双列圆锥滚子轴承滚道表面波纹度对轴承振动特性的影响研究EI北大核心CSCD

考虑弹流润滑和时变接触刚度特性,提出一种利用位置函数代替时变刚度系数的计算方法,建立具有滚道波纹度的双列圆锥滚子轴承动力学计算模型,分析了波纹度波数、幅值对轴承振动特性的影响。结果表明:当滚道表面存在波纹度时,轴承径向振动位移频谱图均出现Zf及其倍频成分;当滚道波纹度波数与滚子个数相等或是其整数倍时,振动位移频谱取得峰值,轴承发生强烈振动。当内圈滚道表面存在波纹度时,振动位移频谱出现多种单个滚子通过内圈滚道频率和轴转频的组合频率成分;轴承径向振动位移频谱图峰值点所对应的频率与波数有明确的数学关系;相比于内圈,外圈波纹度幅值对轴承径向振动影响较大,且振动位移的峰峰均值随滚道波纹度幅值的增大而增大。     

高分辨光学卫星飞轮微振动隔振器的设计

摘要：反作用飞轮产生的微振动使高分辨光学卫星成像变得模糊,甚至导致高分辨光学卫星无法对地成像,为减弱飞轮微振动对成像的影响,本文采用金属橡胶隔振器隔离飞轮产生的微振动。首先,测量飞轮产生的微振动并分析其频谱特性;然后,利用有限元软件对“吉林一号高分星”进行频率响应分析,以获得相机内部光学元器件的敏感频率点;最后,将光学元器件的敏感频率点及飞轮振动频谱特性作为设计金属橡胶隔振器固有频率及阻尼比的依据。成型后的金属橡胶隔振器轴、径向固有频率分别为155 Hz、160Hz （阻尼比 ）,安装金属橡胶隔振后飞轮在249Hz（共振峰值频率）处的隔振效率达80%。隔振前卫星次镜X、Y、Z向最大角位移为0.011”（249Hz/2800rpm）、 0.01”（249 Hz /2800rpm）、 0.023”（249 Hz/ 1600rp m）,隔振后最大角位移为0.0022”（155 Hz /1600rpm）、0.0022”（155Hz/ 1600rpm）、0.0012”（160Hz/ 1600rpm）,与无隔振条件下相比角位移峰值减小达70%,满足次镜三向最大角位移小于0.008”的设计要求,证明金属橡胶隔振器设计合理、隔振效果明显。     

京津城际铁路桥墩基础场地振动测试与分析

为确定京津城际铁路地震预警系统地震仪的触动阀值,在高速列车通过时,对京津城际铁路桥墩基础场地进行了振动测试,并采用最小二乘法及频谱分析获得了桥墩附近场地的振动加速度衰减规律及其频率特性。结果表明,振动加速度幅值在距离桥墩10 m范围内衰减很快,且垂直向衰减比水平向快,超过10 m范围后,衰减变缓,水平向与垂直向的振动幅值衰减接近;在桥墩附近,加速度水平向及垂直向主振频率分别为37 Hz和41 Hz,远高于理论预测值;距桥墩70 m处安置的地震仪不会被触发。     

多维爆破地震动作用下框架结构动态响应有限元时程分析

爆破震动的幅值、频率与持续时间是结构爆破震动响应与破坏的重要参数,爆破安全规程规定地面建筑物的爆破震动判据采用质点峰值震动速度和主震频率,但没有指明是三向速度的合速度还是单向速度,给爆破震动判据应用带来不便。文中采用有限元时程分析讨论了不同爆破震动频率速度荷载作用下结构的动态响应,指出在较高频率的爆破震动荷载作用下,框架结构对竖直向地震波响应较大,易在竖直向地震波作用下产生破坏,并可以将三维爆破震动中最大震动速度幅值作为爆破震动安全标准值;在较低频率的爆破地震荷载作用下,震动的水平荷载引起结构的破坏是主要的,应考虑水平最大荷载的爆破震动安全标准值。即结构抗震的安全标准在高频时以垂直荷载速度峰值为准;在低频时以水平荷载速度峰值为准。     

