螺栓松动边界下纤维增强复合薄板固有特性分析

通过人工弹簧刚度法对螺栓松动边界下纤维增强复合薄板的固有特性进行了分析。首先，为了研究螺栓松动边界的影响，人为地在复合薄板的约束端引入多组弹簧来模拟不同程度的螺栓松动边界，并建立了此类型边界下复合薄板的理论模型。然后，采用正交多项式法建立薄板自由振动的振型函数，并通过Ritz法对方程进行求解，计算此边界下薄板的固有频率和模态振型，给出具体的计算流程。最后，设计并组配了带有预埋压力传感器的螺栓松动边界下复合薄板的振动测试系统，准确测试了螺栓松动不同程度边界下对应的固有频率和模态振型，将实验结果与理论分析结果进行对比，发现两者的振型形态基本一致，其固有频率的误差在0.08%~7.54%之间，属于误差允许的范围，从而验证了所提出方法的可行性。     

某高射机枪的有限元和实验模态分析

为进一步研究高射机枪的动态特性,特对该机枪自动机进行了实验模态分析,获得了其固有频率、阻尼比和振型。以UG软件为基础进行了有限元模态分析,并与试验的结果进行了对比和验证。通过实验模态和计算模态的对比,验证有限元模型具有较高精度的动态响应特性;为后续的动态设计优化提供理论依据。     

基于ANSYS Workbench的高速电主轴模态分析及其动特性实验

介绍了电主轴的主要结构,并以260XDJ 12型车铣复合加工中心用电主轴建立有限元模型,应用ANSYSWorkbench对电主轴进行模态分析,得到其固有频率、振型以及临界转速.并通过激振试验对分析结果进行实验验证,实验结果验证了电主轴设计的合理性.     

通过边界条件的设计控制结构固有振动特性

研究了通过设计结构的边界支撑条件来控制其固有频率和振型节线位置的方法。对较少的边界支撑条件进行设计，就可达到对较多的结构参数进行设计所能获得的效果，这在理论和实践上都具有一定的价值。为验证这一思想，文中给出了一个计算实例及其实验结果。     

悬臂薄壁短圆柱壳的高阶模态特性研究

采用传递矩阵方法研究了悬臂薄壁短圆柱壳的高阶模态振动特性。首先基于Love薄壳理论建立了薄壁短圆柱壳的动力学模型,根据壳体截面上的状态向量,利用传递矩阵方法推导了1阶状态微分方程组,然后采用高精度的精细积分方法进行求解,计算得到了高阶固有频率,绘制了三维模态振型,最后通过有限元法进行了比较。结果表明,通过传递矩阵方法可以对悬臂薄壁短圆柱壳的高阶固有频率进行精确求解,得到的三维模态振型与有限元结果具有较好的一致性。     

某风扇振动破坏的有限元模态分析及试验验证

针对某海洋平台天然气往复压缩机组中高压电机外风扇破裂问题,对风扇进行有限元振动模态分析,计算其固有频率和振型,同时通过试验模态测试验证了计算结果。模态结果表明,试验模态测试与有限元计算结果吻合良好;风扇1阶固有频率与转速3倍频接近,3阶固有频率与6倍频接近,容易引起低阶共振,且表现为弯曲和扭转的复合振动模态,是导致风扇破裂的主要原因。谐响应结果表明,风扇应力集中区域与风扇出现裂纹位置一致。     

基于模态实验的螺栓结合部动刚度识别方法

采用LMS Test.Lab对螺栓结合部进行模态实验分析,获得了系统的六阶固有频率和振型,为有限元仿真中模态分析做参照。利用ANSYS Workbench对有限元模型中弹簧的参数进行设置并进行模态分析,计算出六阶振型和固有频率。对比仿真计算的结果和实验测得的结果,识别出螺栓结合部的动刚度。通过对比螺栓预紧力矩为55N·m时识别结果和实验测试的结果(误差在10%以内),证明了该方法的正确性。本识别方法精度高,识别过程简单,为机械结构中螺栓结合部动刚度的求解提供了一种思路。     

