某弹载结构橡胶隔振器动态特性研究

目前对于多自由度隔振系统的理论研究,隔振器布局方式多为四点支撑的对称结构。而对非对称支撑形式的隔振系统,其固有特性、耦合特性等性能难以进行精确计算。本文针对某弹载结构的三点支撑式隔振系统,应用有限元方法建立了分析模型,并通过模态分析,设计了一种各向同性的小型橡胶隔振器。试验数据表明,有限元模型准确。本文设计的隔振器满足设计方提出的参数要求。此种方法可以推广到其它支撑形式的隔振系统分析中。     

汽车动力总成悬置系统隔振性能仿真方法

针对动力总成悬置系统隔振性能的优劣影响整车的NVH特性,应用隔振原理,给出了由加速度均方根值定义的系统隔振传递率表达式;基于双层隔振机理,分别建立了动力总成6自由度悬置模型和包括车架的12自由度整车模型,并通过仿真分析比较了两种模型的固有特性和频域响应;在怠速工况下研究了悬置软垫处的加速度响应;最终获得各悬置点的隔振传递率曲线。研究结果表明,整车模型能够反应悬置系统的振动特性及其隔振传递率。     

可用于大幅值激励的永磁式非线性隔振器

大加速度激励可极大影响结构的性能,甚至造成其破坏,如火箭发射时产生的强烈振动。提出了一种新型永磁式非线性隔振器,利用永磁力构建等效负刚度,并基于非线性软弹簧实现大加速度激励下的高性能隔振。永磁装置由一个轴向布置的永磁体和三个沿圆周均布的环形永磁体构成,所有永磁体均沿轴向磁化。分析并建立了隔振系统理论模型,基于谐波平衡法推导并得到了非线性隔振器的传递率表达式。设计了非线性隔振器的试验系统,分别研究了隔振器在0.2g、0.3g、5g及7g加速度激励下的隔振性能。结果表明,非线性隔振器在大幅值加速度激励(7g)下具有良好的隔振效果,其峰值频率降低47%,最大传递率降低70%。此外,也研究了永磁装置沿圆周不对称时的隔振特性,在该情况下,峰值频率降低51%,最大传递率降低86%。     

介电弹性体隔振平台设计与多物理场耦合仿真分析

针对航空航天等领域轻质结构的隔振问题,考虑到隔振性能和可靠性的要求,设计了一种介电弹性体半主动隔振平台,并结合自由能理论建立了该隔振系统的机电耦合动力学参激振动微分方程。将介电弹性体材料力电耦合模拟材料子程序(UMAT)嵌入Abaqus非线性有限元分析软件,进行多物理场耦合仿真分析,分析介电弹性体半主动隔振系统共振频率、模态振型与频响函数,从而得到其隔振特性与适用范围。     

环境激励下设备平台微振动混合控制的研究

通过对隔振平台隔振特点的研究,采用主动隔振与被动隔振相结合的混合隔振技术,建立以空气弹簧为被动隔振元件、超磁致伸缩作动器为主动隔振元件的混合隔振系统;针对所设计的隔振平台系统在SIMULINK环境中进行PID控制仿真,并以被动隔振系统为比较对象,考察主动控制效果,并分析比较了考虑与不考虑厂房结构耦合时的控制效果;建立厂房及隔振平台系统的试验模型,进行结构模型试验。根据结构模型试验理论,设计并制作一个三层厂房及双层隔振平台模型,利用PID控制算法,测试系统的隔振效果,并将试验结果和理论分析、仿真结果进行对比分析。     

基于压电摩擦阻尼的四参数隔振系统等效建模与频变阻尼特性分析

在轨卫星搭载的高精度有效载荷对环境微振动异常敏感,从而对隔振系统的振动衰减性能提出了更高的要求。传统两参数被动隔振系统提高隔振性能时,常采用添加定常阻尼进行能量耗散的方式,但存在低频共振峰抑制与高频快速衰减不能兼顾的固有矛盾问题。为了解决这一问题,一种能够实现阻尼特性基于频率变化的四参数隔振系统被提出,采用归一化方法建立其系统传递率与等效阻尼理论模型,并与两参数和三参数隔振系统进行对比分析。基于四参数系统的频变阻尼等效理论,设计一种基于压电陶瓷致动器产生摩擦阻尼的具象化四参数隔振系统,考虑非线性摩擦阻尼的融合问题,并分析中间等效质量参数对阻尼频变特性的影响规律,最后对其频变阻尼特性和隔振性能进行了仿真与实验验证。结果表明：时域上,四参数隔振系统对随机信号的隔振率达到91.1%;频域上,相较常值小阻尼系统,四参数隔振系统在低频共振处的峰值性能提升5.46dB,且高频段保持相近的快速衰减,表现出低频大阻尼、高频小阻尼的频变阻尼特性。仿真与实验结果均表明,系统能够解决被动隔振系统中存在的高低频隔振性能之间的矛盾问题。     

