某大型工业厂房振动检测与减振分析

工业厂房作为生产设备最外层的保护装置,结构安全是企业生产的重要前提。当生产设备运行时,设备自身会产生多变荷载并引起厂房结构振动,长期的振动不仅会降低工作人员的舒适度,影响企业生产效率,甚至会造成结构的损坏、坍塌,造成严重的财产损失。对某大型工业厂房设备扰动进行现场检测与有限元分析,以人体舒适度、结构安全等相关规范对厂房振动响应评价,分析工业厂房结构异常振动原因及振动形式,根据振动特征及企业实际生产需求提出添加柱间支撑及安装调谐质量阻尼器等多种减振方案,并对调谐质量阻尼器控制系统参数进行优化,结果表明,优化后的减振控制系统能够降低厂房结构的振动响应,调整厂房结构的振动频率,避免外部激励引起厂房共振。此大型工业厂房的振动分析研究成果,可为其他同类型工业厂房的减振设计提供技术参考。     

某体育馆楼板振动舒适度研究

针对某大学体育馆楼板振动舒适度问题,建立楼板计算模型,计算楼板在不同边界等条件下的自振频率。现场实测楼板自振频率和最不利情况时楼板振动加速度值。楼板自振频率的计算值和四边固定且无活荷载时的实测吻合较好,表明数值计算模型是合理的。基于实测加速度值,利用国际标准ISO 2631-1997对楼板振动舒适度进行评价,评价结果表明楼板满足舒适度要求。所采用的基于国际标准的评价方法可供国内其他工程结构楼板舒适度的评价提供参考。     

风荷载作用下复刚度阻尼TMD减振结构优化设计

利用复刚度阻尼进行减振的优化设计理论亟需发展。建立具有复刚度阻尼特征的调频质量阻尼器(TMD)减振结构的动力学方程,并基于定点理论提出了采用复刚度阻尼的TMD结构最优频率比和最优阻尼比确定方法。对具有复刚度阻尼特征的TMD减振结构在简谐激励和平稳随机激励下的稳态响应进行了分析。以主结构位移振幅最小为优化条件,推导TMD的阻尼和频率最优参数的理论公式。结果表明复刚度阻尼TMD的整体减振效果接近于黏滞阻尼减振结构,在相同质量比和一定频率范围内,复刚度阻尼比黏滞阻尼可能具有更好的减振效果。对Davenport风速谱下复刚度阻尼TMD减振结构的随机响应进行分析,结果表明TMD的减振效果要弱于白噪声作用下的结果,复刚度阻尼TMD减振效果稍逊于黏滞阻尼的情况,但二者结果较接近。在应用TMD减振技术时,采用复刚度阻尼是一种有益的选择方案。     

空冷风机系统运行时竖向扰力试验研究

为了研究直接空冷系统的风机运行时对风机桥架产生的扰力,设计制作了1∶1试验模型,选择3种工况进行试验,运用无线测量技术对风机运行时风机轴的应变及转速进行了测试,通过应变分离技术确定了由转子质量偏心引起的扰力、由扇叶竖向振动引起的弯矩、由驱动风机旋转引起的扭矩、由空气反作用引起的竖向扰力,分析了不同工况、不同转速、不同扇叶数量等条件下四种扰力的特性。试验结果可供从事空冷风机桥架及其支撑结构设计的人员参考。     

移动荷载作用下的桥梁振动及其TMD控制

为了全面地了解移动荷载作用下桥梁的振动机理及其调质阻尼器(TMD)控制,将列车简化成移动简谐力模型,对列车过桥时桥梁的振动形态幅频特性作了详细的探讨。然后论述了移动荷载作用下的TMD控制。给出了桥梁在不同速度下的幅频特性曲线以及TMD控制的质量比影响曲线,揭示了移动荷载作用下的桥梁振动及其控制的特点,同时为进一步的桥梁振动控制提供详尽的参考数据。     