高分辨光学卫星飞轮微振动隔振器的设计

反作用飞轮产生的微振动使高分辨光学卫星成像变得模糊,甚至导致高分辨光学卫星无法对地成像。为减弱飞轮微振动对成像的影响,采用金属橡胶隔振器隔离飞轮产生的微振动。首先,测量飞轮产生的微振动并分析其频谱特性;然后,利用有限元软件对"吉林一号高分星"进行频率响应分析,以获得相机内部光学元器件的敏感频率点;最后,将光学元器件的敏感频率点及飞轮振动频谱特性作为设计金属橡胶隔振器固有频率及阻尼比的依据。成型后的金属橡胶隔振器轴、径向固有频率分别为155 Hz、160 Hz,安装金属橡胶隔振后飞轮在249 Hz(共振峰值频率)处的隔振效率达80%。隔振前卫星次镜X、Y、Z向最大角位移为0.011″(249 Hz/2 800 r?min~(-1))、0.01″(249 Hz/2 800 r?min~(-1))、0.023″(249 Hz/1600 r?min~(-1)),隔振后最大角位移为0.002 2″(155 Hz/1 600 r?min~(-1))、0.002 2″(155 Hz/1 600 r?min~(-1))、0.001 2″(160 Hz/1 600 r?min~(-1)),与无隔振条件下相比角位移峰值减小达70%,满足次镜三向最大角位移小于0.008″的设计要求,表明金属橡胶隔振器设计合理,隔振效果明显。     

城区复杂环境下地铁隧道爆破掏槽方式优化

爆破振动控制是复杂城区环境地铁隧道爆破施工中的重点关注问题，而掏槽爆破往往是在隧道爆破中产生的振动强度最大。结合武汉地铁7号线北延线(前川线)爆破工程背景，综合数值模拟及现场测试验证方法，计算对比分析了单楔形掏槽、四直孔掏槽和双楔形掏槽三种掏槽方式下爆破振动强度，提出了基于爆破振动速度控制的地铁隧道掏槽爆破优化方式。研究结果表明：在单楔形掏槽、四直孔掏槽与双楔形掏槽三种掏槽爆破方式下，沿隧道开挖轴线方向，三种掏槽方式具有相似的传播规律，在0～10 m范围内，x向(水平径向)峰值振动速度随着与掌子面距离不断增加而减小，在0～-5 m范围内，x向(水平径向)峰值振动速度随着与掌子面距离不断增加而不断衰减，当地表质点与掌子面水平距离超过5 m时，x向(水平径向)峰值振动速度整体趋势表现为先上升后下降。隧道左导洞上台阶已开挖区对地表振动速度具有放大效应，即存在“空洞效应”;垂直于隧道开挖轴线方向，x向(水平径向)峰值振动速度在隧道左右两侧分布规律大致相似，且随着与原点水平绝对距离的增加而逐渐减小，隧道左导洞上台阶存在临空面，使隧道左侧x向(水平径向)峰值振动速度大于隧道右侧；由于采用延时起爆方...     

成渝高速铁路某高架桥段地面三向振动特性分析

地面振动是高速铁路运营期的主要环境问题之一,为了研究高速铁路高架桥段地面振动的传播和衰减规律,选择成渝高速铁路某桥梁段进行了现场地面三向振动测试。在时域和频域内分析了地面三向振动的时程特征和频谱特征,以及垂向振动、水平向振动随距离的传播特性。结果表明,在同一距离处,横向、纵向振动加速度幅值及有效值均大于垂向;三向振动随距离的增加,加速度幅值及有效值均呈衰减趋势;垂向和纵向振动中,高频成分衰减迅速,低频衰减速度较缓,而横向则是低频和高频均衰减迅速,但远场仍是以低频为主;三向振动远场优势频率均在10Hz左右;计权垂向振级高于水平向振级,未计权的水平向振级均大于垂向振级。     

成渝高速铁路某高架桥段地面三向振动特性分析

地面振动是高速铁路运营期的主要环境问题之一，为了研究高速铁路高架桥段地面振动的传播和衰减规律，选择成渝高速铁路某桥梁段进行了现场地面三向振动测试。在时域和频域内分析了地面三向振动的时程特征和频谱特征，以及垂向振动、水平向振动随距离的传播特性。结果表明，在同一距离处，横向、纵向振动加速度幅值及有效值均大于垂向；三向振动随距离的增加，加速度幅值及有效值均呈衰减趋势；垂向和纵向振动中，高频成分衰减迅速，低频衰减速度较缓，而横向则是低频和高频均衰减迅速，但远场仍是以低频为主；三向振动远场优势频率均在10Hz左右；计权垂向振级高于水平向振级，未计权的水平向振级均大于垂向振级。     

