大位移桥梁伸缩缝垂向振动理论研究

根据达朗贝尔原理建立大位移桥梁伸缩缝理论模型,并使用MATLAB软件的Simulink动态仿真工具箱对其进行数值分析求解。主要研究了大位移桥梁伸缩缝结构参数(缝宽、中梁截面惯性矩、弹性支承刚度)、车速的变化对伸缩缝冲击系数与中梁最大竖向位移的影响。研究结果表明:限制车速、适当改变弹性支承刚度可减小冲击系数;缝宽为40mm、60mm、70mm、80mm的最大冲击系数分别是1.4、1.46、1.48、1.43。限制车速、增大刚度、减小缝宽、增大中梁截面惯性矩可减小最大竖向位移;在缝宽取60mm~80mm、车速取100km/h~120km/h时,为减小最大竖向位移增大弹性支承刚度与中梁截面惯性矩更有效。     

车桥耦合振动的拱桥吊杆应力冲击系数分析

基于车桥耦合振动理论及地基微波雷达现场试验,研究了高速铁路拱桥的吊杆应力冲击系数。列车和轨道-桥梁模型分别采用刚体动力学和有限元方法建立,两子系统间通过轮轨线性Hertz接触理论实现耦合。采用地基微波雷达对吊杆两端位移进行测试,分析得到桥梁动力特性、吊杆应力时程及其冲击系数。对比地基微波雷达试验数据,验证理论模型的正确性,并基于该模型分析车速、单双线行驶和轨道不平顺对吊杆应力冲击系数的影响规律。结果表明:吊杆应力冲击系数随车速的增加而增大,当车速为300km/h时车桥共振导致吊杆应力冲击系数显著增大;德国低干扰轨道谱样本对吊杆应力冲击系数影响较小,但随着轨道平顺性的劣化,吊杆应力冲击系数显著增大。     

刚度突变转子系统的动力学研究

根据转子动力学理论,建立了具有突变刚度特性的Jeffcott转子力学模型及动力学方程.通过解析方法得到了刚度突变后的转子系统振动解析表达式,分析了刚度突变前后稳态振幅之间的关系及刚度突变对轴心最大位移的影响,定义了刚度突变后的暂态过程时间并确定了碰摩参数区域.结果表明,刚度突变会导致转子系统振动幅度增大,无论工作频率如何,刚度突变所引起的轴心最大位移均位于暂态运动阶段,暂态过程时间与系统阻尼、刚度突变时的轴心位置及系统工作频率有关,碰摩参数区域随着刚度突变幅度及质量偏心距的增大而增大.     

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。     

准高速条件下三轨受流器靴轨动态接触分析

基于Ls-Dyna有限元仿真平台建立准高速(160 km/h)运行条件下受流器通过第三轨端部弯头及轨缝错牙区域的有限元模型,分析不同运行速度、不同结构参数对受流器靴轨冲击振动响应的影响规律。研究结果表明,增大受流器系统阻尼是改善碰撞冲击响应的最佳手段。为进一步探究系统阻尼对准高速运行条件下常态振动工况的影响规律,基于MATLAB\Simulink平台建立受流器多体动力学模型,计算结果表明,合理增加受流器系统阻尼,可有效提高准高速运行条件下受流器滑靴与第三轨的匹配性能。根据上述研究结果提出一种第三轨受流器的适应改进方案,使其能够满足160 km/h高速运行要求。     

整体式挤压油膜阻尼器减振双盘悬臂转子系统研究

针对双盘悬臂转子系统过临界不平衡振动过大的问题,设计了一种整体式挤压油膜阻尼器(ISFD),并为ISFD设计了相应的轴承座及供油油路。搭建了双盘悬臂转子实验台,并运用有限元分析得到了该转子系统的一阶模态参数及二阶模态参数;通过有限元仿真技术计算得到了ISFD的静刚度大小,并将计算得到的一阶模态刚度与设计的弹性支承刚度大小进行了对比,验证了ISFD可以调节转子系统一阶模态参数;通过实验对比分析了弹性支承对转子系统振动的影响,及进油方式对ISFD减振效果的影响。研究结果表明:本文设计的ISFD弹性支承可以有效抑制转子系统过临界振动,并且齿轮泵供油方式的ISFD阻尼系数大于浸油润滑的ISFD阻尼系数。     

特种车辆叉臂式座椅刚度-阻尼特性及舒适性研究

为掌握特种车辆叉臂式座椅的刚度-阻尼特性,建立了叉臂式座椅动力学仿真模型,对其D级路面条件下不同车速(5 km/h、15 km/h、25 km/h、35 km/h)的时频响应进行了分析;以ISO2631-1:1997规定的加权加速度均方根值为指标,讨论了不同的刚度-阻尼系数匹配下的座椅舒适性;同时开展了实车验证实验.结...     

大位移桥梁伸缩缝的垂向动力学响应研究

以大位移桥梁伸缩缝为研究对象,应用动力学分析的理论方法,并结合数值计算,进行了垂向动力学研究。其中,建立了完整的垂向动力学理论模型,即模拟在行驶的汽车通过伸缩缝的整个过程中,汽车载荷的冲击对伸缩缝垂向振动的影响。并且结合载荷形式,对完整模型的方程组进行联立求解,计算了不同车速下伸缩缝的垂向振动响应。计算结果,用于对研究载荷的冲击系数以及大位移桥梁伸缩缝的关键部件结构参数,从而为伸缩缝的合理化设计提供理论依据。     

伸缩缝结构的环境振动监测与动力特性识别

为分析变形缝处理措施对现有相邻结构动力特性的影响,对某设置伸缩缝的钢筋混凝土框架剪力墙结构进行了环境振动测试,识别得到了缝两侧结构的四阶自振频率、阻尼比和振型,并计算了伸缩缝两侧测点间的相干函数。对该相邻结构进行长期振动监测,得到其各阶自振频率随温度变化的规律。提出了考虑不同温度下伸缩缝作用的所测相邻结构的有限元建模方法。结果表明:伸缩缝处建筑装修面层未中断使环境振动下缝两侧结构的动力特性相同,形成一个体系;结构体系前两阶自振频率随温度升高变化不大,第3阶自振频率(缝处的连接作用引起的扭转模态频率)随温度升高明显增大;缝处的连接作用可利用与缝同宽的不同弹性模量的板进行有限元模拟。     

摩擦负阻尼与伴生阻尼对低速工况下液压缸振动的耦合作用机制

摩擦负阻尼与伴生阻尼耦合作用于低速液压缸,诱发液压缸振动、冲击,制约了液压装备的精密性能。考虑低速工况下摩擦的负阻尼与伴生阻尼效应,建立了液压缸运动非线性模型,基于摄动理论推导了液压缸速度脉动率解析表达式,分析了液压缸振动幅度与频率的变化特征,揭示了负阻尼与伴生阻尼对振动的耦合作用机制。研究结果表明：负阻尼促进系统振动,伴生阻尼抑制系统振动,负阻尼与伴生阻尼存在对立竞争关系。当系统速度低于0.61倍Stribeck速度vs时,负阻尼效应增强,伴生阻尼效应降低,振动随运行速度增大逐渐加剧;当运行速度高于0.71vs时,负阻尼效应减小,伴生阻尼效应先增大后减小,振动幅度逐渐下降直至平稳运行;当系统工作在0.61vs至0.71vs区间时,负阻尼效应达到最大,伴生阻尼效应达到最低,振动幅度急剧增大,频率下滑,形成尖脉冲冲击。研究结果揭示了摩擦对液压缸振动特征的影响机制,为精密液压装备的稳定运行与控制提供了理论参考。