基于瞬态动力学的修枝机刀片摩擦噪声分析

本文是通过试验和仿真方法来分析修枝机的刀片摩擦噪声。先对刀片进行了锤击模态试验,再计算了试验和仿真模态MAC值,并说明仿真与试验模态分析的一致性。以此建立刀片有限元模型,进行了瞬态分析,其中把传动系统的刚体动力学位移结果作为瞬态分析边界条件,再把仿真结果与测试结果进行对比分析。结果表明:仿真和测试的主频吻合,刀片系统噪声辐射主要来自刀片的碰撞摩擦。     

考虑啮入冲击激励的跨座式单轨牵引齿轮箱振动噪声预估与试验研究

以跨座式单轨牵引齿轮箱为研究对象,综合考虑驱动电机扭矩波动引起的外部动态激励和啮入冲击激励、刚度激励、误差激励等内部动态激励,建立跨座式单轨牵引齿轮箱动力学有限元分析模型,基于模态叠加法求解齿轮箱振动模态与振动响应,并提取箱体外表面振动位移作为噪声预估边界条件;进而,建立单轨牵引齿轮箱声学边界元分析模型,借助直接边界元法对齿轮箱辐射噪声进行预估,得到箱体表面声压与场点声压值;而后,搭建跨座式单轨牵引齿轮箱振动噪声测试试验台,开展振动响应与辐射噪声测试。研究结果表明,箱体动态响应频域曲线的峰值及箱体表面声压最大值均出现在齿轮副的啮合频率及其倍频处;仿真所得的箱体振动加速度、外声场点辐射噪声与齿轮箱振动噪声试验台实测结果吻合良好,验证振动噪声预估方法的合理性。     

基于趋势项误差控制的频域积分算法研究与应用

针对工程测试中利用振动加速度积分获得位移时出现严重趋势项误差问题,采用低频衰减算法对加速度信号在频率内直接积分,并利用积分精度控制方程保证积分精度。通过与积分算法比较及验证,证明该算法对积分误差控制具有一定优势。搭建含限位冲击的振动测试实验台,研究该算法在工程测试中应用特性。实验研究表明,该算法可有效控制趋势项误差,且随待积分加速度基频提高积分所得位移信号与真实位移信号吻合度提升。基于所用测试系统,加速度信号基频超过3.8 Hz时积分幅值误差小于10%,满足工程测试需要;加速度基频大于4.35 Hz时积分峰值误差小于5%,可获得较好测试效果。     

车用制动空气压缩机结构辐射噪声特性研究

针对某公司生产的KYV480型号车用制动活塞式空气压缩机（简称：空压机）运行过程中,振动噪声较大,一定程度上影响了驾驶员和乘客的乘车舒适性和身心健康的情况,文章基于有限元和声学边界元联合求解的方法对空压机的结构表面辐射噪声特性进行研究。在计算得到空压机运行过程中壳体所受载荷的基础上,对空压机壳体表面的振动加速度响应进行仿真计算,并与实验得到的壳体振动加速度数据进行对比分析,两者吻合较好。将仿真计算得到的空压机壳体表面加速度作为声学仿真的边界条件,采取声学边界元法计算壳体表面辐射噪声。结果表明,空压机运行过程中的中低频噪声主要是由壳体振动辐射噪声引起的,为空压机后续的结构设计和改进提供了有效的指导。     

双环减速器辐射噪声数值仿真及试验研究

以中心输入式双环减速器为研究对象,综合考虑齿轮内部动态激励以及环板不平衡惯性激励,建立了减速器传动系统及结构系统的动力有限元分析模型,应用ANSYS软件对双环减速器进行固有模态及动态响应数值仿真。以振动位移作为边界条件,建立减速器箱体的声学边界元分析模型,在SYSNOISE软件中用直接边界元法计算了箱体表面声压及场点的辐射噪声。利用传动系统试验台对双环减速器进行振动加速度及辐射噪声测试,并与数值仿真结果对比分析,两者吻合良好。     