减振沟在强夯施工时的减振效果研究

为研究减振沟在降低强夯振动效应上的影响因素,首先,用ANSYS/LS-DYNA有限元软件比较了有无减振沟时的地面峰值加速度分布,分析了不同距离、不同深度、不同宽度减振沟的减振效果。结果表明:减振沟可减小60%～80%的振动加速度,减振沟的减振效果随其深度增加而增加,而减振沟的宽度基本不影响减振效果。并通过对理论数据的拟合得出了求解减振沟减振效果的近似公式。然后,结合工程实例进行了现场测试,结果表明:强夯振动持时在0.2s至0.5 s之间,峰值加速度一般出现在前0.1 s内;径向水平加速度的幅值最大,竖向加速度次之,环向水平加速度相对较小;点夯引起的最大振动通常发生在对同一夯击点的第6下夯击时,而满夯引起的最大振动发生在对同一夯击点的第2下夯击时;减振沟的减振效果达50%～90%,与理论分析结果基本一致。     

重载铁路引起地面振动的试验与分析

对重载铁路沿线在货物列车通过时引起的地面振动进行现场试验,测试了距离铁路7.5 m、15 m、30 m、60m、90 m处的地面横向和垂向振动速度,分析了振动速度的幅值和频率特性,得到货物列车引起地面振动的振源特性、传播特性以及轴重、列车速度与振动的关系。分析表明:货物列车引起的地面振动在5 Hz~10 Hz的范围内峰值明显;随着距离的增加,高频成分的衰减比低频更快。地面峰值振动速度(PPV)随着距离的增加呈幂函数衰减,在7.5m~15 m距离内振动峰值衰减显著。在7.5 m处横向和垂向峰值振动速度数值接近;在15 m及更远距离处,横向振动速度衰减比垂向振动速度快。地面横向、垂向峰值振动速度(PPV)随行车速度、列车轴重提高呈增大趋势。     

减震沟减震效果的数值模拟研究

减震沟是降低爆破地震效应的重要措施.利用DYNA中自带的炸药模型,模拟了不同情况下减震沟的减震效果.通过数值模拟,比较了有无减震沟时的峰值震速分布和开挖面与减震沟距离变化时质点的峰值震速衰减规律,分析了不同深度、不同宽度减震沟的减震效果的减震效果.结果表明;开挖面距离减震沟越近,减震效果越好;在保护区侧,减震沟附近,由于减震沟的屏蔽作用,存在一个震速很小的区域;减震沟的减震效果随减震沟深度的增加而增加,而减震沟的宽度变化对减震意义不大.     

两道减震沟隔震效果的数值模拟研究

利用ANSYS/LS-DYNA3D对两道减震沟的隔震效果进行了数值模拟,分析了单道减震沟和两道减震沟隔震效果的不同,对两道减震沟的相关参数进行了研究.结果表明,在开挖量相同的前提下,两道减震沟的隔震效果优于单道,增大两道减震沟之间的间隔距离、较深的减震沟排列靠近爆源可以提高减震沟的隔震效果,而两道宽度不同的减震沟的排列顺序对减震沟的隔震效果没有影响.     

预裂缝和减震槽减震效果的爆破试验研究

爆破震动效应控制是邻近已有建筑物或重要设施设备的岩石基础钻爆开挖中的重要技术问题.通过现场爆破试验及震动监测,确定了预裂缝和减震槽的减震效果,为爆破开挖方案的选取提供了依据.     

