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.     

高固有频率构件分频共振时效的分析计算

利用力学、线性和非线性振动理论,对高固有频率构件进行振动时效的新方法－－分频共振的原理和应用进行了讨论。指出对同一构件进行振动时效处理,要达到相同的时效效果。分频共振方法所用的激振力比直接共振方法所用的激振力要大些。从理论上说明了分频的方法是行之有效的方法。     

下料时初始激振频率的选择方法

针对金属棒料的精密下料问题,采用断裂力学和材料力学相结合的方法,获得棒料下料时临界最大初始激振频率和最小激振频率的计算公式.分析不同材质棒料下料时初始激振频率的选择方法.45钢棒料的下料实验结果表明,该公式所得的结果和下料实验结果相吻合.     

304不锈钢棒气动式可控旋弯下料工艺及试验

针对金属棒料传统下料工艺存在断面质量差、材料利用率低、能耗高等问题,提出一种综合利用预制环状V型槽缺口效应、起裂微裂纹及扩展宏观裂纹裂尖应力集中效应的新型气动式棒料可控旋弯下料工艺,详细介绍了该下料工艺的工作原理。基于该工作原理研制了金属棒料气动式旋弯下料试验装置,利用材料力学强度理论与线弹性断裂力学理论,建立了弯矩载荷作用下金属棒料下料过程的力学模型,获得了环状“V”型槽根部微裂纹萌生载荷、扩展裂纹起裂载荷及瞬断载荷的理论计算公式。采用三种不同恒应力强度因子幅水平载荷控制曲线对φ30 mm直径的304不锈钢棒料进行下料试验研究,结合所提出的坯料断面评价方法及其评价指标,对下料所得坯料质量进行了量化评价。结果表明,保持裂尖处于恒应力强度因子幅水平,可以实现金属棒料的可控精密下料,断面质量和下料时间随幅值水平提高而降低,当裂尖处△K=0.7K_c时,坯料最终瞬断区最小。该下料工艺利用断裂力学理论建立旋弯下料机理,可以指导实际下料试验,为后续下料工艺数据库的建立提供理论支撑。     

低周疲劳精密下料新工艺及试验研究

传统的金属棒料下料工艺存在着材料利用率低、能耗高、生产效率低以及下料断面质量差等问题。采用一种新的下料工艺-周向加载低周疲劳精密下料技术,利用V形槽的应力集中效应,促使棒料V形槽底尖端处疲劳裂纹的萌生及疲劳裂纹的快速扩展。描述周向加载低周疲劳精密下料机的工作原理。给出在低周疲劳下棒料V形槽根部裂纹是否起裂的判据。采用两种控制曲线对5种材料(20钢、H59、45钢、20Cr和LY12)的棒料进行试验研究,实现加速棒料裂纹的产生、扩展并获得良好的棒料断面质量。试验结果表明,V形槽的应力集中效应可以有效地减小棒料下料过程中的平均应力,在不断增加打击位移的同时减小冲击频率可以保证棒料裂纹的稳定扩展和断裂。     

REGULARITY OF VIBRATION RESPONSE OF MECHANICAL SYSTEM UNDER AFFECT OF VARI-FREQUENCY EXCITING FORCE

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机床主轴的动刚性评估法

基于动刚性与固有频率的联系性，在安装在主轴上的实验棒上加振动脉冲后测其固有频率的方法求出主轴的动刚性，提出了一种机床主轴的动刚性的检查法，并对被测的机床又进行切削实验，调查了机床主轴的刚度与加工面粗糙度的关系。     

磁轴承激励下转子系统动力学特性

为分析磁轴承激励下转子系统的振动机理,应用一维有限元方法建立了双盘转子系统动力学特性计算模型,研究了不同类型磁轴承激励下转子系统的动力学行为。研究结果表明：同向旋转的扫频激励力激发了转子系统的正进动模态,而反向旋转的扫频激励力激发了转子系统的反进动模态,两种情况下转子系统均以圆轨迹进动;由于单向简谐激励力可以分解为同向旋转激励力和反向旋转激励力之和,因此在单向简谐扫频激励力作用下,转子系统的反进动和正进动模态均被激发,转子系统以椭圆轨迹进动;在双向简谐扫频激励力作用下,转子系统的进动方向和进动轨迹取决于两个激励力的相位差。研究成果为评估高压压缩机转子系统稳定性时磁轴承激励方案的选取提供了理论依据。     

基于四端网络法的超声珩齿振动系统设计

从变截面杆作一维纵振动的运动方程出发,建立机械四端网络的数学模型及传输特性方程,导出了超声珩齿复合振动系统的频率方程和放大系数计算公式。将小端接圆柱杆的复合圆锥形变幅杆与被加工齿轮组成复合振动系统,将齿轮简化为圆柱杆,采用四端网络方法,得出了复合振动系统的频率方程与放大系数公式。     