胶轮路轨车辆车外噪声预测研究

在城市中胶轮路轨车辆使用充气轮胎在混凝土轨道上行驶,具有噪声污染低的优点。橡胶轮车辆车外噪声的主要来源为轮胎与路面噪声、轮胎激励车体振动辐射噪声和设备噪声。参考ISO 20908 转鼓法轮胎噪声测试标准,使用声阵列在实验室中对轨道车辆单条轮胎噪声进行测试,并通过公式将其转化至7.5 m处多轮胎的通过噪声。通过仿真计算得到7.5 m处车辆的振动辐射噪声。建立胶轮路轨车辆噪声源计算模型,通过叠加计算得到7.5 m处完整编组车辆的通过噪声源强值。通过线路不同位置处车外噪声实验,得到胶轮车辆辐射噪声几何发散衰减拟合曲线和公式。根据胶轮路轨车辆车外噪声预测模式,预测出不同噪声敏感点位置的声压级,并进行试验验证和误差分析,误差小于2 dB。     

跌落工况下斜支承系统响应分析的变分迭代法

以斜支承缓冲包装系统为研究对象,建立了跌落工况下系统的无量纲非线性动力学方程。应用变分迭代方法求解了系统动力学方程,得到了系统响应的近似解析表达式,并与龙格库塔数值解进行了比较。研究表明:跌落工况下斜支承系统响应频率相对误差小于0.3%,无量纲位移及加速度的响应最大值相对误差小于0.5%,且无量纲位移、加速度响应随支承角及跌落高度的变化趋势,与龙格库塔数值结果相同。变分迭代方法求解斜支承系统的跌落冲击问题,可以得到满意的结果。     

加速度-位移关系的贝叶斯推理方法

动力位移是地震工程、军事武器设计和结构健康监测等领域重要的物理量，但在实际测试过程中，通常能直接量测的只有振动加速度信号。由于受环境等不确定性测试条件影响，加速度信号不可避免地含有低频和高频噪声，导致在加速度积分过程中，速度和位移时程会产生较为明显的漂移现象。基于贝叶斯理论框架，构建了动力位移贝叶斯学习识别方法，针对不同噪声工况（白噪声、人工噪声）反演获取了位移响应，识别出的动力位移与解析位移基本一致；利用大型振动台试验数据，对比了不同性能加速度传感信号反演的位移，并分析了其不确定性。结果表明：该动力位移贝叶斯学习识别方法在加速度-位移关系表征方面具备一定的优势，可不依赖对加速度信号的处理实现位移求解，从而避免了噪声累积误差导致的位移积分失真。     

三自由度半正定系统随机振动仿真与试验研究

目的研究三自由度半正定系统在随机振动条件下的加速度动态响应以及加速度功率谱密度。方法以运输包装中常见的三自由度半正定系统为原型,建立了三自由度半正定系统的质量-弹簧-阻尼系统。依据美国ASTM-D4728随机振动标准,利用Matlab/Simulink仿真平台,建立仿真模型,并输入模型参数,得到了三自由度半正定系统随机振动下的动态响应。基于相同试验标准进行试验,对比分析试验结果与仿真结果的差异。结果在低频段内(小于80 Hz),Simulink仿真模拟随机振动的加速度功率谱密度值与随机振动试验的加速度功率谱密度值的相关性系数达到0.983,加速度功率谱密度值最大处仅相差8.8%。在高频段内(大于80 Hz),Simulink仿真模拟随机振动的加速度功率谱密度值与随机振动试验的加速度功率谱密度值的相关性系数只达到0.745,加速度功率谱密度值最大处相差13.1%。结论利用Matlab/Simulink仿真平台分析包装系统的低频随机振动是一种简单可行的方法,一定程度上可以作为随机振动试验的代替手段。     

误差白化与Kalman滤波的微硅加速度传感器动态补偿

通过模型参考的系统辨识方法建立微硅加速度传感器的动态补偿器。由于测量噪声和补偿器对传感器的频带扩展,使得补偿器的输入/输出信号存在严重的噪声干扰。在噪声干扰下,采用均方误差为代价函数的系统辨识方法,无法得到补偿器参数的无偏估计。补偿器参数的偏差和传感器频带的扩展将会使补偿器的输出信号出现严重失真和高频噪声干扰。为解决噪声对硅加速度传感器的动态补偿的影响,研究了一种新的动态补偿方法,该方法采用误差白化为代价函数的系统辨识方法得到补偿器的参数,可消除补偿器的参数在估计中的测量噪声影响,并通过卡尔曼实时滤波减小因传感器频带扩展所产生的高频噪声干扰。     