基于FE-SEA混合法的空心阻振质量阻振性能研究

阐述了FE-SEA混合法的基本原理,分别采用FEM、SEA和FE-SEA混合法对带阻振质量薄板结构的振动速度进行预测。通过设计带近似等质量的空心梁与实心梁阻振质量的薄板结构模型实验,对上述三种方法的预测结果进行了验证。通过定义特征尺寸与波长的比值△,找到了各自的控制频域。结果表明:采用Δ作为划分上述三种方法有效频域的指标是可行的;在分析频率8 kHz范围内,空心阻振质量比实心阻振质量的整体阻振效果提高了10 dB左右;尤其是在中高频区的阻振效果更加明显,但在100 Hz以下的低频区阻振效果不如实心阻振质量的好。说明空心阻振质量比实心阻振质量具有更好的应用前景。     

限位器对隔振系统抗冲击性能的影响

水面舰艇特别是潜艇在战斗条件下的主要威胁来自水中爆炸物的非接触性爆炸,选用抗冲击性能好的设备和对设备采取冲击防护措施可以保证艇上设备的安全性,使用隔振装置就是一种较好的冲击防护措施。对于通常的隔振装置,在一定的冲击作用下,设备的相对位移响应较大,可能超过了设备外接管线的变形能力,甚至超过了隔振器本身的极限变形能力。在隔振装置中使用限位器可以有效地限制设备的最大相对位移。通过对弹性限位器各参数(工作间隙和刚度)对隔振系统抗冲击性能(设备的最大加速度和最大相对位移)的影响的探讨,提出了限位器各参数的确定方法。对浮筏隔振系统中限位器的参数进行设计,应用MSC.NASTRAN 软件对具有限位器和没有限位器的浮筏隔振系统冲击响应进行计算,分析了限位器对浮筏隔振系统抗冲击性能的影响。     

溢洪道水毁钢筋混凝土底板爆破拆除

在对溢洪道水毁底板的拆除爆破施工中,由于拆除板块与保护板块距离非常近,为了确保被保护板块的安全,采取布置减震孔、优化爆破施工作业面、改善孔内装药结构、合理设计爆破网路等措施,有效减小了爆破振动对保护板块的破坏作用.     

复杂耦合隔振系统的实用解研究

针对工程实际中的复杂柔性耦合系统 ,本文对建立在柔性基础 弹性浮筏上的隔振系统应用子系统导纳法进行分析 ,推导了耦合系统动态功率流传递计算公式。在研究中 ,将浮筏和基础的基频与被隔振机组固有频率之比作为特性参数 ,对系统在不同频率比下的传递特性进行了计算研究 ;针对计算结果 ,分析了浮筏的弹性和基础的柔性对耦合系统的传递功率流的影响 ,给出了可以将基础或浮筏当作刚体来处理的弹性变化范围。     

周期分布不规则体对弹性波的二维散射

建立了一种基于均布线载动力格林函数的周期间接边界元方法(PIBEM),进而研究了全空间中周期分布不规则体对弹性波的散射问题。方法利用平面波入射下,各不规则体周围波场频域内仅相差一个相位的特征,仅需针对其中一个不规则体进行离散和求解,即可求得问题的解;相对于选取有限多个不规则体进行近似求解的方法,该方法具有较高精度的同时,最大限度的降低了求解自由度;在对方法正确性验证的基础上,以全空间中空洞和加塞两种模型为例开展了数值计算分析,重点探讨了空洞形状、空洞间距和加塞刚度等参数对减振效应的影响。数值分析结果表明:周期分布空洞与多个空洞的位移幅值具有差异,且频率低时差异更为显著;三种形状空洞中,周期分布圆形空洞减振效果最佳,周期分布三角形空洞减振效果最差;周期分布加塞与周期分布空洞减振原理不同,加塞通过消耗地震波的能量减振,而空洞通过阻隔地震波减振;周期分布软加塞的消能减振效果优于周期分布硬加塞。     

预裂缝充水环境下减振效果研究

为研究预裂缝充水对减振效果的影响,运用ANSYS/LS-DYNA建立有限元模型,对有、无预裂缝及预裂缝充水高度不同的台阶爆破进行了数值模拟,获得预裂缝后质点峰值振动速度。对比分析不同情况下的预裂缝后质点峰值振速,结果表明:预裂缝充水小于0.2倍预裂缝深度时,充水对减振效果影响小,减振率降低约3%,预裂缝后质点峰值振速衰减符合指数关系;预裂缝充满水时,充水对减振效果影响大,减振率降低约30%,预裂缝后质点峰值振速衰减符合萨道夫斯基公式。因此,工程实际中应避免预裂缝中大量充水。