基于输送物料质量变化的反共振振动机动力学研究

介绍了原点反共振振动机的动力学原理,描述了输送物料质量的变化方式,建立了基于输送质量变化的反共振振动机动力学模型.分析了输送质量变化幅值系数以及输送质量波动速度对反共振振动机工作性能的影响.结果表明,质量变化幅值系数越大,则上下质体的振幅越大、振幅突变性越强;质量波动速度越快,上下质体振幅的慢变周期越短,上下质体振幅突变性越大.     

基于振幅稳定的原点反共振振动机动力学分析及其控制

利用反共振原理可有效减小振动机械对基础的作用,提高振动机械的寿命。建立了原点反共振振动机的动力学模型,阐明了其工作原理。以工作体和下质体振幅稳定为核心,分析了各系统参数一定时质量比和反共振频率比对系统振幅稳定性的影响情况,得到了作为组合参数时质量比和反共振频率比分别与上下质体动力放大因子的关系曲面,由此可得到满足工艺要求并能保证振幅稳定的参数区间,为各类反共振振动机设计提供了重要依据。研究了物料质量波动对系统振幅稳定性的影响和反共振点的漂移情况,揭示了对反共振机激振频率进行控制的必要性。在合理动力学参数组合的前提下通过引入控制技术,有效地提高了反共振振动机的工作机体和下质体的振幅稳定性。     

带有弹性偏心块惯性振动机过渡过程的动态响应分析

针对惯性振动机启动和停车过渡过程中经过共振区时振动时幅值的急剧增大问题，提出了一种带有弹性偏心块结构的惯性式振动机，分析了振动机过渡过程的动态响应问题。应用达朗贝尔原理建立带有弹性偏心块结构的四自由度振动机系统的动力学方程。提出运用龙格-库塔法数值方法求解振动机起停过程中偏心块转动量、位置、振动机的位移与速度变量随时间的变化关系，确定振动系统在振动中的共振时的最大振幅。与固定偏心块的单轴惯性振动机响应对比，在共振时最大振幅值较后者小。同时与ADAMS振动模型仿真过渡过程结果对比，验证了理论分析的正确性。论文研究将为工程中惯性振动机共振时振幅值的减少提供理论参考。     

基于弹簧非线性的原点反共振振动机动力学分析

建立了弹簧非线性的原点反共振振动机动力学模型,应用平均法对系统的动力学方程进行求解,得出系统在不同参数组合情况下的幅频响应曲线。分析了上下质体弹簧非线性对系统振幅及其振幅稳定性的影响,提出利用弹簧的非线性降低共振区振幅幅值及提高振幅稳定性的方法,为完善反共振振动机的设计理论提供依据。     

电阻电感非线性RLC电路弹簧耦合系统3次超谐共振

研究电阻和电感非线性RLC(resistance-inductance-capacitance)电路弹簧耦合系统的非线性振动,应用拉格朗日-麦克斯韦方程,建立受简谐激励的具有电阻和电感非线性RLC电路弹簧耦合系统的数学模型.根据非线性振动的多尺度法,得到系统满足3次超谐共振条件的一次近似解以及对应的定常解.对其进行数值计算,分析系统不同参数对响应曲线的影响.增大激励电压、极板面积和非线性电阻系数,响应曲线振幅和共振区变大.增大极板间距、线性电感系数和线性电阻系数,响应曲线振幅和共振区变小.系统的固有频率随极板间距增大而增大,随极板面积和线性电感系数的增大而减小.     

有界窄带激励下微梁系统1:2参数共振

研究电路与微梁耦合系统在有界窄带激励下的参数共振问题。建立有界窄带激励下微梁系统的随机微分方程。应用多尺度法得到系统参数共振的频率响应方程,导出系统的Ito随机微分方程,采用矩法得到系统一阶矩和二阶矩的近似表达式,数值分析系统各个参数对微梁响应的影响。结果表明,参数共振稳态解稳定的充分必要条件与系统一阶矩和二阶矩稳定的充分必要条件是一样的;当微梁上极板的宽度、厚度和长度增加时,极板振幅的二阶矩减小;当上极板的阻尼系数、轴向力以及上下极板间的距离增加时,极板振幅的二阶矩增大。     

