斜支承弹簧减振系统竖向非线性自振研究

建立了斜支承弹簧减振系统的竖向非线性振动控制方程,研究了斜支承弹簧减振系统的竖向非线性自振问题.采用L-P法推导了斜支承弹簧减振系统竖向非线性自振的近似解,讨论分析了斜支承弹簧的倾角、减振系统的竖向振幅等因素对斜支承减振系统非线性自振的影响,为斜支承弹簧减振器的设计提供了理论依据.     

基础位移激励下斜支承弹簧减振系统的振动

建立了基础位移激励下斜支承弹簧减振系统的几何非线性振动方程,研究了基础位移激励下斜支承弹簧减振系统的几何非线性振动问题。采用L-P法推导出了斜支承弹簧减振系统的非线性振动近似解,讨论分析了基础位移激励振幅、位移激励频率、斜支承弹簧倾角等因素对斜支承弹簧减振系统非线性振动的影响,得到了斜支承弹簧系统的减振效果优于垂直安装弹簧减振系统的减振效果,为斜支承弹簧减振器的设计提供了理论依据。     

斜支承弹簧包装系统非线性振动特性分析

以斜支承弹簧系统为研究对象,建立了系统几何非线性振动方程,利用龙格-库塔法对系统振动特性进行数值分析。研究表明,随弹簧支承角的减小,系统的自振频率及加速度峰值减小;随振幅的增加,系统的自振频率下降。与垂直支承线性系统比较,斜支承系统的几何非线性具有良好的减振缓冲性能。     

考虑人体舒适度的大跨度悬挂结构振动控制研究

大跨度悬挂结构动力特性复杂,悬挂楼板在人行荷载激励下容易产生较大振动.在研究某大跨度悬挂结构自振特性的基础上,针对大跨度悬挂结构在不同工况人行荷载激励下楼板的竖向振动,提出了在悬挂楼板上布置多组不同参数TMD(MTMD)的振动控制方法.根据大跨悬挂结构的动力特性,对减振系统的布置位置以及参数设置提出了实用的设计方法,其中各TMD的自振频率需要结合结构竖向自振频率以及人行荷载的激励频率来确定.工程实例的减振分析结果表明,设置MTMD系统并合理选取其参数后,快、慢走激励下楼板的竖向振动均可以得到较好的抑制,平均减振效果可以达到20%,从而使结构在使用时满足人体舒适度的要求.在实际工程应用前需要对实际结构进行动力特性测试来减小各种因素可能带来的误差.     

履带车辆半主动悬挂系统减振分析

半主动悬挂是车辆悬挂系统的发展方向,其设计思想是采用一个可调阻尼器来代替被动悬挂系统中的阻尼器.磁流变可控阻尼器的出现,使实时阻尼控制成为结构减振的有效方式.本文建立了四自由度车辆系统的振动模型,并应用非线性随机振动理论,在对模型进行简化的基础上,探讨了用FPK法解方程的可能途径.     

履带车辆单轮悬挂系统建模及仿真研究

以某履带车辆悬挂系统为例,利用动力学软件RecurDyn建立单轮动力学模型。基于车辆动力学与冲击碰撞原理,研究油气弹簧与液压缓冲器对悬挂系统性能影响及车体行驶过程中悬挂系统缓冲、吸振性能。结果表明,车辆单轮悬挂模型及动力学仿真具有简单、可靠、快速等特点,可一定程度上替代整车仿真。油气弹簧与液压缓冲器组成的悬挂系统有非线性、变阻尼特性,在大振幅激励下减振效果更明显。     

矩形脉冲激励下悬挂式弹簧系统冲击特性的研究

以悬挂式弹簧系统为研究对象,建立了矩形脉冲激励下系统非线性无量纲动力学方程,利用龙格—库塔法对系统冲击特性进行数值分析。以系统加速度响应峰值与脉冲激励幅值之比为反映系统在冲击作用下的响应指标,脉冲激励时间、系统悬挂角为变量,构建了系统的三维冲击谱。讨论了系统悬挂角以及系统阻尼等对冲击谱的影响规律。研究表明,系统悬挂角、阻尼等对系统冲击响应峰值影响显著,增加阻尼可使系统加速度响应峰值明显降低。研究结论可为悬挂式弹簧减振系统的设计提供理论依据。     

