双层隔振系统模态匹配分析及其振动特性

针对出口内燃动车动力包的双层隔振问题,根据双层隔振系统的结构参数,建立双层隔振系统的有限元模型。对双层隔振系统进行了模态计算,掌握了系统的频率特性。根据柴油机组激振力的频率特性,定量对双层隔振系统进行模态匹配分析。对双层隔振系统进行谐响应计算,准确判断构架和机组是否发生共振,验证模特匹配的合理性。施加怠速工况下的各个激振力,对双层隔振系统进行了强迫振动计算,计算双层隔振系统的振动烈度和传递率。结果表明：双层隔振系统的隔振性能良好,能满足实际工程需求,研究结果可为实际工程提供参考。     

多子系统双层隔振实验台设计

动力包双层隔振系统除机组外还有静压泵和空空冷却装置的隔振,从而构成了典型的多子系统双层隔振系统,其隔振设计将直接影响动力包结构部件的工作寿命和动车的乘坐舒适性。为研究多子系统双层隔振系统的隔振设计方法,以内燃动车动力包隔振系统设计为对象,设计了一种多子系统双层隔振实验台,重点对公共构架、安装支架等进行了结构设计;并利用ANSYS软件对安装支架进行了动态性能分析;通过虚拟装配设计保证了结构部件之间不存在装配干涉;最后对加工完成的实验台进行了测试,结果表明实验台隔振效果明显。可对多子系统双层隔振系统的隔振设计进行实验研究。     

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。     

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。     

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。     

船用发电机冷却器隔振设计及模态分析

为减小机组运行时冷却器的振动,提出一种新型的冷却器隔振设计。基于被动隔振系统模型,计算不同排布隔振系统的隔振效果,确定弹性支撑件数量及排布。利用有限单元法对具有新隔振设计系统的发电机本体进行建模与模态分析,以获取前20阶模态的固有频率和振型。通过动态系统建模与分析,得到结构模态参数。应用LMS振动及动态信号分析仪对冷却器进行了模态测试与分析,验证了有限元计算模型的正确性,并进一步验证了冷却器隔振设计的可行性和有效性。     

动力机组双层隔振系统新型隔振器设计及研究

针对某动力总成双层隔振系统,建立了将试验台的机组及构架均视为柔体的双层隔振系统仿真模型,通过模态测试验证了模型的准确性,分析了隔振器三向刚度变化对系统隔振特性的影响;基于Mooney-Rivlin模型,分析了不同开槽角度及宽度对橡胶隔振器三向刚度的影响,完成了新型隔振器设计。通过振动测试实验验证了新型隔振器对系统隔振性能的提升效果。研究表明:隔振器水平刚度变化对系统隔振性能影响不大,水平刚度降低主要引起系统振动速度及传递力响应在低频段的移频,对高频段基本没有影响;降低隔振器垂向刚度虽会在一定程度上增大系统低频段(对应机组启停工况)的振动烈度,但能够有效地降低系统中、高频段(对应机组正常运行工况)的传递力。     

八轴电力机车构架有限元分析

为尽可能反映构架等结构中真实应力,采用Solid 95单元、Solid 45单元、Solid 285单元、Solid 92单元分别用2～20 mm的单元尺寸对T型构件进行网格划分,在相同边界条件下对其进行计算,通过计算结果与理论解的对比分析,提出了构架有限元模型中单元的选择方法,建议使用Solid92单元,规则处选用8～16 mm的单元尺寸,不规则处选用8 mm以下的单元尺寸。分析了某八轴电力机车转向架构架的载荷特点,考虑了与实际条件更加接近的载荷工况,利用大型有限元分析软件ANSYS对该构架进行静强度及疲劳强度仿真计算。研究表明构架静强度足够,疲劳强度满足要求。     

搅拌摩擦焊构架强度与疲劳分析

为避免搅拌摩擦焊构架在焊接过程中因强度不足而发生损坏,进而影响焊接效果,对搅拌摩擦焊构架进行了强度与疲劳分析。根据搅拌摩擦焊构架在实际情况下的载荷,基于有限元分析方法,应用HyperMesh软件进行网格划分,并应用ABAQUS软件确认应力集中区域,对静强度和疲劳强度进行仿真计算。结果表明:所研究的搅拌摩擦焊构架,其静强度和疲劳强度满足设计要求,为后续结构优化提供了依据。