加速度载荷信息部分缺失下船舶机械噪声快速预报EI北大核心CSCD

为解决加速度载荷信息部分缺失时船舶机械噪声预报误差较大的问题,提出了基于设备等效载荷模型的快速预报方法。该方法基于设备载荷对机械噪声的影响规律,将设备的力学模型等效为F_(z)M_(xy)模型(设备力学模型由F_(z),M_(x)和M_(y)构成),通过能量叠加原理实现船舶机械噪声的快速预报。设备载荷以平均加速度表征时,若能确定出激振力的各个分量的载荷系数,则根据该方法可以准确地预报船舶辐射声功率;若无法确定各个激振力分量,通过等效载荷模型确定水下辐射噪声的变化范围。模型试验结果表明:设备激振载荷以完整的加速度载荷信息给出时,基于该方法的辐射声功率的计算误差在1 dB以内;若设备加速度载荷以平均加速度形式给出时,该方法可以给出水下辐射声功率的变化范围。     

含间隙副的两轴液压振动试验系统动力学分析

由于装配、制造误差等原因,运动副中的间隙是不可避免的。为了研究转动副间隙对系统动态特性的影响,建立了一种含间隙转动副的非线性碰撞力模型,同时采用基于库仑摩擦定律的Threfall力模型描述间隙处的摩擦作用。将含间隙副的两轴液压振动试验系统模型嵌入到 ADAMS动力学分析软件中进行动力学仿真分析,仿真结果表明：在异步简谐激励下,间隙尺寸和激振频率对液压振动试验系统的加速度响应特性都有很大影响,间隙越大,激振频率越高,加速度响应峰值越大,但对位移响应影响较小。     

簇绒地毯织机结构振动声辐射特性研究

为进行簇绒地毯织机结构声辐射特性研究,首先建立簇绒地毯织机主织造机构的有限元模型,以实际测量得到的振动速度信号作为激励,计算主织造机构加速度响应;然后,利用LMS Virtual.Lab Acoustics软件建立地毯机主织造机构和工作空间的声学边界元模型,以加速度响应作为声学边界条件,采用直接边界元法计算主织造机构的声辐射噪声;随后,采用间接边界元法进行工作空间与玻璃耦合的复合声场的噪声计算,分析其声场分布特性并计算工人人耳处场点声压级;最后,实验测得工人作业处场点声压级,其结果表明:对簇绒机主织造结构表面的噪声来说,主轴位置处的噪声值较高,声波辐射具有一定的指向性,并且随着频率升高,工作空间中的声场分布逐渐均匀,工人作业处的噪声值较高。     

簇绒地毯织机结构声辐射特性研究

为进行簇绒地毯织机结构声辐射特性研究,首先建立簇绒地毯织机主织造机构的有限元模型,以实际测量得到的振动速度信号作为激励,计算主织造机构加速度响应;然后,利用 LMSVirtual.LabAcoustics软件建立地毯机主织造机构和工作空间的声学边界元模型,以加速度响应作为声学边界条件,采用直接边界元法计算主织造机构的声辐射噪声;随后,采用间接边界元法进行工作空间与玻璃耦合的复合声场的噪声计算,分析其声场分布特性并计算工人人耳处场点声压级;最后,实验测得工人作业处场点声压级,其结果表明：对簇绒机主织造结构表面的噪声来说,主轴位置处的噪声值较高,声波辐射具有一定的指向性,并且随着频率升高,工作空间中的声场分布逐渐均匀,工人作业处的噪声值较高。     

基于Hilbert-Huang变换识别柴油机缸盖阻尼比

实验敲击某型12150柴油机缸盖,采集振动加速度信号。利用经验模式分解提取了振动加速度信号中主要频率成分对应的模态响应衰减分量,对各分量进行希尔伯特变换和最小二乘法拟合,得到了缸盖系统的模态频率及阻尼比。将计算结果用于缸盖系统的瞬态动力学仿真,说明利用该方法计算的缸盖系统模态频率及阻尼比合理,能够满足缸盖系统动力学研究的需要。     