卫星飞轮隔振与吸振联合减振系统设计

分析了抑制卫星飞轮振动的方法,提出了隔振为主、吸振为辅的联合减振方案。研究了会聚式隔振系统参数对其减振性能的影响;针对会聚式隔振系统存在的不足,提出了圆周分布式吸振方法和相应的吸振系统,分析表明会聚式隔振系统在4个方向的隔振效率达90%以上。根据会聚式隔振系统在X平动方向隔振效率较低的问题,建立了会聚式隔振和圆周分布式吸振的联合减振系统仿真模型。仿真结果表明,联合减振系统较单纯的隔振系统在X平动方向减振效率提高近50%,且不改变其他方向的减振性能。因此,联合减振设计方法合理可行,适用于卫星飞轮等主要振源的振动抑制,并为飞轮联合减振系统的工程化设计提供了理论支持。     

气动准零非线性隔振器的刚度特性与参数调控

针对大载荷、低动态频率的机械装备的隔振需求,提出了气动准零刚度非线性隔振技术方案,利用气体负压为静载、波纹管结构提供动刚度,实现了隔振装置的高静态低动态刚度特性。阐述了光滑型气动准零隔振器的结构及工作原理,根据气体状态方程推导了隔振装置的非线性刚度理论模型。为了得到符合设计要求的刚度特性,分别研究了气体占比与初始压强等参数对隔振装置刚度特性的调控规律,发现了合理的气/液比例,既可以实现较低的动态刚度,同时起到大幅振动下位移限位的效果。探讨了过载加速度对隔振系统固有特性的影响,研究发现,过载的存在使得隔振静平衡位置偏离设计的平衡点,因此其线化系统固有频率会发生较明显的变化,这是工程设计根据实际情况需要考量的一点。     

发动机悬置系统怠速隔振优化及工程应用

根据隔振理论以及发动机振动评价指标,借助Adams和Matlab软件分析了发动机悬置系统的固有频率和固有振型。通过试验测得某重型卡车的发动机悬置系统怠速隔振前后的加速度信号。根据试验数据分析了发动机悬置系统怠速振动特性,根据分析结果对发动机悬置的刚度进行优化,并对优化后的悬置系统进行试验测试,通过对优化前后的试验数据的对比分析,得出了优化后的悬置系统可以解决某重型卡车发动机悬置系统怠速隔振差的问题。     

卫星载荷隔振装置特性的微振动试验及分析

载荷隔振装置是为适应高分辨率卫星光学有效载荷高精度、高稳定度工作环境要求而设计的一种高精高稳结构,如何对其特性进行有效的地面试验验证,并量化评估其减隔振效果,成为亟待解决的问题。基于此,通过设计并搭建了一套微振动试验系统,实现了载荷隔振装置的模态特性和传递率特性的测试,获得了有效测试数据,并通过对比分析,量化得到了载荷隔振装置的减隔振效果。试验结果为载荷隔振装置研制提供了重要的基础数据和工程经验,对卫星减隔振系统设计具有广泛的参考价值。     

A novel energy regeneration system for emulsion pump tests

A novel energy regeneration system based on cylinders and a rectifier valve for emulsion pump tests is presented and studied. The overall structure and working principles of this system are introduced. Both simulation and experiments are carried out to investigate the energy regeneration feasibility and capability of this novel system. The simulation and experimental results validate that this system is able to save energy and satisfy the test requirement. The energy recovery coefficient and overall energy regeneration coefficient of the test bench are 0.785 and 0.214, respectively. Measures to improve these two coefficients are also given accordingly after analysis of power loss. This novel system brings a new method of energy regeneration for emulsion pump tests.     

某直列四缸发动机悬置系统模态优化设计

本文针对某四缸发动机模态解耦率较差的问题,对发动机悬置系统模态进行优化设计。首先通过多体动力学软件,建立6自由度发动机悬置系统模型,对模型进行模态分析和计算。以悬置元件的刚度和位置参数为主要设计变量,悬置系统模态能量解耦率为优化目标,采用遗传算法对模型进行优化。优化后,发动机悬置系统的解耦水平有显著提高。     

通过电动汽车换电站提高电力系统暂态稳定性的研究

针对电动汽车换电站大规模接入电网可能将对系统的优化运行产生较大影响的问题,提出了一种换电站的暂态数学模型,就换电站对电力系统暂态稳定的影响进行了研究。考虑简单的模型,分析了通过控制换电站和电网之间的交换功率提高系统的暂态稳定;然后借鉴电力系统储能元件控制方法,利用电力系统综合分析软件(PSASP)的用户自定义模型UD,对换电站的功率交换进行了建模。以新英格兰系统为例进行了仿真计算。研究结果表明,该模型验证了换电站在改善电力系统暂态稳定性方面的效果;同时不同接入位置的仿真结果对换电站的选址也有一定的指导意义。     

