考虑电磁激励的车用永磁同步电机转子扭振特性

研究了车用永磁同步电机转子系统在电磁激励与机械激励作用下的非线性扭振特性.建立了电磁激励作用下的转子系统机电耦合扭振振动模型,利用多尺度法求解了振动方程,确定了电机-转子系统扭振的稳态解及其稳定性.分别研究了永磁同步电机内功率因数角、极对数、电机运行的磁饱和系数以及转子系统的扭转刚度等对转子系统扭转振动特性的影响.研究结果表明:合理地控制和设计永磁同步电机的电磁与机械参数,可以避开车用永磁同步电机转子系统的扭转振动系统可能出现的跳跃及分岔等不稳定现象.     

液压波动激励下的充液管道动力学特性

为了对充液管道的振动加以利用,研究其在非定常流激励下的动态特性,构建了以激波器为液压波动发生器的管道激振系统,建立管道液压激振的流-固耦合有限元数学模型,并求解了管道的动态响应.数值模拟结果表明:管内流体压力呈周期性冲击压力,其峰值压力是系统压力的数倍,且随系统压力的增大而增大;管道振动也呈现出周期冲击振动特性,并伴有高频谐波,冲击频率受控于激波器,振幅受控于系统压力,沿管道轴向两端振幅较大而中间较小,冲击振动主要由水击效应和固-液耦合的复合作用引起.设计了液压波动激振试验系统,仿真结果与实测数据符合较好,揭示了充液管道波动激励下的振动响应特性,为系统的振动主动控制提供了理论和数据支持.     

豚鼠耳蜗基底膜的振动特性

为探讨豚鼠耳蜗基底膜的听觉机制,利用多普勒激光测振技术进行了声音在28只成年健康豚鼠耳中传递的测试实验.将豚鼠麻醉后切断头取出听泡,采用电钻暴露其耳蜗基底膜,利用多普勒激光测振仪在给定的声压级、频率的纯音激励条件下测量豚鼠外耳道耳蜗基底膜的振动速度,并测量了中耳镫骨的振动速度.结果表明,豚鼠外耳道基底膜具有频率选择特性,而且其基底膜的振动具有行波特性.     

具有模态解耦构型的纵弯直线超声电机

为减小纵弯直线超声电机的模态间耦合效应,提高电机的控制性能和效率,研制了一种新构型的模态解耦型超声电机.该电机采用兰杰文换能器结构,压电陶瓷布置模式为:纵振压电陶瓷置于电机中部,弯振压电陶瓷置于电机纵弯振型的波腹处.利用有限元模态分析方法,通过调整结构参数对电机纵弯固有频率进行调谐使其趋于一致.对样机的阻抗特性分析和多普勒激光测振结果显示:纵弯模态间耦合程度明显降低,其典型机械输出特性中最大速度为920mm/s,最大推力为45N,指标优于在基本尺寸和激励条件相近前提下的非解耦构型的480mm/s和25N.     

风电叶片多点加载系统的机电耦合特性及试验研究

针对风电叶片加载多点激振时出现耦合问题,对多点疲劳加载系统进行合理简化,以两点摆锤激振加载为对象建立动力学数学模型,构建系统的机电耦合方程.在共振条件下的对机电耦合关系进行求解,通过相平面法得到振动系统的机电耦合特性、平衡奇点处的谐振同步性及稳定性条件,揭示加载系统出现耦合现象的机理.试验研究系统动态分岔耦合、主共振机电耦合特性及机电耦合作用下的同步控制,验证理论分析的正确性及控制算法的有效性,为疲劳加载系统的工程应用提供指导及试验参考.     

风电叶片双锤激振加载振动耦合特性及试验研究

针对风电叶片双锤激振加载过程出现振动耦合特性,对叶片疲劳加载系统进行合理简化,基于拉格朗日方程建立动力学数学模型。利用小参数周期平均法对其在共振条件下的幅频特性进行求解,通过相平面法得到振动系统的耦合特性及稳定性条件,对系统振动耦合过程主要影响参数进行数值仿真。在此基础上对系统耦合同步传动、动态分岔耦合、振动耦合同步控制、叶片加载过程进行试验研究,验证理论分析的正确性及控制的有效性,为进一步开发高效的风电叶片疲劳加载试验系统,提供理论支持和试验依据。     

强风作用下大型双曲冷却塔风致振动参数分析

基于作者已提出的大型冷却塔风振计算方法(一致耦合法),结合风洞测压试验获得的表面气动力模式,分析了结构本身因素和外界干扰对强风作用下冷却塔结构风致振动的影响,对不同动力特性及阻尼比的冷却塔模型进行了风振响应背景、共振、耦合项及风振系数的精细化数值计算,对比并初步探索了周边干扰下大型冷却塔的风振机理.发现了特征尺寸、阻尼比和周边干扰对冷却塔风振响应的影响规律,为进一步理解冷却塔结构风致振动现象,避免不利共振的产生及采取相应的控制措施提供了有益的结果.     