转子系统穿越临界转速瞬态响应的振幅特性分析

由于不平衡质量的作用,转子系统在起动或停车过程中穿越临界转速时会产生很大的振动,严重时会造成转子破坏。研究了转子在瞬态响应中的振幅特性,通过调整转子加速度、支承刚度以及阻尼,分析各参数变化对转子共振振幅的影响。结果表明,选取适当的参数,可以有效减小转子系统的振幅,使转子平稳地穿越临界转速的共振区。     

双机驱动无摆动振动机的自同步理论研究

对一种双机驱动无摆动振动机的自同步理论进行了研究。该振动机由内、外两个质体组成,两偏心转子的旋转中心与内质体质心在同一条竖直轴上,使得两偏心转子的惯性力对该轴的力矩为零,从而消除了振动机的摆动。首先,利用拉格朗日方程建立了振动机的运动微分方程,分别得到了振动机运动自同步及其稳定性条件;然后,通过数值方法验证了理论分析的正确性,并发现系统的自同步能力与两偏心转子质量比正相关,与竖直方向频率比、共振激励角、内质体与振动系统质量比负相关。     

考虑构件偏心时磁场调制型磁齿轮传动系统的主共振

考虑磁场调制型磁齿轮传动系统中内转子偏心,建立了基于时变磁耦合刚度的参数振动动力学模型,采用多尺度法推导了内转子上转矩激励频率接近系统固有频率时的共振响应计算公式,分析了算例系统的主共振响应。结果表明:当转矩波动频率接近系统不同阶固有频率时,产生的共振振幅相差较大,且共振响应中只有一个自由度的振幅很大,而其他自由度振幅很小;系统响应中激励频率占主导成分,而激励频率与磁耦合刚度波动频率的组合频率对系统响应影响很小。较大的主共振会严重恶化系统动力学行为,对其进行研究可以为深入探索该系统的动力学特性、优化不同工况环境下的设计参数提供理论依据。     

机电集成超环面传动系统三重内共振

机电集成超环面传动系统是集机、电、控制于一体的新型广义复合机电耦合系统。针对派生系统多阶固有频率之间接近倍数关系时系统存在内共振现象的问题,建立了包含多重内共振的非线性振动微分方程组。采用多尺度法得到了系统自由振动时域响应曲线,研究了外加激励频率接近派生系统固有频率时的系统振动特性。研究结果表明:内共振的存在使得能量在各模态间相互传递,与不存在内共振的系统相比,各零部件的振幅瞬态衰减速度减缓;当外加激励频率接近派生系统固有频率时,系统各零部件的振动幅值较大,且存在振动中心的偏移。内共振使得系统非线性行为更加复杂,存在更多的共振区域,在系统参数设计时应避免存在内共振。     

纵振对圆环板面外模态激励效果的有限元建模及模态实验

为了有效地激励出圆环板的面外振动模态,提出用4个兰杰文振子的纵振作为激励源的方式。介绍了激励源的布置方式,并对圆环板进行了有限元模态分析和结构尺寸的参数分析。制作了原理样机,采用多普勒激光测振仪对样机进行了模态实验,测试结果与有限元分析结果比较吻合。当施加电压峰峰值为150 V时,振幅为700 nm左右;当施加的激励电压峰峰值达到200 V时,振幅达到900 nm以上。实验表明,用4个兰杰文振子的纵振可以有效地激励出圆环的面外振动模态,合理地控制两相所加电压的相位差可以形成行波。     

Optimal design of linear vibrators used in touch screen mobile phones

Because of the advances in the wireless communication technology, mobile phones have become necessary devices in modern society. With the touch screen-based input methods provided by smartphones, mobile devices have become more interactive. Thus, the vibrators for such devices need to be more responsive to interact directly with humans. However, typical vibrators are not suited for this purpose mainly because of their low vibration performance and high costs. In the recent decade, linear vibrators have been adopted because of their better vibration performance. However, the conventional linear vibrators suffered from slower acceleration drawback under the same input power. This paper proposes a novel structure of linear vibrators to improve the vibration acceleration. The finite element method was used to analyze the electromagnetic and mechanical characteristics of the linear vibrator. Design of experiments and response surface method optimization were performed to maximize the acceleration. Simulation and experimental results revealed that the optimization increased the acceleration of the vibrator by 33% compared with the prototype.     