一类规则调度系统的Petri网研究方法

研究了规则调度系统的性能分析问题,与传统的仿真研究方法比较,文中采用了基于Ｐｅｔｒｉ网的研究思想,首先运用Ｐｅｔｒｉ网给规则调度系统建模,得到调度规则的形式化表示;然后基于该模型作稳定性及其它性能分析,最后针对一类切换式规则调度系统,介绍了运用混合动态系统理论开展研究的具体思路。     

A scaling procedure for the response of an isolated system with high modal overlap factor

The paper deals with a numerical approach that reduces some physical sizes of the solution domain to compute the dynamic response of an isolated system: it has been named Asymptotical Scaled Modal Analysis (ASMA).The proposed numerical procedure alters the input data needed to obtain the classic modal responses to increase the frequency band of validity of the discrete or continuous coordinates model through the definition of a proper scaling coefficient. It is demonstrated that the computational cost remains acceptable while the frequency range of analysis increases.Moreover, with reference to the flexural vibrations of a rectangular plate, the paper discusses the ASMA vs. the statistical energy analysis and the energy distribution approach. Some insights are also given about the limits of the scaling coefficient.Finally it is shown that the linear dynamic response, predicted with the scaling procedure, has the same quality and characteristics of the statistical energy analysis, but it can be useful when the system cannot be solved appropriately by the standard Statistical Energy Analysis (SEA).     

Small-signal modelling and control of photovoltaic based water pumping system

This paper studies small-signal modelling and control design for a photovoltaic (PV) based water pumping system without energy storage. First, the small-signal model is obtained and then, using this model, two proportional–integral (PI) controllers, where one controller is used to control the dc-link voltage and the other one to control the speed of induction motor, are designed to meet control goals such as settling time and peak overshoot of the closed loop responses. The loop robustness of the design is also studied. For a given set of system parameters, simulations are carried out to validate the modelling and the control design.     

A computational study of inviscid hypersonic flows using energy relaxation method

Reasonable analysis of hypersonic flows requires a thermodynamic non-equilibrium model to properly simulate strong shock waves or high pressure and temperature states in the flow field. The energy relaxation method (ERM) has been used to model such a non-equilibrium effect which is generally expressed as a hyperbolic system of equations with a stiff relaxation source term. Relaxation time that is multiplied with source terms is responsible for non-equilibrium in the system. In the present study, a numerical analysis has been carried out with varying values of relaxation time for several hypersonic flows with AUSM (advection upstream splitting method) as a numerical scheme. Vibration modes of thermodynamic nonequilibrium effects are considered. The results obtained showed that, as the relaxation time reduces to zero, the solution marches toward equilibrium, while it shows non-equilibrium effects, as the relaxation time increases. The present computations predicted the experiment results of hypersonic flows with good accuracy. The work carried out suggests that the present energy relaxation method can be robust for analysis of hypersonic flows.     

封闭差动行星传动研究

通过对封闭差动行星传动组成部件的分析,建立了封闭系统的力学模型,首次剖析了封闭功率的物理意义及其对传动的影响,给出了分流式封闭行星传动的设计方法及原则。     

轮边驱动液压混合动力车辆能量回收系统性能研究

合理配置系统各主要参数,是影响混合动力车辆制动性能及节能效果的关键问题。以轮边驱动液压混合动力车辆为原型,分析了轮边驱动液压混合动力车辆能量回收系统的工作原理,以原型车的1/4为基础,对辅助动力元件（蓄能器）、二次元件（液压泵/马达）的参数进行了理论分析;建立了能量回收系统的AMESim仿真模型,进行仿真分析;搭建了试验台架,开展试验验证。结果表明：在满足制动性能要求的前提下,增大蓄能器容积以及降低蓄能器最小工作压力有利于回收制动能量;二次元件的排量对制动性能的影响比较大,对制动能量的回收率影响很小;蓄能器工作压力越低,能量密度越大。     

磁铁间距对双稳态压电悬臂梁俘能器输出特性的影响研究

建立了双稳态压电悬臂梁俘能器的机电耦合动力学方程,基于磁偶极子模型进行了 2 个磁铁间磁力的计算,根据静态平衡点分析得到了系统发生双稳态运动时的磁铁间距范围。数值仿真分析了环境激励源振动频率发生变化时磁铁间距变化对系统平均输出功率的影响规律,设计制作了磁铁间距可调的双稳态压电悬臂梁俘能装置,并进行了环境激励频率变化条件下的压电悬臂梁振动能量捕获实验。实验结果与仿真分析具有较好的一致性,为提高双稳态压电悬臂梁俘能器的发电性能提供了一种有效途径。