某物联网机箱设备结构振动分析与减振研究

物联网机箱设备作为物联网系统的核心部分,要求必须具备高可靠性,然而这些设备却经常工作在温度或振动条件恶劣的环境中。振动尤其是基础振动可能会导致触点松动、开路或其他接触问题,这些问题在系统故障原因中占很大的比例。由于机箱结构的复杂性,单个部件的振动分析并不能解决在系统工作中遇到的振动问题,因此,需要利用系统的模拟和实验来监测和增强结构的健康状况。首先利用有限元方法,从部件到系统依次进行动力学分析,计算某物联网机箱设备的固有频率、模态振型以及在系统级基础激励下的谐响应,然后通过实验验证分析结果的有效性和准确性。通过仿真和实验,检测出整个系统的薄弱点,提出加强结构和减少振动的措施,并在仿真和实验两方面对其进行验证。结果表明,采取的措施有效降低了机箱设备的振动,提高了其安全性。     

工业厂房动力机器工作平台振动疲劳性能研究

以某烧结矿筛分室工作平台为研究对象,对不同工况下筛分室工作平台进行振动测试。时域及频域分析结果表明,工作平台存在共振现象且振动幅值超限。为掌握工作平台的振动疲劳性能,建立有限元模型,以实测振动数据作为激励,通过瞬态动力学分析,得到不同共振条件下平台的振动疲劳性能。将目前运行的三个工况的疲劳性能作为基准,发现当振动筛运行频率f_1与结构自振频率f_2相等时,节点振幅增大25.6%,疲劳寿命减小65.68%;当f_1与f_2相差20%时,节点振幅增大17.6%,疲劳寿命减小50.33%;当f_1与f_2相差40%时,节点振幅增大7.23%,疲劳寿命减小23.76%。     

移动荷载作用下悬浮隧道管体TMD减振分析及优化布置

为减小悬浮隧道管体在移动荷载作用下的动力响应,采用TMD作为振动控制措施并对减振效果进行了分析。将悬浮隧道管体简化为弹性地基梁,采用移动简谐力模拟汽车荷载,通过Morison方程计算管体振动过程中的流体附加惯性效应和阻尼效应,推导建立了移动荷载作用下管体-TMD系统振动控制方程组。采用Newmark-β法进行数值求解,分析了TMD对悬浮隧道管体的减振效果。针对悬浮隧道管体振动特征,提出采用分布式TMD的布置形式,并对移动速度、TMD阻尼比的影响进行了讨论。结论表明：TMD对移动简谐荷载作用下的悬浮隧道管体具有显著减振效果,最大位移减振率在50%以上。由于多阶模态参与振动,单一TMD的有效减振范围有限。在保持总质量不变的情况下,采用分布式TMD可以获得较好的整体减振效果。提高TMD质量比和降低移动荷载速度有助于提高TMD的减振效果。增大阻尼比会减弱TMD的效果,应综合考虑减振效果和工作空间的要求确定。     

高坝泄流诱发闸门伴生振动的双调谐TMD减振方法研究

高坝泄流诱发的闸门振动是工程水力学领域的经典问题。近期原型观测中发现的闸门伴生振动具有能量集中、频率稳定的特点,为被动式减振措施的应用提供了条件。由于流固耦合机制的复杂性,在有效衰减优势频率振动的同时应保持宽频带内的抑振效果,避免削弱伴生振动的同时产生其它机制的强烈振动。因此,考虑闸门伴生振动机制,采用双调谐TMD减振措施,建立了振动控制方程;基于H_∞鲁棒控制设计目标,推导了闸门-双调谐TMD体系参数优化设计的目标函数和约束条件;并对动力特性与实际相似的简化模型进行了参数优化设计;将优化设计的双调谐TMD安装于实际闸门结构进行动力分析,结果表明该方法可以有效衰减闸门的伴生振动,保障闸门安全和正常运行。     