汽车悬架振动的拟脉冲激励试验研究

研究了拟脉冲激励下的汽车悬架振动.给出了汽车悬架拟脉冲激励的机理和试验系统.结合汽车实际运行工况特点,分别采用三角木法和4PLD型汽车制动-悬架隔振效率试验台进行汽车在通过减速带或障碍物和紧急制动两种典型拟脉冲激励工况下的悬架振动试验.获得各工况下的悬架特性曲线,绘制功率谱密度图形,并计算最大Lyapunov指数和关联维数,分析得出不同工况下汽车悬架的振动特性.     

多锤电驱式激振系统的振动耦合特性及控制

针对振动锤联动激振耦合特性,以两振动锤为对象建立动力学模型,利用拉格朗日方法推导系统数学方程;基于能量分布法对耦合过程中的能量分布进行求解,分析了激振系统在各频率段的耦合规律,利用哈密顿原理推导系统振动同步的条件,得到相位差所处的稳定区间;构建多锤激振的同步控制系统,对耦合作用下的同步控制进行研究,确立了相邻偏差耦合转速调节及虚拟锤点动相位调节控制方式,并进行理论分析和控制方式的试验验证.结果表明:共振点的外耦合能量对相位差不产生影响,相位差有在低频区朝零趋近、近共振区朝±/2趋近及超共振区朝±趋近的趋势;采用相邻偏差耦合转速调节及虚拟锤点动相位调节控制方式,系统同步效果良好.     

超声激振的倒装芯片焊球缺陷检测方法研究

针对倒装芯片内部焊球缺陷难以检测的问题,提出了基于声固多物理场耦合的超声激振检测方法．首先,建立倒装芯片超声激振检测仿真模型,模拟了含有典型缺陷(缺球和虚焊)的倒装芯片在超声激励下的振动响应,仿真结果显示焊球缺失和虚焊会引起倒装芯片振动速度的明显变化;其次,搭建超声激振倒装芯片检测系统,对倒装芯片进行检测,获取含不同缺陷倒装芯片的实际振动信号;最后,利用核主成分分析算法改进多粒度级联森林网络,对含典型缺陷的倒装芯片振动信号进行识别与分类．仿真和实验结果验证了基于多粒度级联森林网络和超声激振技术检测倒装芯片焊球缺陷的有效性．     

振动参数对筛分效率影响的实验研究

选用经过干燥的硅粉、钼粉和锌粉物料作为典型物料研究对象,通过实验研究振动参数对颗粒筛分效率的影响.首先,研究振动频率、偏心块夹角、料层厚度、不同物料性质对普通旋振筛筛分效率的影响,得出典型物料在普通旋振筛作用下的最佳振动参数;然后进行超声波振动实验,实验表明,超声波振动能够有效打散细粉物料颗粒团聚体,解决筛孔堵塞问题,显著提高了筛分效率.根据实验结果可以获得硅粉物料颗粒在普通振动和超声波振动综合作用下的最佳组合参数.     

大型光机装置隔振地基的地脉动响应分析方法

大型光机装置隔振地基上的地脉动响应对装置的稳定性有重要影响。为了准确、快速地获得大型光机装置隔振地基的地脉动响应,建立了地脉动响应分析的频域方法。首先采用人工边界层方法模拟无限地基边界的影响,建立了神光装置隔振地基结构的有限元模型,并根据试验结果确定模型中岩土的材料参数及模型基础位置的地脉动载荷输入。再在频域空间基于模态叠加法进行基础随机激励的功率谱密度(power spectral density, PSD)分析,获得装置隔振地基上加速度PSD响应。最后将地基上的加速度响应计算结果与试验结果进行比较,计算PSD曲线与试验结果吻合良好,且均方根计算结果与试验结果的最大差别小于5%。计算与试验结果吻合较好验证了本文方法的正确性,相关方法为类似大型精密电子/光学装置厂房结构的隔振地基地脉动响应计算提供了理论基础。     

磁流变弹性体扭转吸振器设计与动力学仿真

研制了一种以磁流变弹性体为核心智能控制元件的半主动扭转动力吸振器,基于扭转方向上的动力吸振器消振原理,设计了扭转动力吸振器的基本结构.对吸振器进行磁路仿真分析,保证强闭合磁场能够有效控制磁流变弹性体刚度;利用有限元软件进行吸振器动力学仿真,保证了吸振器固有频率对外界激励频率的有效跟随,以实现吸振效果.将吸振器安装在传动系统对应位置,进行传动系统振动响应仿真分析,结果表明动力吸振器能够有效削减传动系统的瞬态波动转矩.提出的磁流变弹性体半主动扭转动力吸振器为旋转机械系统减振应用提供了一种新的思路.     