Hamilton体系下阶梯梁的辛求解与实验验证

在哈密顿体系中,用辛数学方法求出了阶梯梁自由振动的固有频率和结构振型,并进行试验验证。通过对具有3个阶梯的两端固支阶梯梁进行实验验证,得到了实测的前4阶固有频率和对应的结构振型。结果表明,辛数学方法所得到的频率和振型与实测结果符合很好,其可靠性与准确性得到了验证,同时,可以很好的保证结果的完备性和收敛性。     

基于MATLAB语言的多自由度振动系统的固有频率及主振型计算分析

多自由度振动系统固有频率及主振型计算分析是研究其振动特性的基础,矩阵迭代法是计算固有频率及主振型的基本方法之一.根据矩阵迭代的方法,利用MATLAB编程并验证程序的正确性.通过程序的运行,能快速获得多自由度振动系统的固有频率以及主振型,为设计人员提供了防止系统共振的理论依据,也为初步分析各构件的振动情况以及解耦分析系统响应奠定了基础.     

双万向节系统轴振的模态分析

以某型号飞机飞控系统中的双万向节系统为例,对系统进行轴振分析。通过弹性轴轴振方程的建立,计算得到了系统的固有频率和振型;在Pro/E中建立了双万向节系统的实体模型,然后导入ANSYS Workbench中进行模态分析;将理论计算结果与仿真结果进行对比分析,验证分析的正确性,并分析了影响系统轴振固有频率和振型的因素。     

汽轮机叶片——叶轮系统耦合振动特性的理论计算和实验研究

对汽轮机叶片—叶轮系统（轮系）耦合振动特性进行了理论和实验研究。首先介绍了一种简便实用的计算轮系振动特性的数值积分方法。此方法考虑了叶片的剪切变形、转动惯量、叶轮轮孔处支承柔度、叶片和叶轮连接处的叶根柔度及离心力等影响轮系振动的各种主要因素，给出了焊拉筋和松拉筋的处理方法，可供计算各种结构轮系振动的静、动频谱和相应的振型。其次，本文利用锤击法对叶片—叶轮系统模型进行了模态分析和参数识别，得到系统各阶固有频率和振型，理论计算结果与实验值的比较较为吻合。     

摆线钢球行星传动自由振动分析

为准确反映摆线钢球行星传动的固有特性,建立了平移-扭转耦合动力学模型,求解了载荷作用时各构件相对位移量,并推导出动力学微分方程,获得了自由振动特征方程,得到了系统固有频率及主振型。分析了结构参数对固有频率的影响,并对理论研究进行了验证。结果表明：机构具有系统全振动模态、输出轴静止振动模态与输出轴扭转振动模态,传动比对固有频率的影响具有不确定性,输出轴支承刚度是影响固有频率的重要参数,验证了理论研究的正确性。     

叶盘结构频率转向特征及失谐敏感性实验研究

搭建了用于失谐叶盘结构固有特性及失谐敏感性研究的实验平台,对谐调叶盘结构的频率转向现象进行了实验研究,验证了以往理论分析和有限元仿真中发现的频率转向特征和模态振型转换现象;通过在叶尖粘贴不同的质量块,模拟了三种典型的叶片失谐形式,实验研究了失谐叶盘结构的模态局部化问题;针对同一叶片失谐形式下不同的模态密度区域,实验研究了模态密度对失谐敏感性的影响规律。实验结果与有限元实验仿真结果吻合较好。     

Investigation of a new-type precision cropping system with variable-frequency vibration

To investigate a new-type precision cropping system with variable-frequency vibration, it is necessary to obtain the characteristics of vibrating force and displacement of shearing die in different exciting frequencies. The model and equations of a six-degree-of-freedom vibrating system are established, and the six natural frequencies of the system are achieved by means of classical analysis method, the amplitude-frequency characteristics are described according to Cramer's rule, and the theoretical analysis results are verified by experiments. The approximate relationship between the vibrating force and exciting frequency are achieved and the experimental results show that crack will propagate along z direction, which is in agreement with the theoretical results. The work-piece cross-section obtained by the experiments has no radial distortion and deviation angle, moreover, the cutting force is lower and the die lifetime is longer compared with common bar cropping method. A new cross-section quality assessment method is proposed for the work-piece obtained under the control of different frequency-time characteristic curves. The assessment results show that the linear decrement control mode is better for producing good-quality work-piece.     