某机车牵引变流器振动特性及减振研究

针对某型机车牵引变流器振动过大的问题,通过添乘测试了解了牵引变流器实际振动环境及从车轮到牵引变流器内部的振动特性,确定了振动来源以及振动过大的原因,并与IEC61373标准进行对比;通过开展实测谱验证,成功复现了牵引变流器内部某电气设备的振动故障。在此基础上提出了针对性的减振方案,利用有限元软件对减振方案进行基于实测数据的仿真对比计算。结果表明,提出的减振方案具有明显的减振效果,能够显著降低牵引变流器在振动冲击激励下的应力水平。     

输电塔减振的新型TMD开发与应用研究

针对强风和断线冲击作用下高压输电塔易发生的较大幅度振动问题,开发了一种弹簧板式电涡流调谐质量阻尼器(ECTMD)以减轻此类结构的风致振动和断线冲击效应。采用的ECTMD相比以往类似装置,其突出优点为使用非接触式的电涡流阻尼,构造简单且无内摩擦阻力,微振动下即可启动,且非对称悬臂梁摆式构造使其具有全向抑振功能。运用数值模拟和气弹模型风洞试验对有无ECTMD时的某50 m高输电塔振动响应进行了分析验证,计算和试验结果表明:ECTMD沿各方向均有一定的减振效果,在质量比约2%时,加速度减振率为18%～27%,位移减振率为10%～25%;因风作用下塔身1阶共振相比背景响应占比很小,故加装调谐质量阻尼器(TMD)装置对结构风振的抑制相对有限,但其能将结构阻尼值提高3倍左右,对于减小断线等冲击荷载效应会有较好效果。     

点力和线力作用下的结构振动响应研究

建立了平板结构在点力载荷和线力载荷作用下振动响应的理论模型，应用该模型计算出简支平板在两种载荷作用下的振动响应，然后进行比较分析。通过实验研究了点力载荷与实际惯性激振器产生的线力载荷作用下简支平板振动频响函数的差别。研究表明，点力载荷和线力载荷作用下的振动响应有一定差别，线力作用的圆环直径越大，这种差别越大，且高频段较低频段表现更为明显。     

TMD对列车作用下大跨钢桁架桥的振动控制研究

南京长江大桥是连接我国南北的重要交通命脉,考虑到列车引起的振动对该桥危害较大,有必要采取有效措施对其进行振动控制。结合车桥动力方程,有限元分析时将列车经过大桥全过程的桥梁结构作为时变系统来考虑,基于ANSYS平台编制了动力时程响应分析程序。据此研究了调谐质量阻尼器(TMD)在该桥减振控制中的参数敏感性和控制效果,并对比分析了列车时速对减振效果的影响。结果表明,TMD在其刚度和阻尼系数取值合理时可达到最优控制效果;设计TMD对该桥列车致振动竖向加速度的控制效果明显,且在列车时速较高时减振效果更加显著。     

不同密度人群行走作用下结构竖向振动响应分析

行人密度的增加会引起步行速度、步行力的基频和一阶分量降低,从而导致结构振动响应随人数增长的规律发生改变。针对该问题,考虑了不同人群密度下步行速度的变化,引入已有经验关系获得相应步行速度下的步频,进一步结合相关试验结果确定相应的步行力频谱参数,在此基础上导出人员密度影响系数的计算表达式。结果表明:在人群密度不超过0.3人/m~2时,结构振动响应按人数平方根倍关系增长;在人群密度超过0.3人/m~2后,增长倍数按步行力频率与结构频率比的大小,可划分为非共振区和诱发共振区,在非共振区,增长倍数低于人数的平方根倍,在诱发共振区,步频改变可能诱发共振,从而导致增长倍数高于人数的平方根倍。     

