双层隔振系统隔振效果实验分析

针对出口内燃动车动力包采用的双层隔振系统的隔振效果问题,根据优化的双层隔振系统刚度,对动力包双层隔振系统进行了地面台架实验。利用三向加速度传感器测试动力包各运行工况下机组振动烈度测点和1级、2级隔振器上下测点的加速度值,从机组的振动烈度、1级、2级各隔振器的振级落差和动态减振力有效值随转速变化关系分析了双层隔振系统的隔振效果。结果表明,双层隔振系统优化的刚度结果隔振效果良好,能满足实际工程的需要。     

内燃动力总成双层隔振系统瞬态计算方法研究

内燃机被广泛应用于生活生产各个方面,但其工作过程中产生的振动与噪声一直困扰着人们。为了减少内燃动力机组整机振动对周围环境产生的不利影响,可将机组通过单层或双层隔振系统安装在基础上。结合相关研究可知,进行内燃动力机组整机振动分析时,除了要计算机组工作转速范围内的整机振动外,掌握机组启停过程的共振响应情况也是必要的。本文以隔振系统中较为复杂的内燃动力总成双层隔振系统为研究对象,首先通过试验掌握了采用双层隔振系统的内燃动力机组启停过程典型共振响应特性,同时试验结果也为验证计算方法正确性的提供了依据。然后,建立了双层隔振系统动力学模型,采用中心差分法为数值计算方法,结合内燃动力总成特点对机组启停过程加载了激振力,仿真计算所得结果与实测结果的共振响应频率基本一致,最大幅值接近。本文提出的隔振系统瞬态计算方法,能够对机组启停过程的共振响应进行准确计算,为在设计阶段掌握内燃动力机组启停过程的共振响应特性提供了可能。该方法虽然是以内燃动力总成双层隔振系统为对象进行研究,对于采用单层隔振系统的内燃动力机组也可适用。     

非稳态流体激励下离心泵转子振动特性研究

建立了离心泵全流道三维定常及非定常CFD数值模型,通过非稳态计算得到作用于叶轮上的流体激振力,同时建立了泵转子有限元模型,研究不平衡质量与非稳态流体激振力对转子振动特性的影响。研究结果表明离心泵叶轮内流体激振力具有多种频率成分。不考虑转子上不平衡质量影响时,叶轮处转子在流体激振力作用下振动幅值最大,依次为转轴中部、下部轴承和上部轴承对应的转子位置。转轴上不同位置振动频率特性具有差异,实际故障诊断时要考虑测试部位的影响。考虑不平衡质量影响时,在远离受流体激振力作用的叶轮部位,转子振动频率成分减少。     

内燃动力总成双层隔振系统弹性模态匹配方法

为了评价机组和构架弹性振动模态间的耦合程度并指导其弹性模态匹配设计,提出了基于广义弹性力做功的柔性结构能量解耦法。首先,基于某内燃动车动力总成双层隔振系统,建立多自由度动力学模型来描述考虑弹性模态后的双层隔振系统动力学特征;其次,利用柔性能量解耦法量化机组和构架弹性模态间的振动耦合程度,获得不同弹性频率下的耦合频带宽度曲线。研究表明：弹性模态间耦合的本质是振型间的反相振动能够减小模态等效质量,同相振动增加模态等效质量,从而改变系统固有特性;基于弹性振动耦合频带曲线图,根据隔振系统设计需求,确定机组和构架弹性模态频率间避免耦合的频带宽度,完成机组和构架的弹性模态匹配。通过振动性能测试,验证了该方法能够有效控制机组和构架间弹性振动耦合,且隔振性能良好。该方法能够为同类问题提供理论支持,并为同类机型的弹性模态匹配提供参考。     

参数变异的动力总成双层隔振系统强迫振动研究

由于机器制造、加工及材料本身物理特性的不确定性导致双层隔振系统实际为不确定模型。基于快速摄动法推导了参数变异对双层隔振系统的激振、传递率、动反力及机组振动烈度的影响关系式,分析了参数变异的影响规律,并采用蒙特卡洛法进行了验证。研究表明,功率修正误差对倾倒力矩影响最大,回转质量误差对离心惯性力及力矩影响最大;而双层隔振系统动反力受参数变异影响最大,其中两级隔振装置转动惯量及刚度参数占主导因素。     

基于功率流法双层隔振系统振动传递

针对双层隔振系统,划分子结构系统,建立子系统传递矩阵,采用平均振动能量作为目标函数,利用功率流法合成系统传递关系,实现被动隔振过程振动传递特性研究.在上层隔振器和中间质量之间加入作动器,通过二次型目标函数最优,实现主被动隔振过程振动传递特性研究.根据双层隔振系统实际参数进行数值仿真和试验研究,获取多传递通道系统振动分布,并实现系统振动传递特性研究.数值仿真和试验研究结果表明,系统主导模态、耦合和阻尼等耗散特征以及初级激扰力特征决定多振动通道振动能量的分布和传递特性.     