超声振动对内燃机缸套摩擦润滑状态影响的研究

降低缸套-活塞组件的摩擦力是提高内燃机可靠性和耐久性的重要技术问题。在关于摩擦副减摩的研究与实践中,超声振动减摩因其良好的减摩性能得到了研究人员的广泛关注。为了研究超声振动对内燃机缸套组件摩擦润滑状态的影响,本文对比分析了在缸套外壁有、无超声激振条件下的内燃机摩擦损耗。通过对内燃机缸体进行结构改制,在内燃机倒拖试验台上引入超声激振设备,搭建了新型单缸内燃机的超声振动减摩试验台架。通过试验研究了内燃机缸套活塞组件在不同激励工况下的超声振动减摩情况。研究表明：施加高频振动后,缸套-活塞组件间出现了接近于粗糙度等级的动态变形,内燃机摩擦损耗较未激振前呈现出小幅降低。     

双自由度磁悬浮式桥梁振动能量采集器数值仿真和优化

提出了一种能利用桥梁振动能量为传感器持续供电的双自由度磁悬浮振动能量采集器(TMEH),该系统的能量采集效率远高于传统单自由度磁悬浮振动能量采集器(SMEH).推导了TMEH系统的运动控制方程和机电耦合方程;建立了TMEH的多目标优化模型,提出了基于NSGA2算法的能量采集器参数优化设计方法;最后将TMEH和SMEH在简谐振动激励和桥梁随机振动激励作用下的响应特性和能量采集效率进行了对比.研究结果表明:1)通过NSGA2算法优化设计,TMEH能获得更宽的采能带宽和更高的输出功率;2)TMEH比SMEH的采能效率有明显提高.在简谐振动激励和桥梁随机振动激励作用下,TMEH的输出功率比SMEH增加了约2倍.     

涡桨发动机安装系统动力学设计方法研究

针对涡桨发动机安装问题,提出一种动力学设计方法,实现了发动机隔振器的刚度优选。首先,推导了考虑耦合前后的振动传递率及发动机低频位移的计算公式。然后,利用提出的方法优选了一组五点安装隔振器的刚度并进行评估计算。结果表明：发动机安装系统满足主要激励频率的隔振要求,侧向和垂向获得了独立振动,其他方向的振动解耦率达93%以上,振动传递率计算中应特别考虑耦合对较小激励方向的影响。     

Dynamic Characteristics of Tracked Vehicle Power Train Considering Road Random Torsional Excitation

The road random torsional excitation is one type of torque rooted from the road roughness and vehicle drive system. This paper aims to study how the road random torsional excitation affects the dynamic characteristics of vehicle power train. The method of simulating the random torsional excitation of tracked vehicle is explored at first. Secondly,the road random torsional excitations under different road roughness,vehicle speeds and pre-tensions are obtained. Thirdly,the dynamic analysis model of tracked vehicle power train is constructed with the consideration of the road random torsional excitation. Eventually,the influences of this excitation on output torque,bearing support force,vibration acceleration and dynamic shear stress of transmission shafts are intensively studied.The research conclusions are helpful to correct and refine the present virtual prototype of tracked vehicle power train.     

胶辊式砻谷冲击隔离系统隔振技术分析与仿真

针对胶辊式砻谷振动噪声大的问题,进行了胶辊式砻谷冲击隔离系统隔振技术的研究。首先设计实验确定砻谷装置工作时产生的机械冲击激励为砻谷作业的主要激振源,然后通过理论求解计算出激励力的力幅,再根据胶辊砻谷的工作特性和减少振动传递的要求,提出了一种在胶辊内安装由隔冲器对压并联构成的冲击隔离系统,最后在ADAMS中对冲击隔离系统进行静态下的受压特性和扭转特性仿真分析,验证了冲击隔离系统工作的稳定性;对冲击隔离系统进行脉冲冲击下的动力学仿真分析,获得了胶辊在脉冲冲击下的位移曲线和胶辊安装轴盘受力曲线,将轴盘受力最大值与理论计算出的激励力幅比较,得到安装冲击隔离系统后激励力的传递率为49.5%,验证了在胶辊内安装由隔冲器对压并联构成的冲击隔离系统对减少振动的传递具有有益效果。     

动力传动轴-机匣系统耦合振动特性

从转静子系统耦合振动机理出发,以某型动力传动轴-机匣系统为研究对象,采用有限元方法对系统进行耦合振动分析,并开展了系统动力特性试验,结果表明：该动力传动轴-机匣系统工作转速范围内出现了2阶系统耦合共振,并且该2阶共振导致系统出现了较为明显的振动响应,因此工程中在设计阶段应开展系统耦合振动分析,确保在工作转速范围内不存在系统耦合共振。研究工作可更好的辅助传动系统的动力学设计。     

汽车随机振动系统平顺性线性时域模拟

建立了汽车整车振动系统的八个自由度线性模型,在四轮相关随机路面激励的条件下,采用数值计算方法对整车振动进行了时域模拟和傅立叶谱分析,并通过试验验证了模拟方法准确性。此模拟方法可实现平顺性的分析、预测和参数成化,可作为汽车平顺性设计的辅助工具。