城市轨道交通临近建筑的隔振分析

基于车辆-轨道垂向耦合模型获得的地铁轨道路基振动激励,建立了采用粘弹性边界平面有限元地层模型,分析了地面振动响应特点;分析了叠层橡胶垫、圆柱形螺旋港弹簧和碟形弹簧三种隔振元件的力学性能,讨论了建筑基础隔震技术在城市轨道交通领域减振应用的可能性;采用一四层框架作为研究模型,分析了基础隔振框架随结构竖向自振特性变化的振动响应规律,并提出设计建议.分析结果表明:地铁路基荷载一般在10 Hz以下,集中在5 Hz以内,主要表现在低频段;水平与竖向结构动力响应均应考虑;现有隔振元件竖向刚度经过适当调整,或者采用适当的组合形式,是可以满足对城市轨道交通引起的建筑结构振动控制的要求;隔振结构竖向第一自振频率控制在3 Hz-5 Hz范围内.并在隔振层附加5%-10%的阻尼,可以获得70%竖向减振效果.     

悬挂式弹簧包装系统的冲击特性研究

以悬挂式弹簧缓冲包装系统为研究对象,建立了矩形脉冲激励下系统几何非线性无量纲动力学方程,得到了系统的最大冲击响应谱。讨论了无量纲脉冲激励幅值、悬挂角度以及系统阻尼等对冲击谱的影响规律。研究表明,无量纲脉冲激励幅值、悬挂角度、系统阻尼等对系统冲击响应峰值影响显著,增加系统阻尼可有效降低系统加速度响应峰值。研究结论可为悬挂式弹簧缓冲系统的设计提供理论依据。     

气囊减振器的广泛应用

许多减振器如:橡胶减振器、螺旋弹簧减振器、蝶形弹簧减振器、柔性悬臂梁减振器等,有着广泛的应用,特别适合于中频、高频竖向确定性激励的主动隔振和被动隔振,减振理论的计算与减振技术的实施解决许多工程振动问题是不困难的.     

超早期混凝土爆破安全振动速度的讨论

在已有的超早期混凝土爆破震动作用下的安全振速试验的基础上,根据混凝土的微观结构、混凝土的水泥水化过程及强度发展规律,分析了超早期混凝土的安全质点振动速度。结果表明:超早期混凝土受到轻微的振动损伤时产生的微裂隙由于水泥水化的继续进行能够愈合,超早期混凝土的安全振动速度在3.0cm/s以上,具有一定的抗爆破震动能力。     

超早期混凝土爆破安全振动速度的讨论

在已有的超早期混凝土爆破震动作用下的安全振速试验的基础上,根据混凝土的微观结构、混凝土的水泥水化过程及强度发展规律,分析了超早期混凝土的安全质点振动速度。结果表明:超早期混凝土受到轻微的振动损伤时产生的微裂隙由于水泥水化的继续进行能够愈合,超早期混凝土的安全振动速度在3.0cm/s以上,具有一定的抗爆破震动能力。     

振动板速度最小化减振优化设计研究

减振设计是结构设计的重要内容之一，优化设计可在设计阶段通过对设计模型的定量修改获得理想的减振效果。基于有限元直接法计算振动板的频率响应，以板局部厚度为设计变量，计算了振动速度对局部板厚度的灵敏度；以振动板各节点振动速度的平方和最小化为目标，建立了减小振动板振动速度的减振优化数学模型，用可行方向法实现了优化。以一两端固支矩形板的振动为研究算例，对其在1Hz～200Hz的振动实施了优化；优化后振动板各节点在研究频率内的振动速度都得到了降低，降低最大值达0．311m／s。实例结果表明，优化设计通过对结构重量的重新分布可在结构重量相对不变的情况下，在一较宽频段内均得到减振效果。     