往复压缩机曲轴扭振计算软件的开发与应用

利用Visual Basic 6.0和MATLAB混合编程技术开发了往复压缩机轴系扭振计算程序.该程序能够进行曲轴扭振的模态计算和动态响应计算,同时,还可以进行压缩机动力计算.其中,对自由振动采用了传递矩阵法;对强迫振动,则在考虑转速波动对激振力影响的基础上,采用了瞬态动力学的计算方法.通过对相关实例进行分析和结果对比,验证了该程序的可行性及工程实用价值.     

双层隔振系统解耦优化研究

针对某型出口内燃动车柴油发电机组动力包的双层隔振系统解耦优化问题,经分析认为,一级、二级隔振器的刚度是影响双层隔振系统解耦的主要因素。根据双层隔振系统解耦理论和解耦原则,确定一级、二级隔振器的刚度;按照公共构架、车体主要模态频率的变化范围确定一级、二级隔振器刚度的可能取值;利用Matlab编程,对可能刚度方案进行排序。以双层隔振系统12自由度综合解耦度最大、绕曲轴方向的α解耦度最大、机组的振动烈度最小和二级隔振器安装位置的动支反力最小为优化目标进行编程,来比较由解耦理论和原则确定的刚度和优化刚度的综合隔振效果。结果表明,根据隔振解耦理论和原则得出的隔振器刚度综合隔振性能较好,但不是最优的。优化的刚度方案可为实际工程提供参考。     

飞机地面振动试验中激振力矢量优化技术研究

在飞机地面振动试验中,激振力矢量的优化直接影响模态识别结果的精度。本文主要介绍了在飞机地面振动试验中,激振力矢量(包括激振力位置、大小及方向)的优化技术,并在具有密集模态的飞机模型地面振动试验中进行了应用,使试验的效率和精度得到了很大的提高,验证了激振力优化技术的可行性,具有一定的工程应用价值。     

部分进汽条件下汽轮机组振动情况的研究分析

针对部分进汽下汽轮机组的振动响应进行建模和仿真计算。首先根据部分进汽试验台建立汽轮机三维有限元模型,按照不同进汽度情况在动叶片上加载利用CFD软件模拟试验工况计算出来的激振力并进行了求解,对考察点加速度序列进行频谱分析,对不同工况下考察点的振动进行对比分析,为减弱实际机组的有害振动提出了预防措施。经过计算发现:机组振动强弱跟所受激振力不平衡程度相关,不平衡程度最高的两相邻通道进汽工况下,机组振动最强,不平衡程度最低的两对角通道进汽和全周进汽工况下,机组振动最弱,同时考察点位置选择对不同工况下机组振动强弱也存在影响。     

超精密机床的振动混合控制

研究了空气弹簧与作动吕相结合的主被动混合振动控制系统,空气弹簧起低通滤波作用,并支承机机床,主动隔振具有高能滤波特性,电磁作动器的控制电压取决于绝对位移、速度、加速度和相对位移、速度、加速度。电磁作动器的动态性能对振动传递率有明显的影响。实验表明,混合隔振系统对超精密机床的隔振效果明显优于空气弹簧系统。     

基于欧拉梁的准零刚度隔振系统动力特性分析

将两端受轴向压力的欧拉梁和线性弹簧并联,组成一个具备高静刚度和低动刚度的准零刚度隔振器。通过对隔振系统进行静力分析,给出系统具备准零刚度特性所需的条件。利用谐波平衡法求解系统的振动微分方程,分析系统的幅频特性,给出了系统的力传递率,讨论了阻尼、激励力等参数对系统传递率的影响。最后分析了该隔振系统的跳跃频率。研究结果表明：激励力以及初始偏移量的增大会使系统的隔振效果变差,因此要控制激励力的大小并尽量避免超载;阻尼比的选取需要综合考虑高频的隔振效果和有效隔振频率范围。     

混合动力挖掘机轴系扭振特性

建立了混合动力挖掘机轴系的有限元分析模型,对轴系前5阶模态进行了计算。计算结果表明：与传统挖掘机相比,混合动力挖掘机轴系的1阶模态频率下降了270Hz;前2阶模态的振型均为扭转振动。建立了混合动力挖掘机轴系的动力学仿真模型,对轴系的扭振特性进行了仿真研究。仿真结果表明：混合动力系统轴系存在周期性的扭振,扭角变化幅度为±0.003°,扭振频谱存在峰值,峰值频率约为48.9Hz。建立了混合动力挖掘机轴系扭振测试实验台,对不同转速下轴系的最大扭角进行了实验测试。实验结果表明：当混合动力系统轴系转速大于1100r/min时,轴系的最大扭角保持不变,约为0.003°;当混合动力系统轴系转速小于1100r/min时,轴系的最大扭角随转速的减小而增大;当轴系转速为896r/min时,轴系的最大扭角约为0.007°。     