切入式外圆磨削接触刚度与固有频率研究

基于外圆切入磨削系统动力学简化模型,对磨削材料去除率模型的时间常数进行研究,提出了切入式外圆磨削接触刚度的有效测量方法,并建立了磨削接触刚度与系统固有频率的关系模型。通过大量磨削实验,验证了不同磨削工艺参数与接触刚度、系统固有频率及颤振频率的变化规律。研究结果为后续避免或抑制磨削颤振以及磨削工艺参数优化研究提供了实验基础和理论依据。     

某型号电机底座模态分析及固有频率的优化

为计算某型号电机底座的固有振动频率,研究其共振特性,利用Lanczos 法对其进行模态分析,得到了前6阶固有频率及振型。在此基础上,运用Hyperworks软件的Optistruct模块,对底座结构的固有频率进行优化。优化结果表明,此方法能有效提高底座的1阶固有频率,从而避开谐振区,抑制电机与底座之间发生共振。     

柔性机械臂结构-控制耦合特征的实验研究

利用柔性机械臂主动控制实验装置以及相应的动力学参数测试系统 ,采用光电编码器、加速度计和应变片分别检测柔性臂的大范围运动、末端振动及驱动力矩 ,对柔性机械臂结构 -控制耦合特性进行了研究。实验结果发现 :1)由于结构与控制系统的耦合 ,改变了柔性机械臂的第一阶振动频率 ;2 )在实现规定运动时 ,不同结构的柔性机械臂的驱动力矩形式明显不同 ;3)柔性机械臂的驱动力矩具有随伺服驱动系统工频的脉动现象。验证了柔性机械臂结构与控制系统之间存在相互作用 ;指出采取结构 -控制一体化设计方法是提高柔性机械臂性能的一个重要手段。     

EXPERIMENTAL STUDY OF NONLINEAR VIBRATION CHARACTERISTICS OF AN ELASTIC LINKAGE

ＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＡＬＳＴＵＤＹＯＦＮＯＮＬＩＮＥＡＲＶＩＢＲＡＴＩＯＮＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＳＴＩＣＳＯＦＡＮＥＬＡＳＴＩＣＬＩＮＫＡＧＥ￥ＷａｎｇＹｕｘｉｎ；ＺｈａｎｇＣｅ；ＬｕＸｉｎｉａｎ（ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：...     

含集中参数弹性梁振动特性解析与实验识别

基于Laplace变换推导出含集中质量与集中刚度弹性梁的振型函数和典型边界条件对应的频率方程,针对有一个集中质量与一个集中刚度的悬臂梁,求解出其固有特性,并利用基于自然激励技术(natural excitation technique,简称NExT)的特征系统实现算法(eigensystem realization algorithm,简称ERA),即NExT-ERA法对相应结构系统进行了模态识别。通过对比解析结果和实验结果,分别讨论了集中质量与集中刚度大小变化和位置变化时对梁振动特性的影响,得出了集中质量和集中刚度在悬臂梁上位置和大小变化时,悬臂梁固有频率的相应变化规律,为工程中具有集中质量和集中刚度等直弹性梁的振动分析方法和集中参数布置设计提供了参考。     

Experimental study on dynamic characteristics of linear parametrically excited system

An electromagnetic device, acting like a spring with alternating stiffness, has been designed to parametrically excite the cantilever beam transversely in the laboratory. It showed good potential for the experimental investigation of linear parametric system. Therefore, experiments for the natural frequency, the response (both free and forced) spectra and frequency response characteristics of a cantilever beam under electromagnetic excitation, are, respectively, conducted to study the dynamic characteristics of linear parametrically excited system. The vibrational model of the cantilever beam system is established using the assumed mode method. Theoretical results, related to the natural frequency, response spectra and external resonant condition, are presented to verify the experimental results. It is shown that the dynamic characteristics of linear time-periodic system do have some typical features, which differ distinctly from that of the linear time-invariant system.