不同时速列车振动荷载下衬砌拱圈振动响应传递规律

通过高速铁路隧道衬砌振动响应的现场试验,发现隧道衬砌拱圈在列车荷载作用下,其振动加速度幅值随车速的增大而增大,且拱圈横向振动与竖向振动呈现不同的传递规律。文中开展理论分析与仿真计算,建立ABAQUS有限元平面模型,采用动力隐式算法对不同车速列车荷载作用下的隧道衬砌拱圈振动响应问题进行了理论分析,得出以下结果:有限元数值计算结果与实测结果基本吻合,可用作对实际测量数据的补充与预测;隧道振动响应随列车速度的增加而呈现增大趋势;不同车速引起的衬砌振动加速度响应传递规律一致;不同车速引起的衬砌竖向振动加速度幅值在拱顶位置较小,且随列车时速增大而变化不明显;衬砌拱顶横向振动明显随列车速度的增大而增大,但不同车速引起的衬砌横向振动在隧道圆心水平位置（即0°与180°）随列车时速变化不明显,且振动幅值较低;拟合了不同时速列车引起的隧道衬砌横向与竖向振动加速度的经验公式。     

动力吸振器在浮置板轨道低频振动控制中的应用

研究了动力吸振器对轮轨动力作用下浮置板轨道低频振动的控制特性。首先基于动力吸振器定点理论以及多自由度系统等价质量识别法,并通过对浮置板轨道进行模态分析,确定了浮置板附加动力吸振器的最优刚度、最优阻尼和最优附加位置;然后对浮置板轨道进行简谐响应分析,探讨了控制浮置板各阶模态振动的动力吸振器在不同质量比下的吸振特性;最后基于车辆-轨道耦合动力学模型,研究了列车动荷载作用下动力吸振器对浮置板轨道低频振动的控制特性。结果表明:动力吸振器能够有效地吸收浮置板轨道的固有频率附近的低频振动能量;动力吸振器的质量比越大,其吸振效果越明显;合理的吸振器设置能够有效地控制列车动荷载下浮置板低频振动及对应频段钢弹簧支反力向下部基础的传递。     

随机减振中两类不同作用的动力吸振器

本文在随机激励下将两类不同作用的动力吸振器进行了比较,提出了在随机激励下控制振体与基础之间相对运动的第２类动力吸振器最佳参数的计算公式。     

热连轧机扭振与轴向振动耦合研究

近年来随着现代轧机装备水平的不断提高, 轧机振动问题显得更加突出和多样化, 成为轧制领域亟需解决的一个世界难题。经过对日本三菱公司的FTSR热连轧机组、德国西马克公司的CSP热连轧机组和中国鞍钢的ASP热连轧机组的振动测试, 发现某轧机扭振与轴向振动频率相同。为了解释轧机轴向振动这一现象, 利用ANSYS有限元谐响应分析模块进行了计算机仿真研究, 获得了在某种条件下轧机扭振与轴向振动会产生耦合振动现象的结论, 为轧机耦合动力学设计提供理论依据。     

基于环境振动标准的爆破振动安全性研究

基于《城市区域环境振动标准》(GB 10070—88)和《城市区域环境振动测量方法》(GB 10071—88),进行了露天深孔爆破工程振动测试。通过对测试数据的处理与分析,计算了振动加速度振级,探讨了露天深孔台阶爆破引起的环境振动特性及传播规律。结果表明:在段药量相同时,随着测点与爆心距离的增加,加速度振级将逐渐降低;对于同一测点,随着段药量的增加,加速度振级将逐渐增大;高频振动分量的振级衰减较快,低频振动分量的振级衰减较慢。     

车辆-路面-桥梁系统竖向振动分析

视车辆、路面体系和桥梁为整个系统,将车辆模拟成弹簧和阻尼器连接的多刚体,沥青路面层视为Kelvin模型及其上的无限长梁,混凝土路面和主梁一起模拟成Euler-Bernoulli梁。应用弹性系统动力学总势能不变值原理和形成矩阵的"对号入座"法则,建立了系统的竖向运动方程;并运用协方差等效方法模拟了车轮随机输入非平稳时域模型。研究了弹性支承下的车辆-路面-桥梁耦合系统的振动特性。计算表明:在其他条件相同时,混凝土路面层所对应的冲击系数约为沥青路面层所对应冲击系数的1.35倍;刚性支承对应的冲击系数约为弹性支承对应冲击系数的1.60倍,但当车速大于33.4m/s时,橡胶支座对冲击系数的影响就较小。