地铁线路中等减振扣件振动测试与减振效果研究

相比其他地铁线路轨道减振形式，中等减振扣件具有造价低、易于维护、方便调节轨距等优点，在地铁建设中逐渐被广泛采用。为研究中等减振扣件在行车环境中的减振性能，对某地铁安装中等减振扣件的直线断面的钢轨振动加速度、道床振动加速度、隧道壁振动加速度以及钢轨动态位移进行现场测量。测量时主要依据GB/T13441 系列标准，采用铅垂向Z振级VLZ作为评价指标，对振动加速度数据进行1/3 倍频程分析。通过与安装普通扣件直线断面的相应测量结果进行对比可知，（1）中等减振扣件可有效减小隧道壁的振动达8 dB以上。（2）通过对钢轨、道床以及隧道壁的振动测试，可知中等减振扣件具有较好的减振效果。（3）根据钢轨动态变形测试结果可知，虽然安装中等减振扣件的钢轨竖向位移、轨头横向位移、轨距变化量比安装普通扣件的有所增加，但是其增加值均在允许范围内，可以满足列车安全运营的要求。（4）研究结果对于中等减振扣件的设计以及地铁线路轨道结构设计与规划具有参考与借鉴意义。     

地铁线路中等减振扣件振动测试与减振效果研究

相比其他地铁线路轨道减振形式,中等减振扣件具有造价低、易于维护、方便调节轨距等优点,在地铁建设中逐渐被广泛采用。为研究中等减振扣件在行车环境中的减振性能,对某地铁安装中等减振扣件的直线断面的钢轨振动加速度、道床振动加速度、隧道壁振动加速度以及钢轨动态位移进行现场测量。测量时主要依据GB/T13441 系列标准,采用铅垂向Z振级VLZ作为评价指标,对振动加速度数据进行1/3 倍频程分析。通过与安装普通扣件直线断面的相应测量结果进行对比可知,（1）中等减振扣件可有效减小隧道壁的振动达8 dB以上。（2）通过对钢轨、道床以及隧道壁的振动测试,可知中等减振扣件具有较好的减振效果。（3）根据钢轨动态变形测试结果可知,虽然安装中等减振扣件的钢轨竖向位移、轨头横向位移、轨距变化量比安装普通扣件的有所增加,但是其增加值均在允许范围内,可以满足列车安全运营的要求。（4）研究结果对于中等减振扣件的设计以及地铁线路轨道结构设计与规划具有参考与借鉴意义。     

随从力作用下印刷运动薄膜的振动特性研究

目的 为了优化精密涂布印刷机的设计,并研究在精密涂布过程中薄膜的传输稳定性。方法 将空气阻力模化为随从力,通过微分求积法,分析随从力、张力比和长宽比对薄膜稳定性的影响。结果 通过编程计算分析得到,相同条件下的对边固支对边自由的不稳定区域大于四边固支的不稳定区域,且随着张力比的增加,系统的稳定区域逐渐减小。结论 薄膜在相同随从力的作用下,张力比对薄膜振动的稳定性有显著影响。为精密涂布印刷机的优化设计制造以及精密涂布过程中薄膜的传输稳定性提供理论指导和依据。     

燃气轮机发电机组振动分析与减振方法研究

燃气轮机发电机组作为重要的大型发电设备,运行中过大的振动易造成严重的设备损坏和安全事故。该文通过对机械振动原理和燃气轮机发电机组振动的分析,研究合理的减振方法,为燃气轮机发电机组的设计、生产和维护提供更好的技术支持。     

混凝土单桩在轴向扰力作用下的混沌运动

在考虑混凝土非线性本构关系的基础上,建立了混凝土单桩纵向振动的非线性动力方程。经研究发现本构关系为非线性的结构,在轴向扰动作用下其纵向振动也可能发生混沌运动。同时,讨论分析了扰力频率对结构发生混沌运动区域的影响。     

随从力作用下运动薄膜的非线性强迫振动特性研究

研究随从力作用下运动印刷薄膜的非线性强迫振动特性。基于Von Karman薄板理论推导出轴向运动薄膜的非线性振动方程,应用Galerkin方法对振动偏微分方程组进行离散,利用4阶龙格-库塔法对微分方程进行求解,得出薄膜非线性振动的时程图、相图、Poincare截面图和分岔图。分析了初始条件、随从力和长宽比对薄膜振动特性的影响。研究结果得出了薄膜稳定工作区间和发散失稳区间。