智能型电梯运行性能测试分析仪研制

为解决电梯检验和安全评价过程中电梯运行性能的快速高精度现场测试分析问题,研制智能型电梯运行性能测试分析仪。通过三轴加速度传感器和声级计测量电梯的运行信号,采用32位嵌入式系统实现信号处理和数值分析,获得电梯的运行加加速度、加速度、速度、位移、振动、噪声等性能参数,三轴加速度非线性误差低于0.1%,频率响应相对偏差低于1%,声级计相对误差低于0.3%。应用试验结果表明:该仪器实现了电梯运行性能的便捷可视化测量和现场快速准确分析,为电梯安全保障领域提供国产化解决方案。     

随机振动下偏心隔振系统仿真分析

针对存在严重偏心的机载设备,通过载荷解耦计算各点支撑承受质量载荷,确定隔振系统固有频率,计算系统的刚度和阻尼;将系统中隔振器简化为线性弹簧阻尼单元,建立隔振系统的有限元模型,采用基础运动法分析隔振系统在随机振动下的加速度响应,最后根据试验结果优化隔振器的刚度和阻尼,使隔振系统的Y向在随机振动下的加速度响应误差从44.95%降到7.47%,固有频率误差从37.43%降到-0.25%,其他两个方向的仿真误差也都显著降低,获得较精确的隔振系统动力学模型,为偏心机载设备隔振设计提供指导依据。     

基于频域和时域振动模型的轨道交通桥梁噪声预测对比分析

分别采用基于模态叠加法的时域车辆-轨道-桥梁耦合振动模型和基于移动粗糙度激励的频域耦合振动模型对某U型梁桥的动力响应进行仿真分析,对两种数值方法计算获得的轮轨力和桥梁振动加速度进行对比。然后分别结合2.5维声学边界元和三维声学边界元对两种振动模型的辐射噪声进行预测,并对比了两种模型获得的桥梁噪声频谱和空间分布规律。研究表明,两种模型获得的轮轨力基本相同,且峰值频率一致;考虑多车轮激励效应的频域振动模型和时域模型获得的桥梁振动加速度频谱较为吻合;基于两种振动模型预测的桥梁噪声频谱和声压空间分布吻合较好。     

真空平板玻璃托盘集装包装系统设计与跌落测试验证

目的 对真空平板玻璃进行托盘集装包装系统设计,并进行跌落仿真测试,验证包装方案的可靠性。方法 提出运输包装设计五步法。第1步产品及流通环境调研,得到相关信息;第2步包装方案设计及建模,选用瓦楞纸板、胶合板、EVA泡沫和捆扎带等包装材料,利用SolidWorks软件进行三维建模,建立各跌落工况下的几何模型;第3步有限元模型建立,对各包材选用合适的材料模型,并利用试验测得相关性能参数,在所建几何模型的基础上进行接触设置、网格划分和载荷设置;第4步有限元模型可靠性验证,对模型进行实际试验和相应仿真测试,两者结果对比分析;第5步多工况下仿真测试,涉及跌落、冲击、振动等。结果 展示最具代表性的角、面和棱跌落仿真测试与相应试验结果,最大误差小于10%,验证了有限元模型的可靠性。进一步展示了跌落下各块玻璃的响应加速度,其中峰值加速度远小于真空平板玻璃脆值所允许的加速度,满足防护要求。结论 基于上述运输包装设计五步法,所提出的包装方案满足跌落防护要求,也证实了基于该五步法进行包装防护设计的可行性。     

EPS非线性缓冲包装系统跌落冲击响应分析的线性化方法

为获得非线性系统跌落冲击加速度响应最大值,以EPS缓冲包装系统为研究对象,将系统的全局非线性通过离散转化为局部工作点线性,建立系统动力学方程,获得局部工作点系统响应加速度最大值的解析表达。静、动态试验结果与实测结果的比较分析表明,基于动态试验预测的加速度最大值相对误差小于5%,基于静态试验预测的最大加速度相对误差在10%以内,动态试验预测结果优于静态试验。在黏性阻尼假设条件下,随阻尼比(系统阻尼比小于0.2)增加,基于静、动态试验预测的加速度最大值减小,相对误差增大。该方法分析过程无需系统非线性本构关系,可推广到其他非线性缓冲包装系统跌落冲击加速度响应的预测分析。