激振力复杂变化的振动系统设计

介绍了振动系统的整体结构以及由直流电机和偏心轮组成的激振装置。对偏心轮的结构及其产生的激振力做了详细分析。最终设计出一个激振力复杂变化的系统。     

ZERO MODE NATURAL FREQUENCY AND NONLINEAR VIBRATION OF COUPLED LATERAL AND TORSION OF A LARGE TURBINE GENERATOR

Zero mode natural frequency (ZMNF) is found during experiments. The ZMNF and vibrations resulted by it are studied. First, calculating method of the ZMNF excited by electromagnetic in vibrational system of coupled mechanics and electrics are given from the view of magnetic energy. Laws that the ZMNF vanes with active power and exciting current are obtained and are verified by experiments. Then, coupled lateral and torsional vibration of rotor shaft system is studied by considering rest eccentricity, rotating eccentricity and swing eccentricity. Using Largrange-Maxwell equation when three phases are asymmetric derives differential equation of the coupled vibration. With energy method of nonlinear vibration, amplitude-frequency characteristics of resonance are studied when rotating speed of rotor equals to ZMNF. The results show that ZMNF will occur in turbine gen erators by the action of electromagnetic Because ZMNF varies with electromagnetic parameters, resonance can occur when exciting frequency of the     

一种柔性冗余度机器人的动力学优化算法

提出了一种柔性冗余度机器人的动力学优化算法 ,它采用拉格朗日乘子法 ,既根据复模态算法进行动力学优化以实现机器人末端的振动抑制 ,又可同时进行关节驱动力矩的优化。最后通过对三维四自由度柔性机器人的数值仿真 ,初步验证了这一方法的有效性和良好效果     

球式自动平衡装置在倍频激励下的研究

阐述了球式自动平衡装置在倍频激励下的研究意义,介绍了产生半倍频激振力和二倍频激振力的原因和振动特性,构建了在倍频激励下的运动方程,并应用Matlab软件研究了其动态特性。     

立式屏蔽电机半速涡动异常振动试验分析

针对某型主泵屏蔽电机在厂内试验中出现的异常振动问题进行了试验分析研究。首先,采用加速度计对屏蔽电机在变速过程中的振动进行了测试,获得了信号特征及其频谱成分;其次,采用锤击法对电机定子和转子的振动特性进行了模态测试,并利用小波对测试信号进行"去噪"处理,获得定、转子准确的频谱曲线。结果表明,半速涡动频率与定子系统固有频率耦合引发共振是造成电机振动异常的主要原因,多数情况下,这种耦合是发生在转子系统上。在此基础上,提出了增加试验临时支撑固定电机的假泵壳的质量,使定子系统固有频率降低,并调整轴承间隙来降低半速涡动的激振力幅值,起到了很好的消振效果。     

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。     

多刃均布式镗杆系统振动耦合问题研究

深孔镗削过程中,由于镗杆的悬伸量较大,刚度差,强度低,在镗削过程中易产生振动。自激振动是金属切削过程中产生的振动类型之一,同时其振动机理的揭示以及对它的控制相对于受迫振动的研究而言较为困难。本文针对多刃均布式镗杆系统,在建立其力学模型的基础上,计算镗刀所受的动态切削力,并对镗杆振动系统耦合微分方程进行推导计算,对该耦合系统的稳定性进行分析,最后得出引起该系统产生自激振动的条件。     

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。     

车铣加工薄壁回转体的有限元分析

使用Ansys8.0建立了工件的三维实体模型,确定了车铣过程中的激振力,利用模态叠加法(ModeSuperposition)对薄壁回转体工件进行了不同切深的谐响应有限元分析。分析结果表明,在对薄壁回转体工件进行车铣加工时,为防止共振现象产生,应避开各阶固有频率。     

分支轴系弯曲振动的机械导纳综合分析法

为分析分支轴系的弯曲振动特性，将轴系细分，成化由若干个子系统组成的振动系统，介绍系统及轴系各分支机械导纳，合成分式的推导过程，根据这些公式可对子系统进行综合，求出轴系各分支总的机械导纳，以及对同系各分支进行综合，求出整个轴系总的机械导纳。计算各频率下系统的机械导纳值，即可画出其导纳－频率曲线，该曲线则反映了分支轴系的弯曲振动特性，根据曲线的峰值点，即可得到分支轴系弯曲振动的固有频率及临界转速等。     

压力测试平台在燃料泵送系统中的应用

针对燃料泵送系统存在的水击压力过大、气液分离不足以及汽蚀等问题，采用压力传感器和数字信号采集系统建立燃料泵送系统压力测试平台。根据测得的压力信号，对燃料枪关闭瞬间流量、管长、溢流阀调定压力以及主阀弹簧刚度对水击效应引起的峰值压力的影响进行研究，并通过频率分析方法和小波分析方法较精确地获得系统的气液分离值和临界汽蚀压力点。该测试平台不仅能实时可靠地对系统压力进行定量诊断与识别，同时还可以为燃料泵送系统的性能优化提供依据。