直升机主减半主动反共振隔振技术研究

根据现有主减反共振隔振和主动控制理论,设计新型直升机主减隔振原理样机模型。随着直升机工作频率的改变,隔振系统识别频率的变化,自动调节隔振器质量块位置,使系统始终有隔振效果。以直升机原理样机为对象,加入基于神经网络的控制方法,对实验对象进行动力学特性标定,获得质量块位置与工作频率之间的关系。研究频率跟踪算法,将神经网络和频率跟踪算法两者结合,编制出可以采集信号,识别频率的LabVIEW程序。实验结果证明,新型主减隔振系统隔振效果和控制效果符合预期,可以为直升机主减的振动主动控制系统设计提供一定的指导。     

多振子压电发电机的输出特性

为提高多振子压电发电机的输出能力及有效频带宽度,从理论及试验两方面研究了各压电振子直接串/并联及经整流桥串/并联时的输出电压特性.结果表明,压电振子结构及数量相同时,经整流桥串/并联输出的电压及频带宽度均优于直接串/并联输出的电压及频带宽度,且压电振子经整流桥串联输出方式优于并联输出方式,其电压波动也较小.最后,制作了...     

三分频式压电骨传导助听装置的仿真与测试

设计了一种采用3个结构尺寸不同的压电振子进行电信号-音频信号转换的三分频式压电骨传导助听装置,该装置可以适应较宽的工作频率范围。对压电振子进行了模态仿真分析和谐响应仿真分析,得出了压电振子最佳振型和谐振频率,确定了各个压电振子的工作频率段。根据仿真结果设计制作了三分频压电骨传导助听装置试验样机,对样机的幅频特性和响度进行了试验测试。结果显示:助听装置中低频、中频和高频压电振子的最大振动幅值分别为86.08μm、34.24μm和1.545μm,且处于各自振动频率段内;低频、中频和高频压电振子在各自频段内响度最大,各频段的最大响度值依次为69.1dB、98.3dB和117.1dB。由于3个压电振子同时工作时,各频段声音都能得到较好的响应,因此拓宽了声音的响应频域。     

高速动车组车体模态特性分析

针对轨道不平顺及设备运转使高速动车组运行过程中产生复杂的振动、严重降低乘坐舒适性和行驶安全性等问题,对车体进行模态特性分析,以改善车辆的动态响应特性。建立某高速动车组车体有限元模型,计算3种车体不同质量条件下的振动模态,分析设备吊挂位置和吊挂点数目对车体模态频率的影响,得到模态频率和振型的变化规律。在有限元计算的基础上搭建车体模态测试系统,对车体进行模态试验,分析仿真与试验结果的差异及原因,验证数值计算和有限元模型的正确性。结果表明,车体模态频率满足相关设计标准,不同质量的车体低阶模态振型变化趋势一致,吊挂位置对底架垂弯和车体扭转振动频率影响较明显,吊挂点数目增加使车体模态频率逐渐升高。     

温度对橡胶隔振器刚度阻尼特性的影响

在不同温度( 20~80 ℃ )下对橡胶材料进行了单轴静态拉伸试验与动态频率扫描试验,分析了应力应变关系、储能模量及损耗模量随温度的变化规律,拟合获得了不同温度下表征橡胶力学性能的超弹性和粘弹性本构模型参数。对某倒 V 形橡胶隔振器进行了不同温度本构参数下的静态与动态仿真,结果表明,温度对橡胶隔振器力学性能有较大影响,研究结果可为橡胶隔振器的工程应用提供参考。     

直线压缩机油泵系统仿真与实验研究

直线压缩机是一种新型的高效压缩机,传统的供油机构已经不再适用,为了开发新型供油系统,对一种利用压缩机机体振动来供油的油泵系统进行了仿真和实验研究.研究结果表明：这种油泵系统是行之有效的,其泵油量随机体振幅及振动频率的增大而增大;当机体振动一定时,泵油量随油泵固有频率的增大而减小,并未发生共振现象;系统阻尼与润滑油粘度有关,减小润滑油粘度可增加油泵系统的泵油量及效率;油泵的功耗影响着直线压缩机的效率,通过减小泵油高度、输油管道长度及壁面粗糙度,优化吸排油腔设计,以减小油泵功耗,从而提高直线压缩机效率.该油泵系统具有结构简单,体积小,效率高等特点,完全可以满足直线压缩机的需求.