamic behavior of cracked pipe conveying fluid with moving mass based on timoshenko beam theory

In this paper we studied about the effect of the open crack and the moving mass on the dynamic behavior of simply supported pipe conveying fluid. The equation of motion is derived by using Lagrange’s equation and analyzed by numerical method. The crack section is represented by a local flexibility matrix connecting two undamaged pipe segments i.e. the crack is modeled as a rotational spring. The influences of the crack severity, the position of the crack, the moving mass and its velocity, the velocity of fluid, and the coupling of these factors on the vibration mode, the frequency, and the mid-span displacement of the simply supported pipe are depicted.     

磁场中轴向运动导电板磁弹性主共振分析

给出轴向运动薄板动能、应变能以及电磁力虚功的表达形式。应用哈密顿变分原理,推得横向磁场中轴向运动条形导电薄板的非线性磁弹性振动方程。针对对边简支边界约束条件,通过位移函数的设定并应用伽辽金积分法,得到三阶位移展开形式下轴向运动板的非线性振动微分方程组。利用多尺度法对系统的主共振问题进行求解,分别得到三种频率关系条件下关于稳态解的幅频响应方程。依据李雅普诺夫稳定性理论对解的稳定性进行分析,得到相应的稳定性判别式。通过数值算例,得到轴向速度、磁感应强度、激励力幅值及板厚不同时的振幅变化规律曲线图,分析不同参量对共振幅值和非线性特征的影响,并对不同频率关系进行比较。     

五自由度3D打印并联机器人设计及分析

为实现多向3D打印,设计了一种新型五自由度3D打印并联机器人,该机器人具有两个转动自由度和三个平动自由度,其特点是采用铰接的动平台以获得大的工作空间。根据建立的运动学模型,计算了该机器人机构的运动学反解,分析了定姿态位置工作空间和定位置姿态工作空间,用螺旋理论方法建立了速度雅可比矩阵,在此基础上分析了五自由度3D打印并联机器人的奇异性、灵巧性,并进行了运动仿真分析。研究结果表明,所设计的五自由度3D打印并联机器人具有大的位置工作空间和姿态工作空间,该机器人在工作空间内存在奇异位置,通过添加冗余驱动后可以消除奇异位置,并且具有良好的灵巧性,适合多向3D打印。     

基于PSD的柔性机械臂末端振动特性测试与分析

针对含谐波减速器柔性空间机械臂的臂杆刚度以及关节转速对机械臂末端振动的影响,利用位置敏感探测器(position sensitive detector,简称PSD)对机械臂的振动特性进行了测试分析。通过改变臂杆刚度和关节转速中单一因素,分别测量了机械臂在不同臂杆刚度和不同关节转速下的末端振动响应。研究结果表明,随着臂杆拉力和机械臂关节转速的增大,机械臂末端的振动幅度呈现上升趋势,且机械臂关节转速的改变对机械臂末端振动的影响大于臂杆刚度所造成的振动影响。     

整体式挤压油膜阻尼器在齿轮箱中的应用

以一台单级直齿齿轮箱为研究对象,设计了适配的整体式挤压油膜阻尼器(integral squeeze film damper,简称ISFD)结构,对ISFD在齿轮箱中的应用进行了研究。分别测量了在不同载荷和转速工况下,齿轮箱安装传统刚性支承和ISFD弹性阻尼支承后的箱体振动。研究结果表明,ISFD弹性阻尼支承可以有效降低不同转速下齿轮箱的冲击振动,改善齿轮箱的动力学性能,保证齿轮系统稳定运行。不同载荷工况下的实验数据表明:ISFD支承对不同负荷的齿轮箱有较好的减振性能;对齿轮箱的啮合频率及其倍频等高频振动成分,ISFD也有较好的抑制效果。该研究结果可为ISFD在齿轮箱中的实际工程应用提供参考。     

Modeling and analysis of steady-state vibration induced by backlash in servo rotary table

Backlash cannot be always avoided in mechanical systems because of wear or looseness. Steady-state vibration may be induced by backlash in closed loop feed drive systems. This paper presents a mathematical model of a servo rotary table, considering the effect of backlash. The accuracy of this model is verified by an experiment. The influences of the parameters, such as position controller gain, velocity controller gain, load and the magnitude of backlash, on steady-state vibration are discussed. The steady-state vibration amplitude increases with the position controller gain, load and the magnitude of backlash. The steady-state vibration frequency increases with the position controller gain and the velocity controller gain, while an increase in load leads to a decrease in the frequency.     

Imaging vibrations of electromechanical few layer graphene resonators with a moving vacuum enclosure

Imaging the vibrations of nanomechanical resonators means measuring their flexural mode shapes from the dependence of their frequency response on in-plane position. Applied to two-dimensional resonators, this technique provides a wealth of information on the mechanical properties of atomically-thin membranes. We present a simple and robust system to image the vibrations of few layer graphene (FLG) resonators at room temperature and in vacuum with an in-plane displacement precision of ≈0.20 μm. It consists of a sturdy vacuum enclosure mounted on a three-axis micropositioning stage and designed for free space optical measurements of vibrations. The system is equipped with ultraflexible radio frequency transmission lines to electrically actuate resonators. With it we characterize the lowest frequency mode of FLG resonators by measuring its frequency response as a function of position on the membrane and by extracting its effective mass. We use the background noise of the undriven vibrational spectrum to calibrate in-plane displacement. Finally, we measure the first three vibration modes of a resonator whose membrane is partially folded and find that folds locally suppress vibrations.