负载口独立控制系统主被动加载试验台振动特性分析

主被动加载试验台是对负载口独立控制系统进行主动和被动控制性能试验测试的关键设备。为了分析试验台加载过程中加载力对试验台的振动特性的影响,采用有限元网格划分软件Hypermesh对试验台整机进行了网格划分,定义了材料属性,并通过有限元仿真软件ANSYS Workbench对主被动加载试验台分别进行了静力学分析、模态分析、位移谐响应分析和加速度谐响应分析。仿真结果表明:从试验台的振动过程中的固有频率变化、振幅变化、位移响应分布、加速度响应分布、振动传动路径等可知,主被动试验台在加载试验中,将加载力的频率控制在35 Hz以内,可以避免由于加载而产生的试验台共振现象。     

船舶推进轴系扭振模拟实验系统研究

根据船舶扭振的特点,采用模块化设计,开发船舶推进装置的扭振模拟实验平台;以齿盘和光电开关为传感器,NI的信号调理箱、数据采集卡等为主要器件实现扭振信号的采集;基于LabVIEW软件构建扭振监测系统。该系统实时监测推进轴系的振动情况,同时对振动信号做时域分析、频域分析和相位分析等。实验还模拟了激振力、负载等原因引起的扭振情况。实验结果表明,该方案实现了设计的目标,较好地满足了教学及科研需求。     

切削与振动联合测试诊断机床整机薄弱环节

通过对机床进行切削实验和振动实验联合的测试手段分析出机床整机的薄弱环节.首先,对机床进行整机模态实验分析,得到整机固有频率和振型,对其动态特性有一些初步掌握.其次,在机床进行切削实验过程中,采集记录时域下的切削力数据.通过快速傅里叶变换,在频域下对该数据进行分析,找出切削力较大时所对应的频率.最后,结合切削力测试结果和整机模态测试结果进行对比分析,找出在切削过程中切削力较大值所对应的频率恰好与整机某一阶次固有频率相重合.通过分析该阶次所对应的振型,找出整机的薄弱环节.     

某海用振动试验夹具设计及分析

夹具是将振动台的激励力不失真地传递给受试设备的传力构件,在以前大多数有关夹具设计及模态分析的论文中,把夹具与基础的连接简化为刚性连接,再通过有限元分析给出了夹具的前几阶模态,但在实际使用时,夹具的实测共振频率与主模态理论值有较大的偏差。文中以某海用电子设备的振动试验夹具为例,证明了该夹具的计算模态与实测模态确实存在较大差别,根据夹具的实际使用情况,建立了相应的力学模型,通过分析说明了实际使用时夹具与振动台面的螺栓连接的非刚性连接特性,提出了在中大型海用设备夹具设计时,夹具与振动台面连接刚度的简易分析方法,以供参考。     

柴油机隔振系统液压作动器线性化控制试验研究

针对实际柴油机双层隔振系统，解决次级通道中液压作动器的非线性问题。利用预补偿模型参考自适应逆控制方法(PCMRAIC控制)，在宽频段内对主动控制的次级通道实施线性化控制。在单频正弦输入下进行了线性化控制对比试验，试验结果表明：次级通道拾取的响应成分中存在的直流偏移量和偶次谐频非线性成分均被消除，而奇次谐频非线性成分也在很大程度上被削弱，试验噪声也被滤掉。     

多自由度周向隔振系统性能分析

建立了圆周轴对称旋转机械系统动力装置固有振动特性运动模型 ,根据对称边界条件进行了工程简化 ,并针对圆周轴对称机械结构周向隔振系统进行了分析 ,讨论了隔振材料硬度和结构参数偏置角对系统固有特性的影响 ,在此基础上进一步建立了其统计能量分析模型 ,分析了高频隔振性能 ,并与实验数据进行了比较分析     

基于ANSYS的磁悬浮轴承转子系统的动力学特性研究

针对一个实际应用的磁悬浮支承柔性转子系统,进行多组参数条件下的有限元模态分析,分别得到系统的前8阶临界转速与模态振型。将有限元计算结果与试验结果进行对比分析,验证了有限元分析的正确性。通过对该磁悬浮转子系统的有限元分析表明:"轴承主导型"的低阶临界转速及振动模态是由轴承控制器各控制通道决定的;而"转子主导型"的高阶临界转速及振动模态符合传统的轴承转子系统动力学特性普遍规律。